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煤矿的整体节能解决方案煤矿的整体节能解决方案一、概述煤矿企业既是产能大户,又是耗能大户。“节能降耗”已成为我国的基本国策,许多煤矿企业都非常重视高耗能用电设备的节能技改工作。煤矿的用电设备主要分为井上部分和井下部分,井下用电设备大部分非连续性运转,并且要考虑到防爆问题,所以井下用电设备不作为节能工作的重点。用电设备又可分为厂区和生活区两部分。关于厂区节能主要针对以下设备:1、主扇风机变频节电改造;2、压风机(煤矿上空压机也称为压风机)恒压供气变频改造;3、井下排水泵节电改造(有的涉及安全);4、提升机变频节电改造。关于生活区节能主要针对以下设备:1、生活用水恒压供水节电改造;2、燃煤锅炉鼓、引风变频改造(以及其它国家重点推荐的燃煤锅炉节能技术改造技术);3、厂区路灯照明节电系统。二、厂区节能解决方案介绍(一)主扇风机变频节电改造1、存在问题主扇风机相当于矿井的肺,井下的通风对于井下的生产和安全起着极其重要的作用。由于煤矿随着开采的不断深入,主扇风机所需风量将越来越大。为了保证系统能够保证较长时间的正常使用,主扇风机的选型余量较大。在风机运转恒定的情况下,采取控制扇叶角度的措施来控制风量。矿井内夏天潮气重温度高,所以要求的风量大;冬天井外气温较低,通风量满足最低的排量即可。但是扇叶按照最大通风量再有一定余量确定后,基本上不再调整,风机始终工作在同样的状态下,不能根据实际所需风量调整运行情况,这样大量电能白白浪费。2、解决措施主扇风机一般配备2台对流风机,我们采用一套变频节能系统,由一台节能柜控制两台电机,根据生产的具体情况手动调节扇风机的风量大小。采用调频调速控制电机,电机所消耗功率同下降频率成立方关系。在速度降低很少的情况,电机电能大幅度下降。这样既能随时满足生产的风量要求,又能最大限度地节约电能。3、技术效果1)采用变频节能技术,根据实际需要,任意调节风机的风量。2)节电率约30%,节电效果显著。3)实现了电机的软启动,延长了电机和风机的使用寿命,避免了对电网的冲击。4)电机将在低于额定转速的状态下运行,降低了设备的故障率,减少了噪声对环境的影响。5)具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能及声光报警功能;具有电源指示、运行指示、频率显示等功能。6)操作简单,具有电气联锁、变频联锁、故障联锁等保护功能,实现了风机的自动保护。7)预留通讯接口,能够与原系统或后期系统联系。(二)压风机恒压供气变频改造1、存在问题煤矿的压风机为井下设备提供动力源,对于煤矿生产起着重要作用。由于井下用气量是变化的,压风机选型是按照最大用气量加一定余量选取,所以绝大部分时间压风机提供的压缩空气量大于实际所需用量。压风机采用加泄载的方式进行调节。我们知道,加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin~Pmax之间来回变化。造成以下三个问题:A、压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量:在压力达到Pmin后,原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程中必将会向外界释放更多的热量,从而导致能量损失。另一方面,高于Pmin的气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压至接近Pmin。这一过程同样是一个耗能过程。B、卸载时调节方法不合理所消耗的能量:通常情况下,当压力达到Pmax时,压风机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。C、其它不足之处:靠机械方式调节进气阀,使供气量无法连续调节,当用气量不断变化时,供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀,会加速进气阀的磨损,增加维修量和维修成本。频繁采用打开和关闭放气阀,放气阀的耐用性得不到保障。2、改造措施针对原有供气控制方式存在的诸多问题,经过上述对比分析,应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时,我们能够把管网压力作为控制对象,压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器VVVF,通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给压风机带来的机械冲击。由于用气量的不断变化,气罐里的压力也会变化频繁。采用变频调速系统用调整电机转速的方法来调整压缩机的供气量。使气罐内的气压始终保持在理想的状态下,由于压风机基本上属于恒转矩负载,用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速(供气量)成正比关系,达到很好的节电效果。由于压风机在启动时,内部有