变频调速在煤矿主通风机的节能应用.pdf

河南省煤炭学会第六届机电专业委员会年会论文集 变频调速在煤矿主通风机的节能应用 武安民 (郑煤集团新密分公司) 内容摘要：煤矿主通风机在矿井初期出现了大马拉小车且造成安全隐患，变频调速可调节矿井 的供风量优化风机工况点，达到节能的目的，具有现实意义。 关键词：矿井主通风机变频调速节能应用 l 现状 矿井主通风机是向井下输送新鲜空气，排出有毒有害气体维护矿井正常生产的大型固定设备， 对保障矿井安全生产起着至关重要的作用。由于其功率大且长期连续不断的运行，所消耗的电能 在矿井中占有很大的比重。因此，及时对通风机进行合理调节，使通风机保证在高效条件下安全经 济运行，对提高矿井效益、节能降耗具有重要的现实意义。 为了保障矿井按需供风和风机经济运行所进行的工况点调节、实质上就是矿井供风量的调节， 由于矿井主通风机在设计选型时、留有一定的富余量，所以矿井初期节能的潜力很大，调节风量的 主要方法的是减风调节。减风调节实际中主要有对旋风机的单机运行和传统的增阻调节。近年来 出于节能需要和对产品质量不断提高的要求，采用变频器调速的方案有良好的发展前景，开始逐步 取代风门挡板伐门等传统的调节方法。 2变频调速节能的理论依据 电机转速与工作电源输入频率成正比关系式 n=60f(1--s)／p 式1 式中12煤矿主通风机用异步电动机转速 r／min f工作电源输入频率Hz S电机转差率 P电机磁极对数 变频调速技术是根据上述关系，通过改变电动机工作电源频率来达到改变电机转速的目的，变 频器就是基于上述原理采用交一直一交电源变换、电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电 气产品。 根据流体力学的比例定律可知：对于同一台风机当风阻不变时风量和转速成正比，风压与转速 的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。 即 旦：一Q：／旦：3／旦 式2 Ilo Qo～Ho。√No 雷诺系数Re改变不超过2—3倍时、其效率基本不变，因此采用风机变频调速改变风机的转速 调节风量有以下三种情况： 2．．1矿井网络特性不变、需风量减少： ·246· 通风、压风、排水篇 图1 已知矿井风阻为R，风机原来特性曲线的转速为nl，工况点为M1，风量为Q1，当矿井实际风 量减少为Q2时，风机转速需要调至的转速为： nz_n-鲁 调节后工况点为M2，调节后风机的轴功率的减少量AN为 式3 AN=N1(1一(望n1)3] 2．2风阻减小。需风量不变： H 0 图2 矿井原来的风阻为R1，风机转速为n1、风量为Ql，工况点为M1、当矿井风阻减小为R2、工况 点为M2、风量为Q2、超过风量Q1，为了使风量降低，可采用改变转速的方法使工况点变为M3(此 时风量为Q1)，则需要调制的转速n2为； nz_n，是 调节后风机功率减少量仍可按式3计算。 ·247· 河南省煤炭学会第六届机电专业委员会年会论文集 2．3风阻减小、需风量减少； H O 口I∞ 啦 Q 图3 原来矿井风阻为R1、风机以转速n1运行工况点M1、风量为Q1、当矿井风阻变小为R2、工况 点为M2时、则风量为Q2大于生产需要风量Q3、则转速需要调节至n2即 n n2=nl睾 地 调节后的工况点为M3、算出调节