摘 要
矿山主通风机是向矿山送风的重要设备，也是大型耗能设备，对其实现节能控制，使之始终运行在良好状态，对降低风机能耗、节约矿山运营成本有现实意义。本文主要分析了我国金属非金属矿山的通风状况， 并对通风机节能的措施做了简要介绍，希望能够实现节能降耗的目的。
【关键词】矿山 风机 节能技术
1 引言
我国越来越重视节能与环境保护，随着对矿山采掘深度不断增大，工作面以及掘进巷道增长，对产品标准要求的性能指标越来越高，通风机向着节能、环保为目标的高效化、组装化、小型化以及低噪声化的方向发展。所以，要求矿用通风机的研究、设计人员和生产企业一起努力，把矿用通风机技术水平提高到一个新高度，更好地矿山安全生产服务。
2 矿山风机节能的国内现状
通风机是矿山通风系统的核心设备，依照相关资料可知，我国金属矿山通风机的效率一般为30%～50%，其费用却占据整个通风成本的2/3以上，能耗很大。所以，采用合适的方法，减小通风机的能耗，对减小采矿成本，增加矿山经济效益，保证安全生产，具有十分重要的意义。
在我国，在风机节能方面还存在一些问题：
2.1 制造厂的因素
（1） 风机内效率低。
（2） 风机系列型谱不全，导致用户选择代用型号的风机。
（3） 风机变速机构及调节装置效率低。
2.2 非制造厂的因素
（1） 通风系统的风流设计不合理，井下巷道复杂，增加了风流阻力，降低了风机使用效率。
（2） 很难准确确定风机的最高效率工况点。
（3） 风机的配套电动机功率选取偏大。
（4） 采用了不适宜的或效率低的调节方法，不能根据井下巷道的实际风量及空气质量调节风量，降低了风机的调节效率。
3 风机节能的途径
依照风机在矿山节能方面存在的问题，风机节能的途径主要有两种。一种是从设计的角度提高风机在设计点和工况点的效率，尽可能让风机从根本上节能；另一种是依照井下现场实际环境采取恰当的方法来尽量提高风机的效率。
针对我国金属非金属矿山通风机运行效率低下，能耗过高的情况，可以通过合理选择高效节能机型、优化矿井通风系统、低效风机的合理改造、风机调节、加强风机节能科学管理工作等方面， 实现风机节能的目标。其中风机调节包括以下三个方面：
（1）更换、削短叶片或改变叶片角度调节，价格低廉，简单可靠，节能率高。
（2） 利用调整节流闸板的开度而改变流量简单可靠，但要频繁手动调节，节能率低。
（3） 变频调节投资费用高，设备复杂不可靠，后期维护费用高，对变化较大的风机起作用，节能率高。
4 风机变频调速节能的应用
随着变频技术、控制技术以及以矿山工业以太网为代表的信息技术的迅速发展，变频技术在通风系统中的应用也从简单地以节能为目的，变化为改善产品质量，提高生产效率，提升矿山生产过程自动化水平以及降低能耗，保护环境等为目的，使用领域越来越大。所谓变频就是改变电源的频率，即通过对电流进行转换实现电动机运行频率的改变，把固定的电网频率变为能改变的频率，此技术具有节能、控制精度高、驱动速度快等特点。
矿用风机变频调速器调速技术特点：利用变频调速器能够让矿用风机的风量平稳的由较大供风量降低为矿井所需风量。此时矿用风机的电机输出功率会减小，达到节电的目的。风机调节幅度越大节电效果越明显，反之亦然。
4.1 变频调速原理
通过电机学理论可以得到异步电动机的转速n，电源频率f，转差率s，电机磁极对数p之间的相互关系为：n=60f（1-s）/p 。由以上关系式可知转速n与电源频率f成正比，即能够通过调节电源频率f实现转速n的改变，故变频调速的原理就是把变频器当成变频电源从而实现电动机转速的调节控制。
4.2 节能原理
根据国家相关行业政策，目前，全国所有正常生产矿山都已经安装安全避险“六大系统”，可以充分利用监测监控系统中在井下安装的风速传感器及一氧化碳传感器等前端设备采集的数据，来调节控制电源频率f。当风速变小或一氧化碳浓度变大时，频率f自动变大；反之，则频率f自动变小，自动完成风机转速的变化控制，从而实现能耗的降低。
对风机的转速进行调控的方法是通过减少空气动力实现节能，而最为平常的方式是通过改变风门开合程度进行空气流量控制的实现节能，二者相比，前者节能效果更佳。
5 风机节能技术的发展趋势
利用制造技术上新工艺及材料技术的新成果，通过应用叶轮、蜗壳等改良型元件，力求使各种
通风机的工作效率整体改善5%～10%。例如在某些大型离心通风机中配置了效率更高的结构（大直径以及相对窄宽度叶轮），从而实现最高效率超过87%；效率更高的能够达到92%的轴流式通风机，其本身已是低能耗产品。
充分利用施工技术的进步，合理选择矿井通风方式，正确配置井下通风网络，减少漏风、循环风，利用井下监测监控系统提供的信息采集点的数据，实时控制风机的转速，利用变频技术及PLC控制技术，实现井下通风系统的可靠、高效、绿色运行。
6 结束语
矿用通风机利用变频调速技术，不仅能够保证软起停，降低能耗，还可根据环境实际所需的风量以及风质快捷有效的实现速度调节，应用效果甚佳。为响应国家的节能减排政策，建议矿用通风机广泛采用变频调速技术。
参考文献
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作者单位
山东正元冶达科技发展有限公司 山东省济南市 250014
