变频技术在冀中股份邢台矿主通风机系统中的应用

摘要：从解决冀中股份邢台矿西井井下大巷风量及风速不符合要求的实际出发，引入變频调速对矿井通风机风量的调节技术，并对该矿西井主通风机在满足矿井通风需求时电动机的频率进行计算，最后对主通风机引入变频技术后的经济及社会效益进行简要分析。

关键词：变频技术；煤矿；主通风机；节能

引言

矿井主要通风机是煤矿安全生产必不可少的装备，它担负着全矿井或矿井一翼通风任务。以往和现在的矿井通风设计大部分选用国产主要通风机，其电控采用直接启动或串联电抗器启动；矿井通风量的调节采取手动改变风机叶片角度到达调节风量的目的。按照以往通风装备设计和安装，存在风机启动对电网造成冲击，危害矿井供电安全；对设备本身产生机械冲击，减少设备使用寿命等缺陷。特别时在矿井建设时期和矿井投产初期，即使将主要通风机的叶片角度调节到最小，其通风量也会比较大，不利于矿井风流调节，影响矿井通风的稳定性，同时会造成大量电能的浪费。为改变这种缺陷，特提出对原安装的主通风机进行变频技术改造。

1、主通风机运行现状

冀中股份邢台矿西井主通风机安装两台矿用动叶可调GAF23.7-12.5-1型轴流式通风机，配套电机型号为Y450-8，额定转速738r/min，功率为450KW。安装时考虑矿井处于建井初期，需风量较小，将扇叶角度由最优运行角度（0°）调整至-15°，井下风量6100m?/min，据矿通风科对西井井下通风量的计算，井下理论通风量在3600 m?/min即可满足通风要求。

主通风机的高效区是按照矿井的困难期风量、负压工况设计的，在风量需要较小的建井初期（容易时期）通过调节扇叶角度来减小风量，使得风机不处于高效的最佳运行区域，效率很低，造成电能浪费。同时西井井下风速也无法达到《煤矿安全规程》第136条对井巷中的风流速度的要求，存在安全隐患。需要对其进行变频技术改造。

2、主通风机变频改造频率计算

3、效益分析

冀中股份邢台矿西井主通风机由于目前运行于矿井初期，主通风机通风量偏高，造成通风量大，一方面造成安全隐患，另-方面出现大马拉小车的局面。变频改造后以上问题得到彻底解决。

3.1、由通风机比例定律可知，风机轴功率p、转速n具有如下关系

由公式3可见，通过降低电动机转速可显著降低风机电能消耗。冀中股份邢台矿西井风机变频改造后，电动机频率调至23HZ，电机转速由原来的738r/min调至435r/min，轴功率实测为32.8KW，在满足矿井通风需求的前提下，节电效果十分明显。

3.2、变频改造后，电机起动由直接起动变为软起动，起动电流可得到有效控制，控制在额定电流以下，减少了对电网及设备的冲击，延长了设备的使用寿命，节省了设备的维护费用。

3.3、功率因数明显提高，降低无功损耗。由于高压变频采用了先进的隔离移相变压器技术和交-直-交电压源GBT逆变技术，在克服了传统变频器对电网谐波干扰的同时，功率因数将由原来的0.85提高到0.95以上，大大提高了设备对电网容量资源的利用率，减少了因无功电流引起的线路损耗。

3.4、风机系统运行在最佳状态。采用了高压变频调速控制风机风量，其控制精度大大提高，并且调节方便、灵活准确，使风机工作在最佳工况状态。

4、结束语

通过变频技术改造，冀中股份邢台矿西井主通风机在满足矿井通风需求的前提下，不仅达到良好的节能效果，而且使整套通风系统的稳定性大大提高。因此随着国家对节能减排工作的越来越重视，煤矿企业应该自行研究通过何种技术降低能耗，其中变频技术目前已经初步起到作用，取得了明显的经济效益和社会效益，这也是适应了国家建设节约型社会的潮流。

参考文献

[1]王建亮.主通风机高压变频调速改造[J].煤矿机械，2006，（6）：145-145。

[2]国家安全生产监督管理总局.2016年10月1日起施行的煤矿安全规程[M]，北京：煤炭工业出版社，2016。

[3]劳动部，煤炭工业部.1997年8月职业技能鉴定规范主扇风机操作工【M】，北京：煤炭工业出版社，1997。

作者简介：张冬冬（1985.10-），男，汉族，河南省洛阳市，机械工程师，大学本科。主要研究方向：煤矿机电。

（作者单位：冀中能源股份有限公司邢台矿）