变频节能技术在煤矿通风机中的应用

王姝荔 沈阳风机厂有限公司

一、在煤矿主通风机上应用变频技术的意义

相较于传统的节能技术方法，煤矿中主通风机变频技术的应用，能有效达到节能目标。尤其是在变频器三相输出电压波形处理过程中，异步电动机的电流能形成高次谐波，引起电动机自身的损耗，因此，借助高效低耗的电动机，可在一定程度上减少绕组铜损和铁芯损耗问题，确保中间变压过程得到有效处理。值得一提的是，在变频装置应用后，当电压的波动幅度范围控制在 -30%～+15%之间时。依旧能够满足系统构架的平稳搭建，确保通风机的稳定运行，满足节能要求。

二、变频技术在通风机的应用中应考虑的因素

（一）能源的节约

节能减排，降低能耗是目前国家提出的硬性指标，将变频技术应用在通风机中是降低能耗的关键问题。因此，在选择相应的变频设备时，就应选择直供式的变频设备，并检查变频设备的电压是否与供电电压一致，这样能更好的提高整套设备的匹配度。变频设备的选用，还应考虑其是否对高次谐波具有抑制作用，避免其在使用中影响其他设备的正常运转。变频设备作为煤矿生产中的重要设备，其运行安全性在一定程度上影响着整个系统的安全质量。因此，对于变频设备的选择，还应考虑其在使用时是否受正常电压波动的影响，倘若受影响较大，就应避免对其使用，否则就会给整个井下电网运行带来影响。为了避免变频设备在使用时出现铁芯损害等问题，就应选择使用能耗低、效率较高的变频设备，充分的发挥其使用性能，以此来为矿井生产活动的安全性提供一个良好的环境。

（二）可靠安全性能

为了提高变频通风设备的安全可靠性能，在设置变频设备的工作频率时，就可设置相应的负频率，确保发挥出变频设备的使用性能。此外，还应根据风压和流量的数值，对通风机的叶片角度进行合理调节，提高变频通风设备的使用安全性。在井下，还应定期的开展反风演习工作，避免出现紧急情况下通风机不能正常工作的情况。此外，工作人员还应定期的检查通风机设备的使用情况，确保井下的流量正常，为后期维修和保养工作的展开奠定坚实的基础。

三、变频节能原理

变频节能的原理是通过改变通风机设备的运行转速从而起到调节作用，其中主要采用的三种方式有：调整风机的转差率、电动机极对数或风机电源初始的固有频率值。实操中，通过调节风机电源初始频率值能够很好的达到通风机变频调速的目的，该方法较为简单便捷，且采用该方法还能对风机流量进行平移调整，在一定范围内增大流量区。依据流体力学的固有定律可知，当风机转速在额定转动速率方面发生改变时，与之相对应的流量、压力、功率、密度及转速间的相关性被定义为：流量和转速成一次方正比例关系，压力和转速二次方成正比例关系，轴功率和转速三次方成正比例关系。由此得出，若实际工况所需的流量低于电动机功率所输出的最大流量时，可通过降低风机转速便可促使与之相对应的功率依据转速三次方的规律显著下调。因而，将变频调节技术应用到通风机系统中，可以满足同一环境下，不同工况的需求，从而达到良好的节能降耗效果。

四、改造方案

要想解决煤矿通风机设备电能过耗的问题，达到理想的节能目标，就必须采用变频节能技术，全方位开展项目改造工作。一般而言，进行矿用通风机的节能改造可选方案相对灵活，各项节能技术所达到的节能效果也不尽一致。目前较为常用的煤矿通风节能技术主要是改变通风机机型、改造管路设计、调节运行状态等进行改造处理。

为达到较为理想的节能效果，较为可行的方案是对通风机的工作区间做出自动化调整，可选用的方法有：1.改变通风设备入口阻力，节流调节。节流调节大多是在通风机转速保持恒定的状态下进行的，通过改变入口调节阀的角度来控制进口阻力，进而来调整其曲线，达到对流量的控制。通过具体分析发现，采用该方法，实操控制力差，效果并不显著；2.采用液力耦合器进行通风设备运行速度调节。在电动机保持稳定转动速度的状态下，利用对耦合器泵轮及涡轮转动速度的调节达到对通风机的转速调控，其原理是通过液体传导扭矩来实现对风机转速的控制。经实践检验表明采用这一种方法可达到一定的风机转速调控效果，有着较为普遍的应用性。然而伴随着相关技术的不断发展，此项技术因其所存在的占地面积大、调速效果有限等不足而逐渐被新型技术所取代；3.应用变频节能技术。和上述两种较常用到的调节通风机运转速度方法相比，这项技术不仅应用效果显著且有着较高的成熟度，是当前实现煤矿通风机运转速度精准调控的有效方法，可达到较为显著的节能降耗效果。且此项技术的应用还具有典型的低成本特点，其关键是基于原基础新增加了变频器，在确保不新增额外成本费用的基础上可实现对通风机运转速度的有效调节，因此在当前的煤矿生产作业过程中这项技术的应用已十分广泛。目前，变频调速节能技术在煤矿通风机的节能方面得到了越来越广泛的应用，已成为井下作业生产通风供给最常用到的一项技术手段，实现了对整体煤矿通风系统自动化水平的全面提升，降低了劳动强度。

结束语：不断的将变频节能技术运用在煤矿通风机中，对于有效的促进煤矿生产活动安全性的展开以及实现能源资源的有效节约都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解通风机变频技术节能原理和变频技术在通风机运行中的重要作用，进而将变频节能技术高效的应用在煤矿的通风机中，这样就能提高整个煤矿生产的安全性。