一、前言
煤礦的通風系統是礦井生產系統的重要組成部分，對保證礦井安全生產發揮著關鍵的作用。通過對風機特性的分析可知，提高風機的運行效率可采用兩個手段：
一是礦井斷面適應風機，通過整修井下巷道，擴大斷面，減少管網阻力來實現。由于井下地質條件復雜多變，巷道整修實踐證明，管網阻力難以降到理想要求。
二是風機適應礦井斷面，通過改變風機風葉角度或調整風機轉速的方式主動與礦井風阻系數相匹配，在滿足生產需求的前提下，使風機運行在最高效區。
2009年10月11日至19日，九龍礦采用我公司的高壓變頻產品對南風井通風機進行節能改造后，將風機扇葉角度逐步調整到最高效率區，通過改變供電頻率改變電機和風機的轉速，實現風壓、風量的調節。經過近3個月的運行，設備運行穩定可靠，節電效果顯著。
二、高壓變頻系統簡介
高壓變頻系統：型號HIVERT-Y06/096，功率等級800kW；輸入電壓等級6kV，輸出電壓等級6kV；輸出頻率0~50Hz。配置雙電源手動切換柜，實現雙路供電電源和兩臺電機的切換，系統變頻運行為主，工頻運行作為備用，增加了系統安全冗余系數。
2.1、運行方式
1、變頻器運行1#風機：QS1閉合，QS2閉合，QS3斷開，合1#高壓電源
2、變頻器運行2#風機：QS4閉合，QS5閉合，QS6斷開，合2#高壓電源
3、工頻運行1#風機：QS1斷開，QS2斷開，QS3閉合，合1#高壓電源
4、工頻運行2#風機：QS4斷開，QS5斷開，QS6閉合，合2#高壓電源
5、變頻狀態下反風運行：停止風機后，只需給定負頻率，即可反向啟動風機運行。
注：兩臺風機不可同時變頻運行（由QS1，QS4互鎖實現）
2.2、切換步驟（帶電狀態下）
1#變頻狀態切換到2#變頻狀態（2#原來是旁路投入狀態）
1、合2#電源柜高壓
2、停變頻器
3、停1#電源柜高壓
4、將1#旁路柜切換到旁路投入狀態
5、合1#電源柜高壓
6、停2#電源柜高壓
7、將2#旁路柜切換到變頻投入狀態
8、合2#電源柜高壓
9、啟動變頻器
三、變頻改造對比
南風井通風機使用的是兩臺型號為GAF-26.6-17-2的軸流式風機，所配電機為Y560-10的三相異步電機，額定功率800kW，6kV/95.6A，額定轉速594rpm，功率因數0.84。單臺風機可提供額定風量達130~143.7m3/s，額定壓力3000~3500Pa。
根據九龍礦水淹后現狀，經過前期調研、分析論證及后期總結，將南風井主抽風機運行大致分為三個階段，現場工況對比現簡要介紹
第一階段：南二大巷水泥封堵階段（2009年7月1日—11月10日）
九龍礦2009年6月30日，主副井排水至井底-600米大巷，隨后南北風井風機啟動運行，井下南二大巷被注漿水泥墻封堵，南風井總抽風量4884m3/min，南一風道總進風量僅有100-200m3/min風量，隨著巷道的清理整修，風量由100m3/min 逐步增大到850m3/min，其余4034m3/min由閘門配風（風機扇葉角度已經調至最小角度-20°，不配風風機喘振），大量電能白白浪費。
變頻改造后，扇葉角度由-20°調到-15°，頻率由50Hz降低到37Hz，風機轉速由491r/min降低到440r/min，單耗由1.8kWh/Mm3Pa降低到0.9kWh/Mm3Pa，單耗降低50%，節電率56%，合計節電量46080kWh，節約電費2.58萬元。在消除無效配風節約能源的同時確保了風機安全經濟運行；
第二階段：南二大巷水泥墻清開，風阻降低，消除閘門配風（2009年11月5日—2010年4月1日）
2009年11月5日南二大巷水泥墻被清開，但南翼通風系統仍沒有恢復到出水前狀態，該階段風機工頻供電時，風機扇葉角度-20°，總抽風量3500m3/min，負壓2000Pa（水柱），閘板門開啟50%，單耗0.52kW﹒h/Mm3Pa。
改造后，風機扇葉角度由-20°逐步調至-15°、-10°最后調至風機最高效角度0°，頻率由50Hz逐步調到40Hz、37Hz、30Hz最后調至最優頻率22Hz，此時，風機抽風量3200m3/min（井下南翼風量），風機負壓670Pa（水柱）風機單耗0.406kWh/Mm3Pa，單耗降低22%，節電率77%，合計節電量73870kWh，節約電費41.37萬元。實現了隨時精確調節按需供風。
第三階段：南翼通風系統恢復到出水前工況（2010年4月1日以后）
預計2010年4月1日南翼通風系統恢復到出水前風量6000m3/min，風壓2200Pa（水柱），若工頻供電，風機扇葉角度-7.5°，電流54A，電壓6.3kV，風機有功功率388kW，單耗0.49kWh/Mm3Pa，若改為變頻運行，扇葉角度調至0°，效率由70%提高到88.7%，對應頻率40Hz左右，有功功率290kW，單耗0.4kWh/Mm3Pa，單耗降低20%，節電率20%以上，每年節電量858480kWh，節約電費48萬元。通過提高風機系統整體效率實現節能降耗。
四、變頻改造后其它主要應用效果
1、原通風機電控系統電機為直起，起動時間長，起動電流大，若對電動機的各種保護功能不齊全，會對電機造成嚴重損壞，而且直起對電網也造成較大的沖擊。改造后為變頻起動對電網沒有任何沖擊，實現了變頻軟起動，避免了起動電流的沖擊。功率因數大幅提高0.96以上，電網質量明顯提高。
2、直接通過變頻調節風機轉速實現調節風量，無需使用調節葉片角度或風門來控制風量，變頻調節的范圍是0~100%，因此可隨生產需要隨意調節風量。
3、變頻運行時，反風的操作只需通過操作面板來實現，無需再通過換向柜的操作實現，節省了時間和體力，提高了工作效率。
4、風機轉速降低，軸溫、噪音、震動大幅降低，改善了工作環境；安全系數更高；風機維護量減少，使用壽命延長。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
