礦山供配電系統的優化改造

杜先斌，瞿詩奇

（馬鋼羅河礦業有限責任公司，安徽馬鞍山243000）

礦山供配電系統的優化改造

杜先斌，瞿詩奇

（馬鋼羅河礦業有限責任公司，安徽馬鞍山243000）

分析了馬鋼羅河礦選礦廠供配電現狀和存在的問題，根據選礦廠生產作業各工序之間的關聯特性，通過對供配電系統優化改造應用，提高了選礦廠供電的安全可靠性和生產連續性，保證了生產過程中不受停電故障的影響，降低了生產性事故損失。

礦山；選礦廠；供配電；優化；改造；應用

1 概述

馬鋼羅河礦業公司是一家新建礦山企業，選礦廠于2011年11月建成進入試生產階段。該選礦廠一期設計規模為年處理原礦能力300萬t，生產現場的設備有246臺，設備總裝機容量為19155 kW（其中包括輔助生產供電系統）。根據負荷計算，選礦廠總用電計算負荷為11281 kW，年耗電量約7.9×107kW·h。供配電系統是選礦廠生產的重要組成部分，也是整個生產系統的中樞及實現生產連續的重要保證，因此優化和改造生產供配電系統，可以保障生產各流程作業的安全連續及穩定，不因跳電導致生產性事故的發生。

2 選礦廠供配電設計配置特點

羅河礦業公司從采礦、選礦到尾礦壩的整個工藝流程布局位置看，是比較集中的，方圓不到8 km的范圍內。供電工程設計時，在選礦廠負荷中心處設置10 kV配電站2座,一座位置在主廠房東側，為二層附設式綜合變電所。集10 kV高配、10/0.4 kV配電變電所、選礦廠中央控制室于一體，10 kV高壓主接線采用兩路電源單母線分段接線方式，單獨向主廠房球磨機設備供電；另一座位置在破碎和篩分設備廠房之間，單層結構10 k V配電變電所。

2座高配變電所受電均采用雙回路電源引自礦區新建的110/10 kV總降變電站。各個生產設備廠房均設置變壓器室及10/0.4 kV低壓配電站，供選礦廠所有現場設備的配電。

3 選礦廠供配電現狀及問題

3.1 供配電結構

選礦廠生產用電源來自110 kV礦區總變電站，內有：一臺16000 kVA變壓器供主廠房高配室，一臺5000 kVA變壓器供破碎篩分高配室。該選礦廠現有高配室2座，低配室7個；其中篩分高配室分別供破碎、篩分、過濾、尾礦泵房等廠房內設備用電，主廠房高配室分別供主廠房低配、中礦濃縮、環水泵房等廠房內設備用電詳見圖1所示。

3.2 存在問題

從圖1可以看出，當篩分高配室及受電部分出現高壓故障停電時，就會導致生產作業線上過濾、尾礦系統設備斷電。

選礦廠生產作業流程是：破碎、篩分系統和主廠房、中礦濃縮、環水泵房、過濾、尾礦等廠房之間的設備是通過緩沖圓筒料倉連接來實現選礦廠生產作業的連續性，也就是說，破碎篩分系統生產設備斷電不應該造成選礦廠全線生產的停產，只有當緩沖圓筒料倉斷料時才會導致球磨機斷料而全線停產。

根據選礦廠生產作業流程結構，當過濾和尾礦系統這部分生產作業設備出現故障跳電時，由于磨礦、磁選、浮選、重選等生產作業設備不受電的影響會延續運轉2 h按順序方可停機，這期間會出現大量尾礦輸送出不去、精礦產品出不來等現象，造成過濾機壓死、濃縮機壓爬和尾礦管道堵管等生產性事故和設備損壞，帶來的經濟損失是很大的，在這種情況下往往需要10 h才能使選礦廠生產恢復到正常狀態。

圖1 原選礦廠高配室配電系統

圖2 優化方案

4 供配電改造方案的優化

針對現有供配電存在的問題，考慮在不影響選礦廠生產的情況下進行配電改造，供配電改造的依據按照電氣安全規范的標準執行。

4.1 采用兩路電源供電

利用尾礦泵房低壓配電室備用的進線柜，從中礦濃縮低配室引一路0.4 kV電源至此配電柜，原有的尾礦泵房受電方式不變，這樣，尾礦泵房受電變為兩路電源，當篩分供電出現斷電故障時，可及時通過人工切換到另一路供電，來確保尾礦輸送的生產。而過濾廠房低配室由于只有一個進線柜，沒有備用進線柜，要保證兩路電源供電使生產不受影響，只能從主廠房低配再引一路0.4 kV電源到過濾廠房進線柜，并加裝一套雙電源自動投切裝置。這種方案優點：改造后不因篩分故障供電影響，可保證生產連續；缺點：工程投資費用較大。

4.2 采用一路電源供電（如圖2所示）

利用選礦廠計劃停產時間，一是將原篩分高配室供尾礦泵房10 kV電源改由主廠房高配室的同等配置高壓柜供電；二是將原來篩分廠房高壓配電供給過濾廠房的10 kV電源改由主廠房高配室高壓柜供電。這種方案優點：時間最短，所需工程費用最低，材料最省，完全能滿足生產工藝要求，也符合礦山安全生產標準；缺點：需要選礦廠利用停產改造。

4.3 兩種方案的優化選擇

根據選礦廠生產作業各工序的分工特點，第一方案雖然是兩路供電，但是當采用篩分高配供電發生故障時，需要人工切換操作到另一路供電，其間的時間差存在著對生產作業工序連續的一定影響，不但增加了設備投資，同時也增加了電氣故障點，造成設備維護維修工作量增加，生產成本費用高。第二方案簡單可靠，能滿足選礦廠安全生產和工藝流程作業要求。

通過以上分析比較，采用第二種方案經濟合理，穩定可靠，能實現選礦廠安全生產的連續性。

5 應用效果

采用第二種改造方案實施半年來，該選礦廠篩分高配室受雷雨天影響跳電2次，基本沒有對整個生產造成影響。按照每次跳電影響后需要10 h恢復生產時間計算，選礦廠現每天生產2500 t鐵精礦產品，10 h少生產精礦量為1042 t，按現精礦市場價1000元/t，兩次可為公司創造208.4萬元的經濟效益。

[1]孫麗華.電力工程基礎[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]雍靜.供配電系統[M].北京：機械工業出版社，2011.

[3]段旭琴.選礦概論[M].北京：化學工業出版社，2011.

[4]余建明，同向前.供電技術[M].北京：機械工業出版社，2008.

[5]李虎偉.礦山供電技術[M].北京：中國礦業大學出版社，2009.

Optimization and Transformation of Power Supply System at Mines

DU Xianbin，QU Shiqi
(Luohe Mining Co.,Ltd.of Masteel,Maanshan,Anhui 243000,China)

The current state and existing problems in the power supply and distribution system of the ore dressing plant of Masteel Luohe Mine were analyzed.Based on the correlating nature between the processes of ore dressing operation the power system was optimized and revamped,improving the safety,reliability and production continuity of power supply,ensuring production process unaffected by power cutoff and reducing production failure losses.

mine;ore dressing plant;power supply and distribution;optimization; transformation;application

TM7

B

1006-6764(2014)01-0011-02

2013－09－10

杜先斌（1963－），男，1987年畢業于馬鋼職工大學機械專業，高級工程師，現從事生產、檢修管理工作。