同煤集團煤炭產(chǎn)業(yè)能耗現(xiàn)狀分析與應對措施

張喜麟

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同煤集團煤炭產(chǎn)業(yè)能耗現(xiàn)狀分析與應對措施

張喜麟

摘要通過對煤炭生產(chǎn)的環(huán)節(jié)、設備能耗分析，及采樣礦實際能耗描述，研究同煤集團煤炭產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)問題的應對方法。

關(guān)鍵詞煤炭產(chǎn)業(yè)；設備能耗；節(jié)能技術(shù)

0　引言

煤炭企業(yè)是耗能大戶，如何實現(xiàn)內(nèi)部挖潛，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，具有重要的意義。從煤炭產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)來看，電力消耗占大約73%，煤占大約24%，其他僅占小部分。本文主要從節(jié)電角度分析節(jié)能問題，電能是煤炭工業(yè)的主要能源和動力，在煤炭企業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著極其重要的地位，是影響經(jīng)濟效益的重要因素。煤炭企業(yè)在開采煤炭過程中，應分析各環(huán)節(jié)的能耗情況，采用科學的手段最大限度地提高電能使用的經(jīng)濟效果，實現(xiàn)企業(yè)低能耗生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益。

礦井電負荷為六大類：①礦井固定設備類；②原煤生產(chǎn)設備類；③掘進運輸設備類；④井下其它設備類；⑤地面維修、加工類；⑥地面生產(chǎn)、辦公及生活照明類。前三類占礦井總負荷的80%左右，是節(jié)電工作考慮的重點環(huán)節(jié)，是煤礦中耗能較大，節(jié)能潛力也大的高耗能設備。第六類比例雖然相對較小，但涉及的點多面廣，管理困難，浪費的漏洞也大，其節(jié)約潛力也較大。

1　同煤集團煤炭產(chǎn)業(yè)能耗及節(jié)能現(xiàn)狀

2013年同煤集團大同地區(qū)單位產(chǎn)品能耗和節(jié)能量完成情況見表1。大同地區(qū)煤炭產(chǎn)業(yè)2013年節(jié)能量完成24.06萬tce，原煤單位產(chǎn)品能耗6.09 kgce/t，煤炭洗選單位產(chǎn)品綜合能耗101.31 kgce/t。按照《GB29444-2012煤炭井工開采單位產(chǎn)品能源消耗限額》的技術(shù)要求，現(xiàn)有礦井單位產(chǎn)品能耗限定值不大于11.8 kgce/t，新建礦井準入值不大于7.0 kgce/t，先進值為不大于3.0 kgce/t。按此標準，2013年同煤集團大同地區(qū)礦井滿足要求，但距離先進值尚有較大距離。

表1　2013年同煤集團大同地區(qū)主要產(chǎn)品單位能耗和節(jié)能量

1.1塔山煤礦耗能情況

2014年塔山礦噸原煤生產(chǎn)綜合能耗1.65 kgce/t，比上年減少0.06 kgce/t，達到《GB29444-2012煤炭井工開采單位產(chǎn)品能源消耗限額》的先進值水平。噸原煤生產(chǎn)電耗9.54 kWh/t，優(yōu)于《清潔生產(chǎn)標準煤炭采選業(yè)HJ446-2008》一級技術(shù)指標（≤15 kWh/t），達到國際清潔生產(chǎn)先進水平（見表2）。

表2　塔山煤礦2011-2014年單位產(chǎn)品能耗情況

1.2同忻煤礦耗能情況

2014年同煤集團同忻礦，原煤綜合能耗2.9 kgce/ t，達到GB29444-2012單位產(chǎn)品能耗先進水平。原煤生產(chǎn)電耗14.74 kWh/t，達到清潔生產(chǎn)一級標準（見40頁表3）。

表3　同忻煤礦2011-2014年單位產(chǎn)品能耗情況

2　同煤集團煤炭產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)及應對

同煤集團礦井數(shù)量多，地質(zhì)條件、生產(chǎn)規(guī)模、工藝和設備水平以及服務年限等技術(shù)因素各異。對煤礦各生產(chǎn)系統(tǒng)來講，多數(shù)可采用變頻技術(shù)和避峰就谷措施來節(jié)約各系統(tǒng)中的用電設備電耗。

2.1提升系統(tǒng)

（1）合理選用提升機和拖動設備，對深度較大的豎井提升，優(yōu)先選用多繩摩擦提升裝置，如麻家梁礦井所使用的JKMD-5.7X4多繩摩擦式提升機為亞洲提升能力最大的全自動落地多繩摩擦提升機。斜井宜采用雙鉤提升裝置，傾角較緩的斜井應以膠帶運輸代替絞車運輸，可以有效減少電動機容量；

（2）提升機應用變頻調(diào)速技術(shù)，一般節(jié)電效果可達15%～20%；使機械壽命延長，提高了提升效率；

（3）要合理選擇速度圖，減少在加速電阻上的電能損耗；減少提升機的工作時間；避免提升機輕載或不平衡運行。

2.2運輸系統(tǒng)

（1）啟動技術(shù)是為實現(xiàn)多部皮帶運輸機的協(xié)同工作，采用皮帶運輸系統(tǒng)PLC自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)順煤流啟動、停車，自動調(diào)節(jié)皮帶運行速度，最大限度降低皮帶運行時間，提高運行效率，達到節(jié)能的目的。

（2）實施變頻調(diào)速技術(shù)可減少啟動和停止次數(shù)，空載或輕載運行時皮帶機運行速度大大降低。如同忻礦在礦井主斜井皮帶設計中先引進長運距、大運量、大功率、多點驅(qū)動帶式輸送機，并配備高壓變頻的軟啟動裝置，應用取得了顯著的成績。

2.3通風系統(tǒng)

（1）選用新型高效風機，提高風機運行效率；

（2）變頻及自動監(jiān)控改造技術(shù)，通過檢測通風負壓實時調(diào)節(jié)風機運行速度，使通風機運行特性始終處于高效區(qū)域，降低電耗。如四臺礦建立了遠程在線風機狀態(tài)監(jiān)控，并采用預知維護，專家系統(tǒng)支持等措施保障設備節(jié)能高效運行；

（3）低效風機節(jié)能改造技術(shù)。

2.4壓風系統(tǒng)

（1）采用變頻調(diào)速技術(shù)減少卸荷空運轉(zhuǎn)時間，實現(xiàn)空壓機變頻“一拖多”自控運行；

（2）優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)先進、質(zhì)量好、比功率較低的高效螺桿空壓機替代原有往復式空壓機；

（3）改變空壓機水冷卻固定循環(huán)量為根據(jù)冷卻水出水、回水溫差可變循環(huán)量控制；

（4）合理選用壓風管徑；

（5）為避免輕載或空載運行，應合理布局和集中安排生產(chǎn)，有計劃地實施定時、集中供風。

2.5排水系統(tǒng)

（1）選用高效耐磨水泵降低排水電耗；（2）立井直排技術(shù)；（3）正壓排水技術(shù)。

2.6開采系統(tǒng)

優(yōu)化采煤機組割煤速度，最大限度地使采煤機割煤量與工作面刮板輸送機運輸能力相匹配，減少設備空轉(zhuǎn)和過負荷運行；乳化液泵站及噴霧泵站在條件允許時應考慮安裝變頻裝置；工作面刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機及順槽帶式輸送機等工作面運輸設備，有條件的情況下要安裝變頻裝置。如麻家梁礦放頂煤智能化綜采及四臺礦薄煤層遠程干預智能化綜采裝備技術(shù)。

2.7掘進系統(tǒng)

根據(jù)巷道斷面的大小、巖性及硬度合理選擇綜掘設備，避免過度“大馬拉小車”現(xiàn)象發(fā)生；掘進工作面運輸設備要通過集中控制實現(xiàn)與掘進機順序聯(lián)動，減少不必要的設備空轉(zhuǎn)能耗；選用變頻局部通風機及濕式除塵風機。金莊礦使用山特維克MB670-254掘錨一體機，馬脊梁礦即將引進進美國久益掘錨一體機，解決掘進高效快速滿足生產(chǎn)銜接的問題。

2.8煤炭洗選加工系統(tǒng)

合理地進行地面生產(chǎn)設備總平面布置，盡量減少物料的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，廠內(nèi)煤流、水流盡量選擇合適的角度、坡度，使其自流，以降低能耗。最大限度地在用電低峰生產(chǎn)，實現(xiàn)電能的合理使用。開發(fā)和引進大型、先進、高效、節(jié)能的選煤技術(shù)裝備，提高選煤集中控制和自動化水平，并對高耗電設備進行技術(shù)改造。

2.9照明系統(tǒng)

合理調(diào)整與布置照明設備、大力推廣使用節(jié)能燈具，定期清理燈罩、對井下巷道采取定期清掃煤塵和刷漿等措施來節(jié)省電能。

2.10供電系統(tǒng)

（1）降低線路用電損耗，簡化電壓等級，減少變電容量。對企業(yè)電網(wǎng)進行升壓改造，簡化電壓等級，提高運行電壓，降低線路損耗，調(diào)整用電負荷，提高負荷率，合理布局配電系統(tǒng)，礦井上下所有配電變電所均應盡量設在負荷中心點，減少線路損耗；

（2）選用低能耗變壓器，選用新型節(jié)能變壓器，改造和淘汰高耗能的老式變壓器，實現(xiàn)變壓器用電損耗降低；

（3）提高供電網(wǎng)絡的功率因數(shù)，提高供電網(wǎng)絡功率因數(shù)主要目的是減少企業(yè)供電網(wǎng)絡中各部分所需要的無功功率。提高自然功率因數(shù)。

3　結(jié)論

同煤集團既有千萬噸現(xiàn)代化礦井，也有衰老礦井，還有收購、重組的礦井，地域分布也不同，因而礦井生產(chǎn)耗能水平不盡相同，通過樣本分析找出共性的問題，找出存在的主要問題，提升同煤集團煤炭產(chǎn)業(yè)節(jié)能工作水平。生產(chǎn)節(jié)能主體是企業(yè)，出路是科技創(chuàng)新，技術(shù)引領(lǐng)。做好設備節(jié)能監(jiān)測工作，依據(jù)《煤礦在用設備節(jié)能監(jiān)測報告》對設備和工序能耗進行分析，判定主要設備是否滿足節(jié)能判定規(guī)則，分析節(jié)能切入點，進一步挖掘節(jié)能潛力，依照科學先進、經(jīng)濟適用的原則進行設備更新與調(diào)整，設備能力選擇上合理匹配，設備運行高效節(jié)能。全面關(guān)注通風節(jié)能，如選擇合理的通風巷道斷面、光面爆破、減少通風構(gòu)筑物、優(yōu)化通風線路縮短通風距離等。利用好國家對智能節(jié)能節(jié)電設備的扶持政策，淘汰高耗能落后設備。

Current Situation Analysis and Solutions of Coal Industry Energy Consumption of Datong Coal Mine Group

Zhang Xilin

Abstract：Through analyzing the coal production link，the equipment energy consumption and the actual energy consumption，the solutions to the problems of the coal industry energy saving technology of Datong Coal Mine Group are studied.

Key words：coal industry；equipment energy consumption；energy saving technology

中圖分類號F205

文獻標識碼B

文章編號1000-4866（2016）03-0039-03

作者簡介

張喜麟，山西大同人，1963年出生，高級工程師，大同煤礦集團有限責任公司技術(shù)中心工作。

收稿日期：2016-03-30