煤矿机电设备中变频节能技术的应用

许晓林

摘  要：煤矿生产环境恶劣、情况复杂，工作量较大，需要使用大量机械设备辅助作业，要求开采技术水平不断提升。但是相较于发达国家，我国煤矿井下机电设备还有所不足，在保证设备安全稳定运行的同时，还要考虑到设备节能效果。尤其是当前绿色环保背景下，节能减排在各行业达成统一共识，煤矿企业作为能源型企业首当其冲，应用变频节能技术，推动煤矿机电设备优化创新是必然选择。文章就变频节能技术在煤矿机电设备中应用展开分析，在了解变频节能技术原理和要点基础上，促使此项技术应用在煤矿机电设备中，实现煤矿节能生产。

关键词：变频节能技术;机电设备;煤矿生产;节能减排

中图分类号：TD407         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）34-0171-02

Abstract： The production environment of coal mine is bad， the situation is complex， and the workload is large， which requires the use of a large number of machinery and equipment to assist the operation， which requires the continuous improvement of mining technology. However， compared with developed countries， there are still some deficiencies in coal mine mechanical and electrical equipment in China. while ensuring the safe and stable operation of the equipment， we should also take into account the energy-saving effect of the equipment. Especially in the current context of green environmental protection， energy saving and emission reduction has reached a unified consensus in various industries， coal mining enterprises as energy-based enterprises bear the brunt， the application of frequency conversion energy-saving technology to promote the optimization and innovation of coal mine mechanical and electrical equipment is an inevitable choice. This paper analyzes the application of frequency conversion energy-saving technology in coal mine mechanical and electrical equipment， and promotes the application of this technology in coal mine mechanical and electrical equipment to realize coal mine energy-saving production on the basis of understanding the principle and key points of frequency conversion energy-saving technology.

Keywords： frequency conversion energy-saving technology; mechanical and electrical equipment; coal mine production; energy saving and emission reduction

煤礦企业属于能源型企业，在当前能源危机背景下，部分煤矿企业仍然沿用滞后的开采技术，对地质环境破坏较大，开采效率不高，资源损耗大。通过变频节能技术的应用，推动煤矿机电设备改进优化，有助于减少机电设备能耗，提升开采效率，并且实现清洁开采，满足节能减排要求。故此，煤矿企业应积极增加投入力度，大力推广和应用变频节能技术，以求提升煤矿开采效率，减少能耗，为我国经济持续发展做出更大的贡献。

1 煤矿机电设备应用变频节能技术的现状

煤矿机电设备中推行变频节能技术，需要充分契合煤矿生产情况，优化生产工艺，提升开采效率的同时，减少机电设备能耗。变频节能技术实际应用，交流电周期固定模式更换频率，在后续具体工作中依据工作负荷、工作环境和工作内容来动态调整。结合可持续发展相关要求，煤矿行业引进变频节能技术是必然选择，尤其是煤矿机电设备类型和规模不断增加，充分发挥变频技术优势，可以大大降低电能损耗和企业生产成本，赋予企业可持续发展动力[1]。

随着我国工业化进程不断加快，对煤炭资源需求度急剧增长，但是从我国煤矿行业开采情况来看，电能损耗问题居高不下，致使企业成本较高，而变频节能技术可以在机电设备中加以应用。如：在提升机、采煤机和皮带机等设备中应用，会使电能损耗显著下降[2]。故此，新时期煤矿企业应该深入研究和分析变频节能技术，明确其应用重要性，在不影响开采效率、效益基础上，灵活运用变频节能技术，降低电能损耗，谋求可持续发展[3]。

2 机电设备中变频节能技术原理

我国煤矿开采行业改革发展，节能减排是主要方向，在提升机、采煤机和皮带机等机电设备中应用变频节能技术，可以有效降低电能损耗，提升开采效率。就变频节能技术的原理来看，是通过交流电固定周期模式来调整机电设备运行功率，并通过应用智能化电气系统，推动机电设备智能变频。如：机电设备空载运行中，降低设备功率到最低成本，减少机电设备能耗。如果设备满载运行，调整机电设备功率到峰值，提升采煤效率同时，将能耗降到最低，是煤矿开采企业主要关注的内容[4]。基于变频节能技术，有助于推动机电设备智能化操控，减少劳动强度和工作量，降低生产成本和设备维护成本，推动采煤过程自动化、智能化发展[5]。

3 煤矿机电设备中变频节能技术的应用

变频节能技术作为一种前沿技术，应用在煤矿机电设备改造中，更加智能的结合设备运行情况，动态调整设备运行功率，提升设备运行效果。但是，要充分结合不同的采矿设备，灵活高效運用变频节能技术，充分发挥此项技术的作用。

3.1 采煤机应用变频节能技术

煤矿机电设备中，采煤机作为重要组成部分，电能损耗量较大，其中包含电气系统、机械系统和液压系统等，基于变频节能技术，可以实现各系统能耗降低[6]。其组成部分可划分为采煤机，包括装载系统、切割部、行走装置和其他控制装置等。切割装置结合不同工作面动态调整设备运行功率，大功率适合大工作面作业需要，将煤矿快速纳入到装载系统中，小工作面下减少切割工作面，以此来实现节能减排的目的。装载系统需要结合采煤量来调整设备运行功率，促使装载速度和采煤速度匹配。行走装置，采煤机作业时牵引力有所偏差，需要变频调节行走装置频率，保证牵引力足够基础上，将电能损耗降到最低。另外，通过变频节能技术合理运用，除了降低采煤机能耗，还可以减少采煤机运行负荷，提升设备使用性能、使用寿命。

3.2 风机设备应用变频节能技术

煤矿开采中，风机设备不可或缺，主要是由于井下环境相较于封闭，有很多有毒有害气体，应借助通风设备将有害气体稀释、排出，创设安全的井下作业环境。通常情况下，矿井下风机设备主要是用于换气操作，伴随煤矿开采不断深入，矿井下的气体含量有所变化，通过风机设备中应用变频节能技术，在创设安全开采环境下，减少风机设备的运行压力。保证井下空气质量符合要求，井下没有瓦斯等有毒、易爆气体后，风机设备可以停止运行，减少不必要能耗。同时，将变频节能技术和空气检测设备结合在一起，动态依据井下空气质量自动调节，自动化水平较高。通过变频节能技术在风机设备中应用，煤矿企业取得了可观的成果。

3.3 提升机中应用变频节能技术

不同矿山类型不同，对于一些开采难度大，矿井深的矿山，需要借助提升机将煤炭资源运输到地面，然后进行后续加工。提升机是煤矿企业主要生产设备之一，为了大大提升煤矿开采效率，必须要保证设备不间断进行。但如果设备满载或是空载运行状态会有电能损耗，如何改善此类问题，推动提升机和变频节能技术融合应用，在智能化操控平台下来调整提升机运行功率，提升设备运行效率的同时，为煤矿企业减少了能耗。一般情况下，煤矿企业中常见的提升机为JD-BP32-185P型号，在实际应用中节能效果可观，可以为企业带来更为可观的经济效益。

3.4 皮带机应用变频节能技术

皮带机主要是用于输送煤炭资源到地面，而皮带机运行荷载并非是不变的，设备长期运行会导致电能损耗过大，基于变频节能技术调整皮带机功率，促使皮带机变频运行，合理配置荷载，减少电能损耗。变频节能技术的应用，可以避免皮带机长期超负荷运行，减少设备故障几率，保障设备正常运转，使用寿命也将大大延长。

3.5 负载荷设备应用变频节能技术

在负载荷设备中应用变频节能技术，结合煤矿特殊作业环境，不断加强变频调速设备研发，实现采矿设备变频操作。结合风机设备运行情况逐步改造和完善操作，提升设备使用性能。改造前，综合检查和分析风机设备运行情况，在此基础上调整风机的风量、风压，通过变频改造后，节能效果较为显著，是改造前的3倍。

4 煤矿机电设备中变频节能技术维护措施

变频节能技术在煤矿机电设备中应用，尽管一定程度上可以提升煤矿开采效率、质量，应注重合理的措施来保障变频节能技术效应得以发挥，维护机电设备安全稳定运行。在机电设备中应用变频节能技术，立足于机电设备运行情况，结合设备型号规格加强设备检修和维护，安装前调试好，合理运用变频节能技术。

4.1 制定完善的机电设备维护管理制度体系

煤矿企业的机电设备类型多样，长时间在煤矿这一特殊环境下高负荷运行，可能受到客观因素影响出现故障问题。鉴于此，应加强机电设备维护管理力度，转变理念来健全和完善维护管理制度体系，持续深化技术研发，推动设备技术更新，便于变频节能技术充分在机电设备中应用。通过日常巡查和维护，便于及时发现、解决设备故障问题，将安全隐患消灭在萌芽状态。同时，检查机电设备变频工作情况，预测分析可能产生的变频异常故障，制定防控方案，及时解决。相关维修管理人员要注重技术的学习和运用，分析可能出现的设备故障问题，并寻求合理方法予以解决，促使机电设备逐步恢复使用。只有保证机电设备正常运行，才能保证变频节能技术应有效应充分发挥，改善潜在的机电设备安全隐患。

4.2 推动机电设备和技术更新

机电设备和变频技术不断推陈出新，技术更新频率加快，不断涌现出先进机电设备。这就需要煤矿企业高度关注变频节能技术更新和完善，顺应时代发展趋势，积极运用变频节能技术到实处，改善传统技术不足和缺陷，赋予变频技术更强的兼容性，为机电设备安全稳定运行提供支持。新设备、新技术融合运用，对于提升煤矿机电设备运行效率和运行性能意义深远。煤矿企业要注重资源的合理配置，投入资金用于设备的更新换代中，提升机电设备整体灵活性、可靠性，减少设备能耗，对于延长机电设备使用寿命具有积极作用。

5 结束语

综上所述，在煤矿机电设备运行中，由于设备众多，管控方式存在不合理，不可避免造成电能损耗。基于变频节能技术的应用，可以改善传统技术不足，推动机电设备更新换代，自动化调整设备运行功率，不影响设备正常运转的前提下，减少电能损耗，可以减少企业成本，提升经济效益。

参考文献：

[1]段丽芬.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析[J].中国设备工程，2020，31（06）：243-244.

[2]石艳春.PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用[J].现代信息科技，2020，4（03）：173-174+177.

[3]郑立.煤矿机电设备节能改造中变频技术的应用[J].资源节约与环保，2019，19（12）：18+24.

[4]侯云鹏，崔军峰，付红星，等.油田机泵设备变频节能技术应用现状及发展趋势分析[J].中国设备工程，2019，22（23）：206-207.

[5]李刚，刘利.探讨变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2019，10（21）：168-169.

[6]张毅.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用探析[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（21）：235-236.