矿用通风机节能技术分析与探讨

2022-10-16

在我国, 通风设备是矿井中耗能最高的应用设施之一, 基本每家煤矿企业的矿井都应用通风机来完成生产过程。在国家提倡保护生态环境的政策指引下, 建立低碳、生态矿山成为了煤矿行业发展的必然趋势, 进而煤矿节能问题也成为了矿井工作环节当中的重点研究对象之一, 对于煤矿的安全生产与保护环境都有着极其重要的意义[1]。变频技术的引入能够完善矿用通风设备, 提高机器的自动化水准, 最终实现通风机节能。

一、矿用通风机节能技术的设计与原理

矿用通风机的节能方式有多种选择, 采用不同的节能方法能够在不同程度上实现其节能要求。经研究得知, 最优化的节能方式为变频改造法, 有着极为明显的应用优势。变频即改变电源频率, 即通过对通风机电流的转换来实现电动机运转频率的调整, 把固定的电网频率改成可变频率。变频技术具有节能、高速驱动、精准控制等优势, 现今广泛应用于矿用通风机的改良设计之中。

1. 矿用通风机的几种常见节能技术

我国目前针对矿用通风机的节能调整有几种方法, 如下:

(1) 直接选择与实际工作需求相符合的通风机。

(2) 改变现有通风机的设计管路。

(3) 针对现有通风机的运行环境来协调控制其运行状况。

2. 节能效果的改良

通过对矿用通风机节能技术的研究, 发掘其中最优化的节能效果, 有针对性的对通风机进行改良, 以备应用于实践, 其具体方法如下:

(1) 对通风设备进行节流调整。其具体做法:在风机转速固定的前提下, 用压力截流开关装置的使用来改变风机流量。经分析得知, 该方法的使用, 对于风机的风速的影响不大, 而且该方式对于生产成本管理也没有起到有效的控制作用。

(2) 基于液力耦合器而进行的调速节能法。其具体做法:应用液体传递扭矩, 在电动机转速恒定的前提下, 通过耦合器中的泵轮和涡轮等装置的调整改变, 使液体船体扭矩从而改变通风机的转速。在以前的矿井节能化建设中, 这种方法应用较为广泛, 随着技术的革新, 这种方式逐渐被淘汰, 因其占地面积过大、调速效果不明显等劣势导致。

(3) 利用变频技术节能。截至目前, 这是一种相对成熟的技术成果。由于变频器的成本较低, 在原有通风设备中加入变频器, 其成本并没有明显改变, 但又能够起到调速节能的效果, 所以利用变频技术节能法的应用较为广泛。变频调速节能技术已经成为矿用通风设备的主要节能方法, 基于此技术对矿井应用中的通风机进行低成本改造, 其节能优势日益凸显。

二、矿用通风机变频节能技术的改造流程及应用现状

1. 变频调速技术的作用机理

交流电动机变频调速是在微电子理论基础上演变而来的新技术, 它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目标的技术手段[2]。此技术的显现, 相对于传统的直流电机调速手段具有明显的技术优势, 其特点表现在:调速范围广、调速效率高、安全性能佳等优势。它是当下一种较为合理的调速方法, 作用机理符合节能要求。

2. 运用变频调速机理进而实现节能

基于变频调速器的特殊性质, 它有着不同的类别。矿用通风机往往承载能力较弱, 且无需过高的负荷压力, 所以我们可以选择性能和价格较为低廉的变频调速器, 这就已经能够满足通风机的正常稳定运行要求。

在变频调速器的应用改造过程中, 对于其信号要进行有效控制。一般情况下, 变频器速率相比额定转速的比值应控制在75%-100%区间, 且不低于50%。如若频率信号受矿井环境的影响较大, 可采取必要的抗干扰技术进行调节, 进而保证其信号的适当控制, 促进变频调速器的合理改造。

矿用通风机的变频改造流程步骤清晰, 改造环节较为简单, 除了对用户给定的信号做好必要的控制外, 接下来就只需进行对系统的设置工作即可完成改造。

经过对通风机进行变频改造后, 完成了其基本的节能效果。其节能原理很简单且易实现, 在我国矿井通风机设备配置中获得了普遍应用。节能的功率与其通风面积呈现正比例的趋势, 起到了合理化的配置资源、有效的利用资源的作用。可见, 应用变频调速器进行改造矿用通风机, 节能效果明显。

结束语

矿用通风机在实际应用中采取变频调速的方式, 能够起到节能的效果。随着时代的发展与社会的变革, 矿用通风机节能技术也在不断成熟与进步, 人们更期望寻求一种简便、经济的手段来完善矿用通风机的节能设计, 显然变频设备可以实现这一目标, 使改造后的通风机的应用效果更为明显, 并且能够起到安全防护的作用。目前国内的煤矿企业数量居多, 在国家政策的要求下, 矿用通风机的节能技术与手段将进行广泛的推广使用, 保证安全生产。

摘要：通风机在我国煤矿企业中得到广泛应用, 并且随着技术的革新与环境的制约, 矿用通风机的节能需求已然成为行业与社会焦点。我国目前通风机变频节能改造的技术相对成熟, 其安全性能较为稳定, 故建议将现有矿用通风设备进行节能改造。本文就矿用通风设备的节能技术革新进行剖析, 阐述矿用通风机节能的最优设计思路与技术原理, 响应国家节能减排的政策, 同时兼顾煤矿企业发展进程不间断。

关键词：通风机,节能技术,分析