礦井通風是保證井工生產的基本條件，而礦井通風機則是實現安全、經濟合理通風的主要手段和設備。由于礦井生產的特殊性，決定了通風機功率大，連續(xù)運轉時間長，耗電量大。據某礦務局統(tǒng)計，全局11對礦井共有通風井13個，裝備主扇風機27臺，總裝機額定功率11 400 kW，全局主扇耗電量占原煤生產耗電量的28. 2 ，平均效率在50左右，低的只有10.由上述數據可見，礦井主扇風機的電能浪費十分嚴重，究其原因很多，有礦井通風網絡特性和主扇風機特性不匹配的問題，有主扇設備型號老舊、性能落后的問題，有礦井通風阻力過大的問題，有漏風損失嚴重的問題，但主要原因還是由于風機能力過大，造成了大馬拉小車的現象，新建礦井尤為嚴重。圍繞節(jié)能改造，許多單位采取了各種各樣的辦法，但效果都不太明顯，因此，研究節(jié)能有效途徑，改造現有設備，對煤炭行業(yè)減虧增盈、提益意義重大。本文介紹的變頻技術，是降低煤礦電耗的有效途徑之一。
1變頻技術節(jié)能原理在礦井風機選型時，額定風量通常都超過礦井實際所需的風量，大多數風機在運行時根據工藝要求不斷地調節(jié)風量和風壓，通常調節(jié)風量和風壓的方法有兩種：一種是控制輸出、輸入端的風門開度，一種是控制電機的轉速。目前采用擋板或閥門來調節(jié)風量的方法較為普遍，這種方法雖然投資少、控制簡單，但由于人為地增加了通風阻力，因而造成電能的大量浪費，如果設想將這種方式改變成通過調節(jié)風機轉速來改變風量，使電機的耗電量隨著負荷大小而變化，則可達到節(jié)能的目的，這也是變頻技術的核心所在。
1. 1風機參數及特性曲線電機軸功率P、風機風量Q和風壓H之間的關系如下：風機的特性曲線如圖1所示。圖中標出了以擋板開度表示的阻力曲線。
從流體力學原理可知，用轉速控制風機張少春秦喜文利用變頻技術實現風機節(jié)能時，風量、風壓及電機軸功率和轉速的關系可表述為：式中n――轉速。
上式的含義即為：風量Q與轉速n的一次方成正比，風壓H與轉速n的二次方成正比，軸功率P與轉速n的三次方成正比。
1. 2風機變頻節(jié)能原理分析設圖1中N為額定轉速時的Q _ H曲為擋板全開時阻力曲線，其焦點A即為該風機的設計工況點。
用擋板控制時，由于要減小風量，擋板開度變小，使擋板阻力變大，阻力曲線從T移到T 1，風壓從H上升到H 1，風量從Q減小到Q 1，運行工況點隨之從A點移到B點。
用調速控制時，擋板全開（開度T） ，阻力曲線T不變，風機的特性取決于轉速，如果把轉速從n降到n 1，特性曲線也從N移到1，結果運行工況從A點移到A′點，風壓從下降到H 2，風量從Q減小到Q 1，獲得了同樣的風量效果。
求出利用常規(guī)擋板方法時風機的軸功率為：利用變頻技術時的風機軸功率為：也就是說用擋板控制時，獲得同樣的風量Q比用變頻技術時多耗電ΔPkW，而且由板前后風壓差越大，損耗功率越大。風機變頻調速與用擋板相比在相同風量下，節(jié)電率為：2變頻技術在風機節(jié)能中的應用2. 1使用變頻技術的某礦井風機有關參數風機額定風量： 4266. 77 m主軸轉速： 480 rpm電機容量： kW電機電壓： 380 V電機電流： 425 A電機轉速： 495 rpm礦井所需風量： 1 530 m 2. 2所用變頻裝置有關參數主電源：三相，電壓380 V基波功率因數，額定值時0. 98總功率因數，額定值時 0. 95電機聯(lián)接：電源，三相0～所需的供電電壓頻率， 0～所需的供電頻率頻率分辨率， 0. 01 Hz環(huán)境溫度， 0～40℃冷卻方式，集中式風冷相對濕度， 95不結霜標準性能：數據顯示輸出頻率、電機電流、電機轉速、輸出電壓、中間回路直流電壓、散熱器溫度、電機功率、電機轉矩、操作時間、電能計量、參數設定、報警及故障信息。
電機電流調節(jié)：自動調節(jié)轉差率補償：可編程其它：遠程控制及顯示3使用效果分析使用變頻調速技術前后的各參數如表1.
張少春秦喜文利用變頻技術實現風機節(jié)能技術參數主軸轉速風量全壓電機電壓電機電流有功功率無功功率運行頻率變頻調速前變頻調速后由表1及現場觀察，變頻技術有下列優(yōu)點：3. 1改善了電網運行質量使用變頻調速技術，明顯改善了電網的運行質量，實現了*意義上的軟起動。起動時，只需按下起動鍵，電源頻率便自動由0 Hz以0. 1 Hz的分辨頻率上升到給定頻率，電機便由0轉速逐漸平穩(wěn)地加速到給定頻率的對應轉速，在整個起動過程中輸出頻率、輸出電流、輸出電壓、輸出轉矩在控制下平滑地增加，因此沒有工頻起動時過大的起動電流對電網的沖擊，保證了電網的穩(wěn)定運行。
3. 2減小機械沖擊變頻調速減小了機械沖擊，提高了設備的使用壽命。變頻起動時，因電機輸出轉矩是隨頻率的平滑增加而增加，因而沒有工頻起動時產生的較大的起動轉矩對機械零部件的沖擊和損傷。
3. 3經濟效益顯著變頻節(jié)能經濟效益顯著。使用變頻技術后年節(jié)變電量1. 03 M W？ h，年節(jié)電費25. 8萬元，不到一年時間就收回了全部設備投資。
3. 4具有可編程功能變頻技術具有可編程功能，運行參數可以根據礦井不同服務期內所需風量的實際要求而隨時調節(jié)，以達到供需平衡的目的。
3. 5操作簡單、運行可靠變頻起動簡單，不需像工頻起動那樣將外立風門關閉，等起動完成后再將風門打開，只需按下起動鍵風門在任何位置均可起動，而且能長期可靠運行。同時，變頻運行時主扇運行噪音遠小于工頻運行時的噪音，減少了噪音污染，改善了主扇運行環(huán)境。
需要指出的是利用變頻技術初期投資大，國產變頻器質量不穩(wěn)定。
4結論（ 1）變頻技術應用于風機節(jié)能效果十分顯著，建議我省煤炭系統(tǒng)在具備條件的礦井積極推廣。
?。?2）盡快提高國產變頻器的質量，以降低變頻器的成本，達到大面積推廣、節(jié)能降耗的目的。
?。?3）變頻技術不僅能應用于風機節(jié)能，而且也能應用于水泵、絞車等連續(xù)運轉的設備的節(jié)能。
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