摘要：長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦由于受復(fù)雜的生產(chǎn)條件和環(huán)境影響，在礦用設(shè)備選型上都采用功率比較大的型號(hào)，電機(jī)全速運(yùn)行，大馬拉小車(chē)現(xiàn)象非常普遍，耗能十分嚴(yán)重。如何以技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新為先導(dǎo)，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是煤炭生產(chǎn)企業(yè)需要解決的迫切課題。
關(guān)鍵詞：高壓變頻器礦用對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī) 調(diào)速節(jié)能
一、礦用對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)的變頻改造的必要性
長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦由于受復(fù)雜的生產(chǎn)條件和環(huán)境影響，在礦用設(shè)備選型上都采用功率比較大的型號(hào)，電機(jī)全速運(yùn)行，大馬拉小車(chē)現(xiàn)象非常普遍，耗能十分嚴(yán)重。如何以技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新為先導(dǎo)，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是煤炭生產(chǎn)企業(yè)需要解決的迫切課題。
煤礦主通風(fēng)機(jī)是煤礦的四大主要設(shè)備之一，作為礦井主通風(fēng)，它每天24小時(shí)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，是整個(gè)礦井的“呼吸”工程。然而隨著開(kāi)采及掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延長(zhǎng)，所需的風(fēng)量也將不斷增加，風(fēng)機(jī)所用功率也將加大。四季的交替，冷熱的變化，所需的風(fēng)量也需不斷調(diào)節(jié)。但煤礦原根據(jù)反風(fēng)及開(kāi)采后期運(yùn)行工況所設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)及拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的功率，通常遠(yuǎn)大于煤礦正常生產(chǎn)所需的運(yùn)行功率。
礦井一般按開(kāi)采各階段中通風(fēng)最困難時(shí)期選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。一般礦山選型時(shí)，按實(shí)際通風(fēng)參數(shù)配備電機(jī)功率，計(jì)算方法如下：

K－功率貯備系數(shù)，一般取K＝1.1～1.15。
傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)工程，是根據(jù)風(fēng)量所需的多少，靠調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、葉片角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從通風(fēng)機(jī)選型的過(guò)程和煤炭生產(chǎn)的實(shí)際情況，通風(fēng)機(jī)恒速運(yùn)行存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
1．電能的嚴(yán)重浪費(fèi)
大型煤礦的服務(wù)年限大多在幾十年以上，投產(chǎn)初期到井田穩(wěn)定開(kāi)采一般在十年以上，但是一般主扇風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上余量特別大，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間主扇風(fēng)機(jī)一直處在較輕負(fù)載下運(yùn)行。由于煤礦主扇風(fēng)機(jī)一般采用檔板調(diào)節(jié)，因此造成能源浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。
2、啟動(dòng)困難，機(jī)械損傷嚴(yán)重
主扇風(fēng)機(jī)采用直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)電流大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。而高壓電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力，嚴(yán)重影響到電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的使用壽命。
3、自動(dòng)化程度低
主扇風(fēng)機(jī)依靠人工調(diào)節(jié)檔板，更不具備風(fēng)量的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能，自動(dòng)化程度低。在故障狀態(tài)下，如風(fēng)流短路，將對(duì)礦井正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。
變頻調(diào)速器作為一種新型的電力變換裝置，已成熟地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，不但啟動(dòng)容易，節(jié)能效果顯著，而且對(duì)電機(jī)保護(hù)功能齊全。因此，為保證礦井生產(chǎn)的安全，降低生產(chǎn)成本，提高自動(dòng)化程度，對(duì)礦井通風(fēng)機(jī)的變頻改造就成為勢(shì)在必行的工程了。
二、對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)
兩級(jí)的軸流通風(fēng)機(jī)中，有一種很好的設(shè)計(jì)方案。它是將一個(gè)葉輪裝在另一個(gè)葉輪的后面，而葉輪的轉(zhuǎn)向彼此相反，稱(chēng)為對(duì)旋型軸流通風(fēng)機(jī)，或?qū)χ檬捷S流風(fēng)機(jī)。
煤礦對(duì)旋風(fēng)機(jī)因其主要由該通風(fēng)機(jī)采用兩級(jí)葉輪對(duì)旋式結(jié)構(gòu)，兩級(jí)葉輪分別由容量及相同型號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，從進(jìn)風(fēng)口看，第一級(jí)葉輪順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，第二級(jí)葉輪則逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)。當(dāng)空氣流入第一級(jí)葉輪獲得能量后并經(jīng)第二級(jí)葉輪排出，第二級(jí)葉輪兼?zhèn)淦胀ㄝS流風(fēng)機(jī)中靜葉的功能，在獲得整直圓周方向速度風(fēng)量同時(shí)，增加氣流的能量，從而達(dá)到普通軸流式通風(fēng)機(jī)不能達(dá)到的高效率，高風(fēng)壓。
它與普通軸流風(fēng)機(jī)相比有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)
1)可以省略導(dǎo)葉，因而具有較短的結(jié)構(gòu)尺寸。
2)傳動(dòng)效率高。葉輪直接安裝在電機(jī)軸上，改變了傳統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，既避免了傳動(dòng)裝置的頻繁損壞，消除了能量損耗，也提高了風(fēng)機(jī)裝置的傳動(dòng)效率，同時(shí)也提高了使用效率。對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)因?yàn)闆](méi)有靜葉,不存在靜葉損失,因此,其效率比普通通風(fēng)機(jī)要高；
3)對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)具有較大的逆向送風(fēng)量,其一般可達(dá)70%～80%,而普通通風(fēng)機(jī)的逆向送風(fēng)量?jī)H為30%～40%；
4)軸流對(duì)旋風(fēng)機(jī)使用靈活。對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩級(jí)工作輪分別由兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因而對(duì)旋風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)不同的使用狀態(tài)，可進(jìn)行各式各樣的組合，使其中一級(jí)空轉(zhuǎn)可組成前導(dǎo)加動(dòng)葉級(jí)或動(dòng)葉加后導(dǎo)葉級(jí)，亦可配備一個(gè)靜葉作為附件，可以調(diào)節(jié)柵距以實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量調(diào)節(jié)。對(duì)旋風(fēng)機(jī)可變轉(zhuǎn)速和兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比來(lái)調(diào)節(jié)流量，這是對(duì)旋風(fēng)機(jī)所特有的。
三、礦用對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)的變頻改造的案例
煤礦主通風(fēng)機(jī)在煤礦的安全生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。礦井的瓦斯爆炸，與巷道的通風(fēng)是否順暢，風(fēng)量的充足與否都有著直接關(guān)系，一旦通風(fēng)不暢，瓦斯?jié)舛壬�高到一定程度，即�?huì)造成爆炸塌井，造成重大事故，危及礦工的生命安全。如此重要的安全生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備，如果因某種故障而停機(jī)運(yùn)行，將會(huì)給整個(gè)礦山的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大威脅，因此，要求與之配套的高壓變頻器必須具備非常高的可靠性才能夠滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的要求。
神華寧煤集團(tuán)汝箕溝煤礦在礦井通風(fēng)工程技術(shù)改造中，東風(fēng)井BD-Ⅱ-10NO24/2×200KW、西風(fēng)井BD-Ⅱ-10NO30/2×280KW對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)選用了北京利德華福公司生產(chǎn)的HARSVERT-A系列高壓變頻器。2006年11月30日，正式投運(yùn)，運(yùn)行穩(wěn)定，一般都運(yùn)行在35～40Hz，節(jié)能效果良好。
（一）HARSVERT-A系列高壓變頻器具有以下技術(shù)特點(diǎn)：
ARSVERT-A系列高壓變頻調(diào)速工程采用單元串聯(lián)多電平技術(shù)，屬高-高電壓源型變頻器，直接6KV輸入，直接6KV高壓輸出。變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和控制器組成。
1.功率模塊結(jié)構(gòu)：功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電力，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過(guò)對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得到單相交流輸出。每個(gè)功率模塊結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致，可以互換。
2.輸入側(cè)結(jié)構(gòu)：輸入側(cè)由移相變壓器給每個(gè)功率模塊供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，根據(jù)電壓等級(jí)和模塊串聯(lián)級(jí)數(shù)，一般由24脈沖系列、30脈沖系列、42脈沖系列、48脈沖系列等構(gòu)成多級(jí)相疊加的整流方式，可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形（網(wǎng)側(cè)電壓電流諧波指標(biāo)滿(mǎn)足IEEE519-1992和GB/T14549-93的要求）。使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1，無(wú)需任何功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置。由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對(duì)獨(dú)立，類(lèi)似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。
3.輸出側(cè)結(jié)構(gòu)：輸出側(cè)由每個(gè)功率模塊的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到階梯正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，對(duì)電纜和電機(jī)的絕緣無(wú)損壞，無(wú)須輸出濾波器，就可以延長(zhǎng)輸出電纜長(zhǎng)度，可直接用于普通電機(jī)。同時(shí)，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除負(fù)載機(jī)械軸承和葉片的振動(dòng)。
當(dāng)某一個(gè)功率模塊出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)控制使輸出端子短路，可將此單元旁路退出工程，變頻器可降額機(jī)械運(yùn)行；由此可避免很多場(chǎng)合下停機(jī)造成的損失。
4.控制器：控制器由高速單片機(jī)、嵌入式人機(jī)界面和PLC共同構(gòu)成。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PWM控制。嵌入式人機(jī)界面提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操作界面，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制。內(nèi)置PLC則用于柜體內(nèi)開(kāi)關(guān)信號(hào)的邏輯處理，可以和用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)靈活接口，滿(mǎn)足用戶(hù)的特殊需要。
控制器與功率單元之間采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，工程具有極高的安全性，同時(shí)具有很好的抗電磁干擾性能，可靠性大大提高。另外，交流220V控制電源掉電時(shí)，控制器可由配備的UPS繼續(xù)供電，（排熱風(fēng)機(jī)電源取自移相變壓器）變頻器可以繼續(xù)運(yùn)行。
（二）概括起來(lái)其主要應(yīng)用效果如下：
1．變頻起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何沖擊。由于變頻器改造后風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)變頻軟起動(dòng)，避免了起動(dòng)電流的沖擊，不僅對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何沖擊，而且還可以隨時(shí)起動(dòng)或停止；
2．按需調(diào)節(jié)風(fēng)量，避免浪費(fèi)。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量不再需要由風(fēng)門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)，而是由變頻器通過(guò)變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)范圍可以從0%—100%；因而可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨意調(diào)節(jié)風(fēng)量，減少了不必要的浪費(fèi)；
3．變頻節(jié)能運(yùn)行，節(jié)約了大量能源。由于變頻改造后不再使風(fēng)機(jī)一直處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)，節(jié)能率高達(dá)63%以上；
4．降低風(fēng)機(jī)工作強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的大部分工作時(shí)間都在較低的速度下運(yùn)行，因而大大降低了風(fēng)機(jī)工作的機(jī)械強(qiáng)度和電氣沖擊，將會(huì)大大延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命，降低維修強(qiáng)度；
5．可使電

一、使用時(shí)門(mén)窗要關(guān)嚴(yán)，否則會(huì)泄漏室內(nèi)熱風(fēng)或冷風(fēng)，增加空調(diào)的工作電耗。但切忌不可長(zhǎng)期使用空調(diào)不通風(fēng)，此條僅限于短期內(nèi)提高室內(nèi)溫度的情況。

二、使用空調(diào)器的房間應(yīng)禁止吸煙。否則，空調(diào)內(nèi)的水分和煙霧形成煙堿，腐蝕空調(diào)器。也會(huì)因此形成惡循環(huán)，導(dǎo)致室內(nèi)和衣物上有煙味。

三、不可在房間溫度和空調(diào)制冷度差距太大，導(dǎo)致空調(diào)耗電；合理調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，以利節(jié)電。

四、使用熱泵型空調(diào)器，當(dāng)室外熱交換器作蒸發(fā)器使用時(shí)，此時(shí)環(huán)境溫度一般比較低，甚至低于5℃，室外熱交換器上很容易結(jié)滿(mǎn)霜，影響傳熱，使制熱量急劇下降，以后，要對(duì)室外熱交換器化霜處理。方法是使空調(diào)器由制熱運(yùn)行改為制冷運(yùn)行，室外熱交換由蒸發(fā)器改為冷凝器，利用制冷劑冷凝時(shí)放出的熱量化霜。此時(shí)應(yīng)切斷風(fēng)機(jī)回路，不讓冷風(fēng)吹入室內(nèi)�；�霜結(jié)束，恢復(fù)制熱運(yùn)行。

五、如果空調(diào)器長(zhǎng)期不用，應(yīng)將電源切斷。如果有遙控器，應(yīng)將遙控器中電池取出。

六、溫度不必過(guò)低。皮膚的臨界點(diǎn)溫度是33℃，高于33℃就感到熱，低于就感到?jīng)觥．?dāng)溫度在25℃，相對(duì)濕度50%，氣流速度為0.15M/S時(shí)，人體處于最正常的熱平衡狀態(tài)，人感覺(jué)很舒適。調(diào)溫過(guò)低則既費(fèi)電又感到不舒服。

七、使用的窗簾布宜厚些，保持過(guò)濾網(wǎng)清潔和分體式空調(diào)器的室外機(jī)組與室內(nèi)機(jī)組之間的連接管路盡量短，以及室外機(jī)加蓋陽(yáng)罩，都有利節(jié)電。

八、新風(fēng)開(kāi)關(guān)不應(yīng)常開(kāi)，否則冷氣大量外流，浪費(fèi)電能。

降溫設(shè)備
工廠(chǎng)車(chē)間通風(fēng)降溫
地溝風(fēng)機(jī)

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠(chǎng)家|環(huán)保空調(diào)生產(chǎn)廠(chǎng)家|屋頂風(fēng)機(jī)廠(chǎng)家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場(chǎng)降溫|車(chē)間降溫|廠(chǎng)房降溫|豬場(chǎng)通風(fēng)|車(chē)間通風(fēng)|廠(chǎng)房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠(chǎng)房通風(fēng)降溫|車(chē)間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
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