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礦井通風是保證井工生產(chǎn)的基本條件，而礦井通風機則是實現(xiàn)安全、經(jīng)濟合理通風的主要手段和設備。由于礦井生產(chǎn)的特殊性，決定了通風機功率大，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長，耗電量大。據(jù)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(chǎn)耗電量的28. 2 ，平均效率在50左右，低的只有10.由上述數(shù)據(jù)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(wǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)風機在運行時根據(jù)工藝要求不斷地調(diào)節(jié)風量和風壓，通常調(diào)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(zhuǎn)速。目前采用擋板或閥門來調(diào)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(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)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(shù)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(zhuǎn)速控制風機張少春秦喜文利用變頻技術實現(xiàn)風機節(jié)能時，風量、風壓及電機軸功率和轉(zhuǎn)速的關系可表述為：式中n――轉(zhuǎn)速。

　　上式的含義即為：風量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，風壓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。

　　1. 2風機變頻節(jié)能原理分析設圖1中N為額定轉(zhuǎn)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(diào)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(zhuǎn)速，如果把轉(zhuǎn)速從n降到n 1，特性曲線也從N移到1，結(jié)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(diào)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(shù)風機額定風量： 4266. 77 m主軸轉(zhuǎn)速： 480 rpm電機容量：　kW電機電壓： 380 V電機電流： 425 A電機轉(zhuǎn)速： 495 rpm礦井所需風量： 1 530 m 2. 2所用變頻裝置有關參數(shù)主電源：三相，電壓380 V基波功率因數(shù)，額定值時0. 98總功率因數(shù)，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(jié)霜標準性能：數(shù)據(jù)顯示輸出頻率、電機電流、電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩、操作時間、電能計量、參數(shù)設定、報警及故障信息。

　　電機電流調(diào)節(jié)：自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)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(diào)速技術前后的各參數(shù)如表1.

　　張少春秦喜文利用變頻技術實現(xiàn)風機節(jié)能技術參數(shù)主軸轉(zhuǎn)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(diào)速前變頻調(diào)速后由表1及現(xiàn)場觀察，變頻技術有下列優(yōu)點：3. 1改善了電網(wǎng)運行質(zhì)量使用變頻調(diào)速技術，明顯改善了電網(wǎng)的運行質(zhì)量，實現(xiàn)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(zhuǎn)速逐漸平穩(wěn)地加速到給定頻率的對應轉(zhuǎn)速，在整個起動過程中輸出頻率、輸出電流、輸出電壓、輸出轉(zhuǎn)矩在控制下平滑地增加，因此沒有工頻起動時過大的起動電流對電網(wǎng)的沖擊，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

　　3. 2減小機械沖擊變頻調(diào)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(zhuǎn)矩是隨頻率的平滑增加而增加，因而沒有工頻起動時產(chǎn)生的較大的起動轉(zhuǎn)矩對機械零部件的沖擊和損傷。

　　3. 3經(jīng)濟效益顯著變頻節(jié)能經(jīng)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(shù)可以根據(jù)礦井不同服務期內(nèi)所需風量的實際要求而隨時調(diào)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(chǎn)變頻器質(zhì)量不穩(wěn)定。

　　4結(jié)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(chǎn)變頻器的質(zhì)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(zhuǎn)的設備的節(jié)能。