技術(shù)經(jīng)驗(yàn)利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能張少春秦喜文（陜西省煤炭科學(xué)研究所710001）（煤炭工業(yè)西安設(shè)計(jì)研究院710054）應(yīng)用的論述，提出應(yīng)在我省煤炭系統(tǒng)大力推廣該項(xiàng)技術(shù)礦井通風(fēng)是保證井工生產(chǎn)的基本條件，而礦井通風(fēng)機(jī)則是實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)合理通風(fēng)的主要手段和設(shè)備。由于礦井生產(chǎn)的特殊性，決定了通風(fēng)機(jī)功率大，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，耗電量大據(jù)某礦務(wù)局統(tǒng)計(jì)，全局11對(duì)礦井共有通風(fēng)井13個(gè)，裝備主扇風(fēng)機(jī)27臺(tái)，總裝機(jī)額定功率11400kW，全局主扇耗電量占原煤生產(chǎn)耗電量的28.2%，平均效率在5（%左右，比較低的只有10%由上述數(shù)據(jù)可見，礦井主扇風(fēng)機(jī)的電能浪費(fèi)十分嚴(yán)重，究其原因很多，有礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)特性和主扇風(fēng)機(jī)特性不匹配的問題，有主扇設(shè)備型號(hào)老舊、性能落后的問題，有礦井通風(fēng)阻力過大的問題，有漏風(fēng)損失嚴(yán)重的問題，但主要原因還是由于風(fēng)機(jī)能力過大，造成了大馬拉小車的現(xiàn)象，新建礦井尤為嚴(yán)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(xiàn)有設(shè)備，對(duì)煤炭行業(yè)減虧增盈、提高效益意義重大本文介紹的變頻技術(shù)，是降低煤礦電耗的有效途徑之一。

　　1變頻技術(shù)節(jié)能原理在礦井風(fēng)機(jī)選型時(shí)，額定風(fēng)量通常都超過礦井實(shí)際所需的風(fēng)量，大多數(shù)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行常調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓的方法有兩種：一種是控制輸出、輸入端的風(fēng)門開度，一種是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速目前采用擋板或閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法較為普遍，這種方法雖然投資少、控制簡(jiǎn)單，但由于人為地增加了通風(fēng)阻力，因而造成電能的大量浪費(fèi)，如果設(shè)想將這種方式改變成通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)量，使電機(jī)的耗電量隨著負(fù)荷大小而變化，則可達(dá)到節(jié)能的目的，這也是變頻技術(shù)的核心所在。

　　1.1風(fēng)機(jī)參數(shù)及特性曲線電機(jī)軸功率P風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q和風(fēng)壓H之間的關(guān)系如下：時(shí)根藝要求不斷也調(diào)節(jié)風(fēng)，風(fēng)壓，通Pub從流體力原理可知，用轉(zhuǎn)速控制風(fēng)機(jī)/，時(shí)，風(fēng)量、風(fēng)壓及電機(jī)軸功率和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可表述為：上式的含義即為：風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比i.2風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能原理分析設(shè)圖i中N.為額定轉(zhuǎn)速時(shí)的QH曲線，T為擋板全開時(shí)阻力曲線，其焦點(diǎn)A即為該風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)用擋板控制時(shí)，由于要減小風(fēng)量，擋板開度變小，使擋板阻力變大，阻力曲線從T移到T，風(fēng)壓從Ho上升到Hi，風(fēng)量從Q減小到Qi，運(yùn)行工況點(diǎn)隨之從A點(diǎn)移到B點(diǎn)。

　　用調(diào)速控制時(shí)，擋板全開（開度T），阻力曲線T不變，風(fēng)機(jī)的特性取決于轉(zhuǎn)速，如果把轉(zhuǎn)速從no降到ni，特性曲線也從No移到Ni，結(jié)果運(yùn)行工況從A點(diǎn)移到A'點(diǎn)，風(fēng)壓從Ho下降到H2，風(fēng)量從Qo減小到Qi，獲得了同樣的風(fēng)量效果求出利用常規(guī)擋板方法時(shí)風(fēng)機(jī)的軸功率為：利用變頻技術(shù)時(shí)的風(fēng)機(jī)軸功率為：也就是說用擋板控制時(shí)，獲得同樣的風(fēng)量Qi比用變頻技術(shù)時(shí)多耗電APkW，而且由圖i可以看出，風(fēng)量越小，擋板開度越小，擋板前后風(fēng)壓差越大，損耗功率越大風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速與用擋板相比在相同風(fēng)量下，節(jié)電率為：2變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)節(jié)能中的應(yīng)用2i使用變頻技術(shù)的某礦井風(fēng)機(jī)有關(guān)參數(shù)風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量：426677m3Imin風(fēng)機(jī)全壓：2o68Pa主軸轉(zhuǎn)速：48orpm電機(jī)型號(hào)：S2K-12電機(jī)容量：210kW電機(jī)電壓：380V電機(jī)電流：425A電機(jī)轉(zhuǎn)速：495rpm礦井所需風(fēng)量：1530m3 22所用變頻裝置有關(guān)參數(shù)主電源：三相，電壓380V允差±98總功率因數(shù)，額定值時(shí)>0.95電機(jī)聯(lián)接：電源，三相th所需的供電電壓頻率分辨率，0.0iHz載波頻率，i~i2KHz加速度，i~i800s從fmin到fmax減速度，卜i800s從fmax到fmin環(huán)境溫度，Ch40°C冷卻方式，集中式風(fēng)冷相對(duì)濕度，< 95%不結(jié)霜標(biāo)準(zhǔn)性能：數(shù)據(jù)顯示輸出頻率電機(jī)電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、輸出電壓、中間回路直流電壓、散熱器溫度、電機(jī)功率、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、操作時(shí)間、電能計(jì)量參數(shù)設(shè)定報(bào)警及故障信息電機(jī)電流調(diào)節(jié)：自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率補(bǔ)償：可編程其它：遠(yuǎn)程控制及顯示3使用效果分析使用變頻調(diào)速技術(shù)前后的各參數(shù)如表。/ww表1技術(shù)參數(shù)對(duì)照表技術(shù)參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速全壓電機(jī)電壓V電機(jī)電流A有功功率kW無功功率kW運(yùn)行頻率Hz變頻調(diào)速前變頻調(diào)速后由表i及現(xiàn)場(chǎng)觀察，變頻技術(shù)有下列優(yōu)點(diǎn)：3.1改善了電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量使用變頻調(diào)速技術(shù)，明顯改善了電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了完全意義上的軟起動(dòng)起動(dòng)時(shí)，只需按下起動(dòng)鍵，電源頻率便自動(dòng)由0Hz以Q1Hz的分辨頻率上升到給定頻率，電機(jī)便由0轉(zhuǎn)速逐漸平穩(wěn)地加速到給定頻率的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速，在整個(gè)起動(dòng)過程中輸出頻率、輸出電流、輸出電壓輸出轉(zhuǎn)矩在控制下平滑地加，因此沒有工頻起動(dòng)時(shí)過大的起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　3.2減小機(jī)械沖擊變頻調(diào)速減小了機(jī)械沖擊，提高了設(shè)備的使用壽命變頻起動(dòng)時(shí)，因電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩是隨頻率的平滑加而加，因而沒有工頻起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)械零部件的沖擊和損傷3.3經(jīng)濟(jì)效益顯著變頻節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益顯著。使用變頻技術(shù)后年節(jié)變電量1.03MW.h，年節(jié)電費(fèi)25.8萬元，不到一年時(shí)間就收回了全部設(shè)備投資。

　　3.4具有可編程功能變頻技術(shù)具有可編程功能，運(yùn)行參數(shù)可以根據(jù)礦井不同服務(wù)期內(nèi)所需風(fēng)量的實(shí)際要求而隨時(shí)調(diào)節(jié)，以達(dá)到供需平衡的目的3.5操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠變頻起動(dòng)簡(jiǎn)單，不需像工頻起動(dòng)那樣將外立風(fēng)門關(guān)閉，等起動(dòng)完成后再將風(fēng)門打開，只需按下起動(dòng)鍵風(fēng)門在任何位置均可起動(dòng)，而且能長期可靠運(yùn)行。同時(shí)，變頻運(yùn)行時(shí)主扇運(yùn)行噪音遠(yuǎn)小于工頻運(yùn)行時(shí)的噪音，減少了噪音污染，改善了主扇運(yùn)行環(huán)境。

　　需要指出的是利用變頻技術(shù)初期投資大，國產(chǎn)變頻器質(zhì)量不穩(wěn)定。

　　4結(jié)論變頻技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)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。

　　盡快提高國產(chǎn)變頻器的質(zhì)量，以降低變頻器的成本，達(dá)到大面積推廣、節(jié)能降耗的目的。

　　變頻技術(shù)不僅能應(yīng)用于風(fēng)機(jī)節(jié)能，而且也能應(yīng)用于水泵、絞車等連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備的節(jié)能