变频节能技术在煤矿通风机中的应用

蒙应繁

摘要：通风机在运行中主要是通过电动机推动运转，根据煤矿生产区域最大风量选用相应的通风机，在应用中会导致通风机处于低负荷运行状态。由于通风机运行功率较大，耗电量较大，会导致通风系统运行紊乱，对生产过程的稳定作业具有负面作用。近些年随着电子控制技术的全面发展，可以合理应用交流变频调速技术，通过此项技术应用，能实现通风机电动机无级调速，对风量传递实现有效控制，实现矿井生产节支降耗的发展目标。

关键词：变频节能技术;煤矿通风机;应用

引言：矿用通风机作为煤矿安全生产所需的基础性设备，其不仅可以为矿井人员提供充足的空气，而且还能净化井下的空气环境，确保提高整个煤矿生产的安全性。但是，矿井通风机在使用的过程中，具备运行功率大以及运行效率等缺点，这样就影响了整个煤矿生产的效率。因此，我们就可将变频节能技术有效的应用在煤矿通风机中，降低煤矿企业的生产成本，实现能源的有效节约，以此就能提高煤矿企业的经济效益。

1.煤矿通风机应用变频技术的运行方案

1.1无旁路系统的设计

在单电动机通风机设计中，主要以變频器、电源柜、通风机等设备为基础进行建立，其中，电源柜为其应用实践提供充足电源。变频器运行停止之后会断开电源，并通过变频器输出柜对通风机电动机进行调速，完成对功率的调控，促使变频器运行调控灵活性与拖动成效能满足应用要求。系统主电源通过电源柜变频器完成多项供电处理操作，通风机电动效果为M1与M2，应用优势更加突出，如图1所示。

通过对通风机系统完整的运行过程进行深入分析，得出通风系统主要由两台通风机和一台电动机构成。在变频运动阶段，需对旁路开关进行断开处理操作，保证电源能通过电源柜，建立完整的变频器供电结构[1]。相关技术人员对输出通风机各项参数进行判定，需深入分析工频旁路运行成效。当变频器运行处于中断状态，需综合分析输出柜运行现状。在系统中添加旁路结构，在运行体系综合维护过程中，要确保风机运行安全性能有效提升。无旁路系统在设计过程中要融入变频器、变频输出柜等，能适应电动机运行要求。变电器电源主要是通过电源柜输出，在暂停状态时能直接切断电源，提升系统管理成效。通风机系统通过安排备用与应用，能对周边旁路开关进行合理处理，促使主电源柜变频器供电应用效果更高。

1.2旁路系统的设计

系统中的旁路系统设计，主要是将变频器、电源柜、通风机电动机等设备进行有效组合匹配。在具体设计过程中，动力电源来源主要是电源柜。通过断开电源连接对输出柜变频器等进行隔离处理。将断路器与通风机结合应用，以保证在输出侧不会产生大量的人工电源，对处理成效进行控制。这样发生故障之后不会产生较大偏差，能对设备变频器损坏问题进行合理控制。在系统运行过程中，要对相关技术设计进行分析，确保无中断现状下对旁路管理。通风机在运行处理过程中，通过主电源能为电源柜变频器提供运行动力。建立完善的维护措施与处理结构，提升设备运行效率与节能成效。

2.煤矿通风机变频调速的应用研究

2.1变频器与PLC选用

变频器合理选取对提升通风机基本运行性能以及节能成效具有重要促进作用。目前应用较多的变频器主要能分为交-直-交变频器与交-交变变频器两种。前者是间接式变频器，基于工频电流转为直流之后再转为可调电流，后者是直接式变频器，是将工频电流转为可调电流。现阶段对矿井生产基本要求以及通风机基本特性提出了更高要求，比如选用CS800-04系列变频器，此类信号变频器实际输出功率值能达到260kW，基本运行频率能保持在0～400Hz，其具有良好的过载、过速、过压保护作用。PLC主要是由电源、存储器、中央处理器等部分组成，其中，中央处理器能对数据有效控制，存储多项程序，对各类故障进行精确化判断，对错误信息进行有效处理，属于PLC控制核心部分。结合实际应用要求可以选取S7-200型PLC，从实践应用中能得出其运行安全性较高，尺寸较小，消耗成本较低，计算速度较快，便于更换[2]。

2.2PLC变频调速系统的设计

如图2所示，PLC控制系统中主要有各个子程序、主程序以及中断程序等组成，其中主程序中多个组成程序能对电动机变频调速进行有效控制。中断程序以及子程序能实现控制系统的有效保护，对启动程序进行初始化检查。PLC主程序启用之前，要通过各个子程序进行有效自检。通过稳定启动主程序能对变动机采取变频调速控制，通过对煤矿施工现场瓦斯现状进行监控，保障PLC控制程序能有效启停。依照相关规定要求，在电动机周边对瓦斯浓度进行有效控制，瓦斯浓度较高时需及时切断电源。由于煤矿开采现场环境要素具有多变性，随着开采面不断延伸，挖掘区域瓦斯浓度会进一步变化，所以要在瓦斯浓度区域设定对应的电源频率，依照通风量控制对现场用风量进行调控。比如将瓦斯浓度划分为0～0.5%、0.5%～0.8%、0.8%～1.0%，对应的电源频率为31Hz、35Hz、40Hz、45Hz等，实际输出的电压值为6V、6.8V、8V、9.2V。

3.应用成效简述

通风机在未全面应用变频调速之前月耗电量是12.2万kWh，而通过实施变频调速之后，经实践检测发现耗电量有效降低了7万kWh，其实际节约电费量较多。由此可得，通过变频调速可以全面控制通风机耗费的电能，其次应用变频调速技术，能保障通风机稳定运行，延长应用寿命，对控制煤矿生产成本具有重要意义。同时，应用该技术，能保障煤矿现代化生产效率以及智能化生产水平全面提升，并能对矿山生产电能资金投入进行控制，推动现代化煤矿全面发展[3]。

结论：

简而言之，将变频技术合理应用到煤矿主通风机中，能实现对变频调速系统与检测系统的有效应用，实现自我调节与控制，确保多项参数值能满足预期设计要求。在煤矿开采中，通过变频技术能全面提升变频器运行效率，适应安全性发展要求，保障煤矿生产安全可持续进行，推动现代化煤矿发展，扩大煤矿生产效益。

参考文献：

[1]王明敏.变频节能技术在煤矿通风机中的应用分析[J].中国科技纵横，2018（01）：190-190.

[2]冯宇，韩进.煤矿主通风机变频节能技术的应用[J].煤炭技术，2019，34（08）：260-262.

[3]张一，仝瑞灵，陈磊等.煤矿机电设备中变频技术的应用[J].科技传播，2019（19）：97-97，89.