煤礦主通風(fēng)機(jī)變頻器改造探討
主通風(fēng)機(jī)是煤礦的主要耗電設(shè)備，如何降低其電能的消耗一直是煤礦技術(shù)人員關(guān)心的問(wèn)題。礦井通風(fēng)機(jī)大多處于大馬拉小車(chē)耗能過(guò)大的狀況，使用變頻器對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，對(duì)于煤礦企業(yè)降低成本，節(jié)約電能，提高經(jīng)濟(jì)效益顯得尤為重要。主通風(fēng)機(jī)的變頻器改造，技術(shù)先進(jìn)，便于操作和管理，完全滿足礦井的前期和后期的通風(fēng)要求，并能實(shí)現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，充分顯示了變頻調(diào)速器在煤礦主通風(fēng)機(jī)上的巨大節(jié)能作用，為煤礦主通風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造指出了一條有效的途徑。
一、目前通風(fēng)機(jī)的基本情況
目前斌郎礦正在使用的是2K60-4ANO：18型軸流式通風(fēng)機(jī)，一級(jí)、二級(jí)動(dòng)輪葉片數(shù)Z1=7、Z2=7。運(yùn)行基本情況：運(yùn)行角度17.5度，通風(fēng)量Q=48.38m3/s，負(fù)壓為1147Pa。配套電動(dòng)機(jī)為JR127-6型繞線機(jī)，名牌數(shù)據(jù)為：額定功率185KW，額定電壓380V，額定電流338A，額定轉(zhuǎn)速970r/m。電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸入電壓為405V，輸入電流為140A。經(jīng)換算，此時(shí)電機(jī)的輸入功率為83.5KW（功率因數(shù)0.85），僅為額定功率45.1%，因此，使用變頻器對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，具有巨大的節(jié)能潛力。
二、通風(fēng)機(jī)變頻器改造后的經(jīng)濟(jì)效果
變頻器改造無(wú)須更換電機(jī)和通風(fēng)機(jī)，并可甩掉電機(jī)頻敏電阻啟動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，使電氣系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。
據(jù)斌郎煤礦使用的通風(fēng)機(jī)運(yùn)行基本情況，經(jīng)查找通風(fēng)機(jī)手冊(cè)中的Q-η曲線證明，目前斌郎煤礦正在使用的通風(fēng)機(jī)，其通風(fēng)效率僅能達(dá)到0.54，能量浪費(fèi)十分嚴(yán)重。本著節(jié)能降耗的原則，在滿足通風(fēng)量要求的情況下，使用變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況，并可將為電動(dòng)機(jī)供電的電網(wǎng)功率因數(shù)提高到0.95以上（保守?cái)?shù)字），因此，可以節(jié)約大量能量。根據(jù)斌郎煤礦使用的通風(fēng)機(jī)運(yùn)行基本情況，及對(duì)通風(fēng)量的要求，經(jīng)我們反復(fù)核算，選定了斌郎煤礦通風(fēng)機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況。經(jīng)計(jì)算模擬和折算，在輸入電壓不變的條件下，可將電動(dòng)機(jī)的輸入電流降壓至86.5A，因此，使用變頻后，電動(dòng)機(jī)的功率為
P=√3×405×86.5×0.85=51.6KW
可節(jié)約電動(dòng)機(jī)功率
P´=83.5-51.6=31.9KW
節(jié)電率
T=31.9/83.5=38.2%
每年可節(jié)約電能
W=31.9KW×24h×365d=279,444度
每年可節(jié)約電費(fèi)
F=279,444×0.42=11.74萬(wàn)元
計(jì)算表明，斌郎煤礦通風(fēng)即變頻器改造，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是十分巨大的（未計(jì)算改造前電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)損耗）
三、變頻調(diào)節(jié)器的技術(shù)優(yōu)越性
從以上的計(jì)算可看出，通風(fēng)機(jī)的變頻器改造項(xiàng)目，雖然初期投資較大，但它降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。改造所需變頻器的全部投資一年多即可全部收回。
綜合以上結(jié)果，斌郎煤礦通風(fēng)機(jī)變頻器改造后，還具有以下明顯的優(yōu)越性：
1、節(jié)電顯著，采用變頻器后的節(jié)電率達(dá)到38.2%。
2、可簡(jiǎn)化電氣系統(tǒng)，降低了設(shè)備故障率和電能損耗。
3、具有電機(jī)軟啟動(dòng)功能。
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)電流和頻率從零開(kāi)始，緩慢增加，直到實(shí)際需要的負(fù)荷電流。因此，用變頻器可以代替頻敏電阻啟動(dòng)器裝置，提高了電路的安全性，并能徹底消除電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)損耗。
4、提高了功率因數(shù)
變頻器的理論功率因數(shù)是1，考慮到雜散損耗，保守的估計(jì)可將功率因數(shù)提高到0.95以上。故加變頻調(diào)速器后可替代電機(jī)的無(wú)功功率就地補(bǔ)償裝置。
5、降低了噪音
由于電機(jī)轉(zhuǎn)速小于其額定轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)的噪音大幅度降低，改善了工作環(huán)境，同時(shí)也降低了機(jī)械磨損。
6、 操作簡(jiǎn)單
通風(fēng)量可通過(guò)變頻節(jié)能器的控制面板進(jìn)行調(diào)節(jié)，安全方便。
7、 保護(hù)動(dòng)能齊全，并具有故障記憶判斷功能。提高了設(shè)備的可靠性，降低了設(shè)備的檢修、維護(hù)等費(fèi)用。
綜上所述，通風(fēng)機(jī)的變頻器改造，技術(shù)先進(jìn)、效益巨大、操作簡(jiǎn)單、管理方便、運(yùn)行可靠，確實(shí)是節(jié)能提效、降低成本和保證安全生產(chǎn)的最佳途徑。
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