能效監測系統在煤礦工作面的應用

趙金升　趙巧　張新秀

摘 要：全國“十三五”能源規劃工作會議提出，堅持“節約、清潔、安全”的發展方針，落實“節能優先、立足國內、 綠色低碳、創新驅動”四大戰略，能源行業控量節能成為新形勢下國家能源戰略的主題，采礦行業耗電量大，是能效監測的重點單位。將煤礦建設成為具備節能形勢分析、能效分析、碳排放分析等功能，為相關部門提高節能調控和管理措施的前瞻性、針對性和有效性，為企業提升能源精細化管理水平提供數據支持。

關鍵詞：綠色低碳；能源戰略；能源規劃；控量節能；能效監測

中圖分類號：TD714 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0138-01

為實時反饋工作面及重點耗能設備能效狀況，促進工作面能效水平總體提升；同時在國家發改委對“千萬噸級高效綜采關鍵技術創新及產業化示范工程項目”進行驗收時能夠提供詳實的能效歷史數據支撐，開發出一套能夠提升工作面的能效水平的系統成為高產礦井關注和研究的重點。

1 系統研究背景及意義

煤炭工業在發展過程中不協調、不平衡、不可持續問題依然突出。“大馬拉小車”的傳統低效采煤模式普遍存在，生產過程能源消耗不合理，采煤機械化程度與先進產煤國家仍有較大差距。行業總體生產效率遠低于先進產煤國家水平。

2 能效監測系統設計

能效監測系統采用B/S架構。系統綜合運用測量技術、計算機應用技術、網絡技術、信息技術，實現計量數據（主要是電量和產量）的綜合管理。

能效監測系統以電量和產量數據作為支撐，電量數據主要來自工作面組合開關、變頻中心等設備，通過RS485或TCP/IP協議進入礦井高速工業以太環網，設備利用Modbus RTU、OPC等接口對外發送數據，產量監測數據來自礦井綜合自動化系統的OPC傳輸通道。電量和產量數據都集成到工作面數字化集成平臺的過程數據庫中，然后經過程數據庫存儲到關系數。

3 系統功能

能效監測系統由現場計量儀表、數據傳輸網絡和地面計算機管理系統等構成，對工作面煤炭產量、總用電量及主要耗能設備消耗電量進行計量、采集、傳輸、存儲、匯總、分析、上報、評價、預警，具體實現如下功能：

（1）參數采集：所有時段工作面產量、總用電量、重點耗能設備用電量等數據的采集、傳輸、過濾、存儲；（2）能效計算：根據采集的實時和歷史數據，對工作面總能效指標、主要耗能設備能效指標進行計算；（3）能效指標評估：對采煤機、刮板機、轉載機、破碎機、皮帶機等主要耗能設備工序能耗進行計算，并與預先設定的標準評價值進行比較，形成等級評價；（4）能效指標預警：對工序能耗指標超標的重點耗能設備進行預警，提示管理者進行調整；（5）歷史數據查詢：在任一設定時間段內，實現對單臺設備及整個19108工作面實際能效指標查詢，評價情況查詢、預警指標查詢等。（6）報表功能：多種報表的生成和打印功能。

4 成果展示

該系統可以實時的展示實時用電情況，并能自動生成各類報表和圖表，月度用電餅狀圖如下圖1。

5 經濟效益分析

經測算，在工作面可持續生產的七年中，掘進工程量預計減少6872m，平均每年減少981m。按照配置情況，掘進機容量260KW，掘進順槽皮帶四部4×2×75KW，壓風機運行容量2×250KW（壓風機約60%供給掘進系統），忽略其他負荷，掘進工程機械負荷合計1160KW。（260+2×4×75+2×250×0.6）裝備運行負荷率按70%考慮，每年掘進工程節電量為474萬kwh，折583噸標煤；七年累計節電3318萬kwh，折4078噸標煤。

6 社會效益分析

加快高新技術向傳統行業滲透，有效地緩解制約煤礦安全、高產、高效生產的技術瓶頸，提高產業競爭力，推動我國煤炭產業實現可持續發展。同時促進高技術產業快速發展，在信息技術、新材料、先進制造技術、先進能源、自動化等領域形成一大批有較大帶動作用的高技術產業群。

7 結語

本系統實時反饋煤礦工作面及重點耗能設備能效狀況，促進工作面能效水平總體提升；同時在國家發改委對“千萬噸級高效綜采關鍵技術創新及產業化示范工程項目”進行驗收時能夠提供詳實的能效歷史數據支撐，時了解各生產用能環節能源利用狀況，根據能效目標和能效現狀，為管理者提供科學調度和后續改進數據參考。

參考文獻

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