通过优化煤矿机电设备设计实现机电设备节能

刘武岗

摘要：在我国进入21世纪的新时期，综合国力显著加强，煤矿企业生产离不开机电设备，加之煤矿生产条件和环节的复杂性，对机电设备的安全及节能提出了更高、更严格要求。然而，煤炭开采又是能源消耗的大户，实现煤矿机电设备的节能降耗，是降低我国能源消耗的重要环节之一。

关键词：煤炭开采;机电设备;节能

煤矿产业在我国现代工业发展及经济建设中发挥着重要作用，其通过煤炭开采，源源不断的为企业生产提供动力能源，促进了国家工业现代化的发展进程。从生产过程来看，煤矿企业生产具有一定的特殊性，其在生产过程中需要投入大量的机械设备，这不仅扩大了企业生产过程的风险，而且带来了较为严重的能源消耗。现阶段，利用变频节能技术进行机电设备控制已经成为煤矿企业现代化发展关键所在。本文就变频节能技术在煤矿机电设备中的应用要点展开分析。

一、概述

这一阶段的地下生产过程中，每个生产周期都包含相对较多的设备，每个设备必须持续工作较长的时间，而实际设备运行负荷较小，造成严重的资源浪费。因此，为了节约能源和提高矿山的生产效率，必须推动变频技术的发展，主要原因是变频技术能有效地减少设备的能源浪费。变频技术是涵盖计算机技术、传感器技术、机械设备操作技术等多个方面的全面技术，通过有效地融合多种技术，您可以全面强化设备，从而构成新的技术开发模式。

二、煤矿机电设备设计实现机电设备节能

（一）选择合适的动力变压器种类和容量

由于煤矿生产的特殊性，燃油设备并不能应用在生产中，而动力变压器则是最好的设备，在煤矿井下做作业中，使用动力变压器，可以提高生产，降低电能的消耗。在选择动力变压器上，要能够根据煤矿生产的实际情况，合理科学的选择，从而提高生产的安全性，实现节能的目的。动力变压器的型号选择上，首要选择是节能型的，因为可以最大程度的降低电能的损耗，然后针对实际的情况，来选择相应的容量。另外，在机电设备空载运行的过程中，也会有大量的能源损耗，所以在选择节能型动力变压器的同时，在容量的选择上也要合理科学，规避严重空载现象，最大程度的节约资源。

（二）永磁直驱电机在带式输送机上的应用

随着煤炭经济的发展，现阶段井下带式输送机大部分采用传动驱动方式，其由異步电动机、液力偶合器、减速机、联轴器等组成。由于其启动时扭矩小，满载启动困难，且启动稳定性差，故障率高，且后期系统维护保养成本高，造成其工作效率低，导致严重的能源浪费。为了进一步加强电机的工作效率和节能环保，使其满足长效高速稳定运转，永煤集团车集煤矿率先引进新型隔爆型智能永磁直驱系统驱动装置，是利用变频开关控制永磁直驱式电动机直接驱动负载，不需要减速装置，减少设备，减少维护工作量。从而提高皮带机运行效率，降低能耗。

（三）电控绞车的变频控制技术

古板的斜井绞车管控系统很多采用的是交流绕线式电机串电阻调节速度系统，电阻的投切简单而言都是应用接触器来管制，这样的管制系统突然碰到高强度的工作环境，比如因用次数过于频繁经常会使交流接触器主触头损坏，从而致使装备的故障。同时，古板的管制系统的管控层次也比较低，故障率高，维护工作量大，综合性质极其不好，通常会致使各种各样的问题比如停车地方不精确等。变频技能刚好能够处理上面的问题，并且还具有其他优势，比如电压波动的区域可以控制在较小的区域内，频率波动的区域管控也比较精确，输出功率与频率具有高度可调节性能。因而依据这些结果可以看出，变频技能在电控绞车体系上的运用提高了电控绞车体系的过载能力，可以完全满足运用与操控的需要。并且还提高了自动转矩的低频运转额能力以及供给重要的保护功能。因此，电控绞车应用变频技能能够完成更好的可控性，并且管控精确度也会有很大的提升。

（四）选择合理的供电电压及供电线路布置

任何电力设备的运行都是建立在电力供应充足的基础之上，所以电力系统的设计和规划对煤矿企业机电设备起着决定性的作用。如何科学合理的布置电力系统，使其能够更好的服务于机电设备，以下从供电电压的选择和布线两个方面来进行了阐述：第一，如何科学合理的选择供电电压，要科学的规划井上井下的供电结构，降低变压的次数，合理控制配电的载荷，降低供电系统的电能耗损。第二，如何布置供电线路图，应该增加线路的回路，对电流的密度进行仔细的测量。若负荷电流已经超出了导线经济电流数值，就必须通过更换导线截面，或者是减少负荷电量的方式，架设第二回线路，从而实现降低损耗的目的。

（五）变频节能技术在煤矿通风设备中的应用

通风机主要应用于煤矿生产过程中的井下通风，因为煤矿生产活动井下较多，所以大小通风机的运行效率在很大程度上决定着工作效率，且对生产人员的人身安全有着非常重要的影响。如果通风机在使用中发生故障，就会严重影响煤矿的生产。如果大型通风机出现故障甚至可能会导致企业的停产和井下事故等各种严重的问题。另外所有煤矿企业的通风机都处于全天运行的状态，因此需要消耗大量的电能。煤矿原来的工作方式为全年12个月，每月工作30天，通风机的功率通常在30-1000kW范围之内，通常情况下通风机会消耗掉煤矿生产电能的五分之一以上。变频节能技术在通风机中的应用不仅可以对通风机的转速进行调整，达到理想的风量和风速，还能够有效促进通风机整体运行效能的提升。通过引入变频节能技术可以有效对煤矿通风机的工作进行优化，提高效率，降低能耗。

三、结语

综上所述，在煤矿企业的生产过程中，机电节能环节不仅仅是落实国家节能减排的要求，同时也保证了企业生产的最大化利益，降低了企业的成本投入，保证了生产安全，通过多方面的优化煤矿机电设备的设计，实现机电的节能，完成节能的最终目标，从而推动煤矿企业的可持续发展。

参考文献：

[1]张富亮.煤矿机电设备系统节能降损的探究思考[J].科技创新与应用，2014（18）.

[2]李金艳.煤矿机电设备系统节能降损的探究思考[J].科技与企业，2014（24）.