浅谈主通风机变频节能技术

浅谈主通风机变频节能技术

宋世杰

广西柳工机械股份有限公司  广西柳州545000

摘要：随着科学技术的进一步发展，机电设备变频调控技术将越来越成熟，越来越完善，将变频调整节能技术有效应用在主通风机的运行控制中，不仅对矿井通风条件起到了有效的改善作用，同时也取得了理想的节能效果。结合实际通风量的需要，合理调整通风机运行，对促进企业可持续健康发展水平具有很强的推动作用。

关键词：主通风机；变频节能技术；应用

前言

变频器的容量一般用额定输出电流（A）、输出容量（kVA）、适用电动机功率（kW）表示。所以变频器的选择主要根据负载的要求进行选择。风机控制系统经常用于工业制造类企业，最常用的风机是离心式风机，此外还包括混流式和轴流式。风机和泵类负载下的变频器，由于转矩TL∝n2，低速负载转矩较小，通常可以选择专用或节能型通用变频器。

1风机调节方法介绍

风机风量调节的具体方法包括以下两种：一是改变风门开度；二是改变通风机的转速。根据之前的经验表明，要以矿井的实际要求为基础，针对风叶角度予以调节，并确保风门处于垂直状态，并开启该风门，以此来确保对风量大小的调节。据准确计算得出，整个风量调节过程中，通风机必须达到40％的额定功率，在实际运转中，所消耗额定功率为80％，由此在整个风量调节中，电能被严重浪费。在日常生产工作中，采煤工作面呈递增发展态势，因此，对风量和风压存在不同要求，这就使得风量调节工作难度系数加大，后期的工作维护量也逐渐增多。

2风机控制系统

风机的主要组成部分是风机的控制系统，风机控制系统主要由三个部分组成，一个是监控系统，一个是主控制系统，还有一个是变频控制系统。这些系统综合使用，主要起到以下几方面的作用：恒定速度作用、保护电网兼容作用、自动保护作用、自动调节作用、实现最大风能作用、自动监测作用、自动并网作用和自动启动作用。除了以上作用以外，还起到节约能源作用、延长风机使用作用和管理作用。风机系统中融合PLC控制系统，这种系统是一种可以编程的控制系统，在使用过程中可以由用户输入指令来实现控制。在PLC控制系统中采用的控制模式有两种，一种是数字控制模式，另一种是模拟输入输出控制模式。PLC控制系统主要由以下几个部分组成：自动控制单元、计算机单元、外设备接口、电源单元、处理单元、网络通信单元、I/O接口、储存器等。

3变频调速技术的提出

我们需要对风量调节中所用到的变频器进行全面分析，并根据现实情况予以调整和改进，通过以下步骤对设计方案予以优化：首先，在开始工作之前，需要将风机扇叶的数量采取重新恢复的方式，对于扇叶角度来说，要按照相关标准调节到最佳位置，确保风机工作的顺利进行，同时处于正常状态；其次，结合生产工作对风机的基本要求，需要利用变频器对整个工作速度进行调节，从而使风机实现节能的效果。在整个工作过程中，变频器具备软启动功能，因此，在掌握实际需求的基础上，设定好启动时问点，减少直接启动造成的电能浪费。

4风机系统优化设计

4.1优化油泵站的控制系统

分析控制系统中存在的问题：油泵系统的控制原理主要包括两个方面的内容。第一:当电网出现波动情况时，油泵主要的电源控制开关KM1断开，这种情况下会出现油泵的断电情况，油泵在没有电源情况时，会出现停机情况，而且备用的油泵也不会自动启动，风机在缺油的情况下会自动停机。第二：在供油过程中如果出现油压低的情况，中间继电器ZJ1和ZJ2会闭合，两台油泵会出现同时运行，但是在油压满足要求以后，两个油泵还是会继续运行，油压会升高最后出现漏油情况。在优化的过程中主要是增加了主油泵和备用油泵的选择，通过优化设计以后，可以实现在使用的油泵中自由选择任意一台油泵为主油泵，同时另一台油泵自动变成备用油泵。在选择主油泵以后，当启动运行过程中出现油压过低时，备用油泵开始运行，如果是在出现油压满足油压值以后，备用油泵自动停止运行，使用这样的优化设计原理，能够有效保证油压始终处在一个合理的范围之内。

4.2增加运行状态监测

（1）对PLC控制器的2HZ频率做动态监测。方案1：在原有的通讯基础上选取5个通讯参数值，提取的这五个通讯参数值需要对变化量进行监控。如果实施监控时在连续的5秒时间内没有出现变化，这种情况下可以认定现场出现了控制故障，并且在设计时使用控制系统中的通信通道DCS，采用语音方式来实现报警提示。方案2：在控制器中有着2HZ时钟频率，这种时钟频率的存在可以采用DCS对这个部位做出动态监视。比如在设计时，可以把监测时间设置在5秒，在DCS中如果是在5秒内没有监测到时钟脉冲信号，这种情况下，可以使用系统中的DCS对主控提出警报，方便控制人员做出反应。提取的五个通讯参数中，分别提取的是CND1到CND5这5个参数值，这五个参数值分别代表了以下内容：油站供应压力、电机前轴承温度、电机前轴承振动值、风机后轴承温度、风机后轴承振动值。对这五个参数值提取以后，还要对这些参数值进行监控，如果在对这五个参数值监控过程中出现5秒内没有任何变化，可以认为这些参数没有刷新，这种情况出现证明系统处在停止运行的状态。方案2主要是针对方案1进行改进，在PLC的控制系统中设置时钟脉冲频率。选定监控内容以后使用控制系统中通信通道DCS进行监控，在使用这种系统监控过程中，还需要对监控程序进行编写，主要是对看门狗监控程序进行编写。程序监控中主要是利用脉冲计数的原理，在看门狗监控程序中设计5秒计时器复位，如果在5秒时间内没有出现计时器复位的情况，这种情况可以认定是系统处在停机状态。方案的设施：一是PLC端：利用CPU属性中的时钟储存器，将其制定为M区的字节寄存器MB1000。在这个程序中Q1000.7是0.5HZ的脉冲信号，如果在芯片中出现了停止运行状态的情况时，该脉冲信号也是处在一种消失状态。如果脉冲信号消失以后，可以使用系统中的通信通道传输到主控，方便控制人员对其做出适当控制。二是DCS端：在使用过程中需要编写相应的监测程序，如果使用的监测程序在5秒内没有监测到相应的信号，这种情况下可以认为是PLC系统出现了停机的状态。（2）DCS增加相应的语音报警。一是使用相应的软件来录取语音，在本次优化中可以使用文本语言阅读器来进行这项工作，在录制的过程中需要采用wav语音格式。二是完成录制以后，需要把录制的语音放置到DCS系统中，使其发挥作用。三是在DCS系统中建立相应的报警类别，一般要求设计为一类报警级别，然后把监控系统引用在这个报警级别内。

结束语

在变频器调速系统中，变频器的选择可以根据负载的特点确定变频器的类型、根据电动机的结构及运行过程中出现的最大工作电流等确定变频器的容量，通常风机水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型。

参考文献：

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