变频调速技术在煤矿主通风机中的应用

1、SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT &ECONOMY 20071733当前 , 我国煤矿使用的通风机数量众多 , 运行效率普遍较低。 据有关资料统计 , 全国矿用通风机的数量达数万台 , 功率从几千瓦到几百千瓦 ,最大的有数千千瓦。 实际使用中 , 其运行效率只有少数达到 70%, 一般的为 50%左右 ; 矿井通风消耗电能占全矿总能耗的 30%40%, 尤以主扇为最。当前 , 我国经济增长迅速 , 各行各业用电矛盾尤显突出 , 煤矿是国民经济的用电大户之一 , 因此 , 通过采取节能降耗 , 不仅对提高煤矿经济效益有直接作用 , 更对国家整个国民经济的可

2、持续发展、 环境保护有积极的现实和长远意义。对煤矿通风机进行技术改造 , 是煤矿节能的重要途径。现以大同常圈沟煤矿对主通风机实施变频技术改造为例 , 来说明变频调速技术的功能和取得的经济效益。1风机改造前的情况常圈沟煤矿主通风机为 BDK40 6 No17型轴流式对旋风机 , 是山西运城地矿山爆风机厂 1995年出厂的。 铭牌数据 :风量为 1320m 3/min 4500m 3/min , 风压 98Pa 2237Pa 。 配套电机为 2×75kW , 铭牌数据为 :输出功率 2×75kW , 输入电压 380V , 输入电流 140A , 转速 980r/min , 6

3、极。 1.1未加变频器前的情况未加变频器前 , 由于 75kW 电机不能调速 , 电机全速运行。 当总回风 巷的总风量为 2970m 3/min , 负压为 1274.38Pa 时 , 电机的输入电压为 400V , 输入电流 103/66A 。经换算 , 此时电机的输入功率为 113(70/43 kW (功率因素 0.83/0.72 。由于该矿现采 14号煤层 , 风机一直处于低效区运行 , 而电机配备按 后期考虑 , 功率偏大 , 存在 “大马拉小车” 的现象 , 而风机需正常运行 , 耗 电量很大。 经测算 , 现在矿井所需风量为 2100m 3/min 即可。 故需要控制 风门以减少风

4、量 , 这样风机在运行时将造成大量的能源浪费。1.2加入变频调速器后的情况随着近年来电力电子器件的飞速发展 , 变频调速技术已不能满足人 们既要节能 , 又可调速的要求。 为了满足矿井安全生产所需风量 , 又能随 生产节奏的变化及时调节风量 , 达到节能的目的 , 我们选用了 200kW 的 变频调速器对电机进行调速 , 以满足生产和节能的双重要求。2005年 11月 5日晚 8时 , 变频调速一次试机成功。 经测风员现场测 试 , 当变频器输出频率为 39Hz , 输入电压 400V , 输入电流 110A 时 , 风 机的风量达到 2100m 3/min , 负压 980.29Pa 就满足

5、了矿井需求。经变频 调速器监测窗口观测 , 此时电动机输入功率约为 75kW , 实测功率因素 0.984。1.3现场数据测试2005年 11月 6日 , 我们对变频器进行了不同频率的实测 , 数据见表 1。2风机改造前后的节能比较2.1输入功率相同时的风量比较输入功率相同时的风量比较结果见表 2。由表 2可以看出 , 当两台电机的输入功率相等时 , 变频器后风量增 加了 380m 3/min , 负压也相应增加。2.2风量相同时的比较从 以 上 测 量 所 提 供 的 数 据 来 看 , 加 入 变 频 器 前 后 风 量 都 为 2100 m 3/min 时 , 电机的输入功率明显下降 ,

6、 见表 3。由表 3可看出 , 当 风 机 提 供 的 风 量 相 同 时 , 投 入 变 频 器 前 , 电 机 每 年 需 电 费 90kW ×24h ×365d ×0.5元 =394200元 , 投 入 变 频 器 后 , 每 年 需电费 75kW ×24h ×365d ×0.5元 =328500元。用变频器后每年可节约 电费 394200-328500=65700(元 , 即节约了 65700/394200=17%的电 能。2.3经济效益分析实施改造后 , 风机的风量和风压都能够满足矿井的需要 , 电机的实 际能耗降低了 15

7、kW 。加装变频器前 , 电机全速运行 , 此时提供的风量为 2970m 3/min , 既不符合实际需求 , 也造成了大量的电能浪费。 如使用风门 控制风量 , 浪费的电能也是惊人的。以现有矿井所需风量 2100m 3/min 为 例 , 2×75kW 电机全速运行时 , 其输出功率为 88kW , 这时电机的输入功 率约为 154kW 。 若用风门调节 , 即把风量恰好调为 2100m 3/min 时 , 从理 论上分析 , 若风门节能为 15%, 电机实际的输入功率仍达 131kW 。那么 每年风机消耗的电费为 131kW ×24h ×365d ×

8、0.5元 =573780元。加上变 频调速后 , 达到同样的风量 2100m 3/min 时 , 电机的实际输入功率为 75 kW , 则每年风机所消耗的电费为 :75kW ×24h ×365d ×0.5元 =328500元。 由上可知 , 用变频调速器调节风量比用风门调节风量每年可节省的电费 为 573780-328500=245280(元 , 即 节 约 了 245280/573780=43%的 电 能。文章编号 :1005-6033(2007 33-0279-02收稿日期 :2007-09-10变频调速技术在煤矿主通风机中的应用赵俊文(太原西峪煤矿 , 山西

9、太原 , 030021摘 要 :介绍了用变频调速技术改造煤矿主通风机的情况 , 分析了使用变频器的节能和经济效益 , 论述了变频器的优点。关键词 :主扇 ; 变频调速 ; 经济效益中图分类号 :TD441文献标识码 :A测量时间变频器输出频率 /Hz 总回风量 /(m 3/min 负压 /Pa 变频器输入电压 /V 变频器输入电流 /A 电动机输入功率 /kW 功率因素第一次11:00372100980.29400110890.984第二次11:10351850882.26400100680.984第三次11:20331700803.8440075510.984第四次 11:30 30 156

10、0 686.20 400 60 40 0.984表 1现场数据测试结果表 2输入功率相同时的风量比较结果投入变频器前 投入变频器后 频率 /Hz5040输入功率 /kW7575风量 /(m 3/min 17202100负压 /Pa 637.19 980.29项目表 3风量相同时的比较结果投入变频器前 投入变频器后风量 /(m 3/min 21002100负压/Pa833.25980.29功率因数0.83/0.720.984电机输入 功率 /kW 90 75项目279SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT &ECONOMY 20071733!3变频调速的优点由以

11、上比较可以看出 , 通风机用变频技术改造后 , 用变频器代替开 关柜 , 虽然初期投资大 , 但可节省大量电费。一般来说 , 设备投资一年即 可收回 , 而且变频调速有以下优点 :(1 节能显著。从上面的测量可以看出 , 风机使用变频调速 , 节电效 果一般为 30%以上 , 这在当前全国用电紧张的形势下尤显重要意义。(2 具有电机软启动功能。 现场观测电机启动时 , 启动时电流从零开 始 , 缓缓增加 , 直到实际需要的负荷电流 , 没有冲击电流 , 可以延长电器 设备的使用寿命。(3 提高了功率因素。 从变频器的监视窗口可以看出 , 电机的功率因 素为 0.984, 故加变频器后 , 可代

12、替电机的无功功率就地补偿装置 , 减少 了设备投资。(4 降低了噪声。 由于电机的转速小于其额定转速 , 风机的噪音大幅 度降低 , 改善了工作环境 , 有利于操作人员的身心健康。(5 操作简单。 风量调节可通过变频器控制面板的箭头 , 非常方便地实现。4结语机电设备的变频调速技术已日臻完善 , 正在许多工业企业推广应用。 煤矿主扇实施变频改造后 , 其风量和风压都能满足矿井通风的需要 , 产生了很好的经济效益和社会效益 , 值得大力推广。参考文献1王德明 , 周福宝 . 矿井通风机通风安全新技术 M . 徐州 :中国矿业大学出版社 , 2002.2石秋洁 . 变频器应用基础 M . 北京 :

13、机械工业出版社 , 2003.(责任编辑 :王永胜 第一作者简介 :赵俊文 , 男 , 1963年 6月生 , 1985年毕业于山西矿业 学院工业电气化自动化专业 , 工程师 , 太原西峪煤矿 , 山西省太原市 ,030021.The Application of Frequency Control Technology in Main Fan of Coal MineZHAO Jun-wenABSTRACT:This paper introduces the transformation of the main fan in coal mine with frequency control

14、technology, analyzes the energy-saving situation and economic benefit by using inverter, and expounds the advantages of inverter. KEY WORDS:main fan; frequency control; economic benefit甜瓜分为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜两种。 厚皮甜瓜中的伊丽沙白甜瓜品 种 , 具有早熟、优质、 耐低温、 耐弱光的特性 , 适于在日光温室中栽培 , 一 般单产为 45000kg/hm 252500kg/hm 2。在品种选择上 , 以日本

15、伊丽沙白 239、中国农科院果树研究所培育的中华伊丽沙白等为最好。 在茬口安排 上 , 伊丽沙白甜瓜可以进行秋冬茬和冬茬生产。 冬茬栽培一般为 10月中 下旬到 11月上中旬播种 , 2月上中旬开始采收 ; 秋冬茬栽培 8月下旬到 9月上旬播种 , 12月上中旬开始采收。下面主要介绍其育苗、 嫁接、 栽培 及病虫害防治等方面的技术问题。1育苗1.1配制营养土一般要求床土内配合较多的疏松物 , 使床土通透性好、 肥效高、 无病原菌和虫源。其配方为 :无菌肥沃园土 20%, 腐熟马粪 30%, 腐熟的有机 肥 50%, 适量的速效氮、磷、 钾肥。 全部用料必须先过筛混合均匀后 , 再进 行营养土消

16、毒 , 一般用 50%的多菌灵 300倍液加 2.5%的敌百虫 150g , 边翻动边喷洒 , 密封堆放 15d 后即可使用。1.2浸种催芽单位面积播量为 750g/hm 21050g/hm 2, 用 55 温水浸泡 , 并保持水温 10min 15min , 4h 后捞出种子搓掉种皮上的黏液 , 用清水淘洗几遍 , 包入纱布内 , 盖上湿毛巾 , 置于 30 处催芽 , 待芽度 0.5cm 即可播种。南瓜 (砧木 种子单位面积需量为 22.5kg/hm 230.0kg/hm 2, 浸种时先 用 60 的温水烫种 45min , 然后浸泡 10h 12h , 再搓洗并用清水冲掉种 皮上的黏物

17、, 用湿毛巾包好放在 30 33 处催芽 , 一般 48h , 种子破嘴 露白即可播种。1.3播种方法伊丽沙白甜瓜种子在育苗盘内播种 , 把过筛的细炉渣或细沙装入盘内 , 浇透水 , 表面用刮刀刮平即可播种。 播种时按 3cm ×3cm 排放种子 , 播 完之后覆盖 1cm 厚的细炉渣或细沙再盖一层报纸 , 报纸上洒少许水 , 最 后用小拱棚保温保湿。南瓜(砧木 种子在营养钵内播种。先把营养土装入钵内 , 浇透水再 播种。播种时把种子芽朝下放入钵内 , 每钵一粒 , 播完后覆盖 2cm 厚的 细土 , 再盖一层报纸 , 均匀洒少量水 , 最后扣盖小拱棚 , 保温保湿 , 以待出 土。1.4播后管理播种到出苗前最适温度为白天 3035 , 晚上 2025 ; 出苗后温度较播前温度要求低 , 白天 20 25 , 晚上 15 2