我國煤炭行業(yè)高耗能機械裝備運行狀況及節(jié)能對策

摘要：煤炭是我國目前主要的消耗能源，在我國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中一直占2/3以上，但是煤炭行業(yè)平均能源利用率普遍較低，文章以潘三礦為例介紹了煤礦生產(chǎn)電耗情況及高耗能機械裝備運行情況，分析了煤礦行業(yè)高耗能產(chǎn)生的原因，并提出了針對性措施。

關(guān)鍵詞：潘三礦；高耗能；機械節(jié)能

中圖分類號：TD907 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0088-02

1 概況

煤炭是我國目前主要的消耗能源，在我國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中一直占2/3以上，但是煤炭行業(yè)平均能源利用率普遍較低，且低于全國平均能源利用率，是我國九大能耗行業(yè)之一，煤炭行業(yè)節(jié)能減排已刻不容緩。

2 潘三礦生產(chǎn)電耗情況

潘三礦于1979年開工建設(shè)，1992年11月建成投產(chǎn)，年設(shè)計生產(chǎn)能力3.0Mt/a。2004年以來對礦井進行了技術(shù)改造。礦井生產(chǎn)能力得到了較大幅度提高，礦井生產(chǎn)能力2012年核定為5.0Mt/a。

2012年潘三礦礦井用電量14606.65萬kWh，實際生產(chǎn)原煤481萬t，噸煤實際綜合電耗28.54kWh/t。其中采煤用電占5.8%；運輸用電占7.2%；掘進用電占6.9%；提升用電占13.1%；排水用電占5.9%；通風(fēng)用電占23%；壓風(fēng)用電占7%；選煤用電占8.6%；降溫用電占1.3%；瓦斯抽放占7.9%；居民用電占4.2%；其他用電占9.1%。

3 潘三礦高能耗情況原因分析

3.1 裝備選型不當(dāng)，大馬拉小車

系統(tǒng)裝備選型過多考慮特殊工況情況下，在實際生產(chǎn)過程中，裝備能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際生產(chǎn)能力，造成裝備高

耗能。

3.1.1 2007年潘三礦將原東風(fēng)井風(fēng)機更換為英國豪頓ANN-2960/1600N風(fēng)機，電機功率2250kW，額定電流250A，但實際運行電流只有140A，電機負(fù)載率為56%。

3.1.2 2005年潘三礦東翼主運膠帶機按1800t/h運量設(shè)計，但實際實際出煤量約300t/h，電機功率355kW，額定電流42A，但實際運行電流只有17A，電機負(fù)載率為40%。

3.1.3 2012年潘三礦回采的12528工作面裝備MG400/940煤機、SZZ-800/1050刮板機、SZB-730/132轉(zhuǎn)載機、SSJ1000/2×200kW皮帶機，所有設(shè)備均按每天0.8萬t產(chǎn)量配置，但實際每天出煤量僅為0.4萬t，遠(yuǎn)沒有發(fā)揮設(shè)備

效能。

3.2 裝備技術(shù)落后，設(shè)備老化

我國煤炭機械行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，有了長足的進步。但是和國際先進水平相比，國產(chǎn)的綜采、綜掘、提升及運輸?shù)仍O(shè)備仍然有較大的差距，設(shè)備普遍存在體型大、功率大、傳動效率低、密封效果差、易磨損現(xiàn)象，與發(fā)達(dá)國家比較設(shè)備能耗平均高10%以上。

煤炭行業(yè)機電設(shè)備老舊雜設(shè)備多，設(shè)備運行時間長，效率低、能耗高。據(jù)統(tǒng)計，全國煤礦約有40%的耗能設(shè)備屬于落后淘汰設(shè)備。原國有重點煤礦主通風(fēng)機、主排水泵的平均效率只有60%，系統(tǒng)運行效率低于55%，比國外先進水平相比約低15個百分點；工業(yè)鍋爐平均熱效率不到50%，比發(fā)達(dá)國家相比約低15個百分點。

3.3 系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)不當(dāng)，控制手段簡單

煤炭企業(yè)在生產(chǎn)中，綜采工作面及掘進工作面生產(chǎn)時間比較分散，生產(chǎn)不均衡，造成煤量無法控制，皮帶系統(tǒng)空載或輕載時間較長。另外系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)比較單一，并不能根據(jù)煤量大小狀況，改變系統(tǒng)運行狀態(tài)（如系統(tǒng)速度、驅(qū)動電機投入數(shù)量等）。在生產(chǎn)調(diào)節(jié)方面控制方式比較簡單、落后，多是根據(jù)系統(tǒng)狀況進行人工控制，未實現(xiàn)信息化、自動化。

3.4 設(shè)備維護不到位，運行工況差

煤炭行業(yè)井下現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境惡劣，導(dǎo)致機電設(shè)備運行達(dá)不到設(shè)計的理想工況條件，導(dǎo)致高能耗。在設(shè)備維護方面，設(shè)備不在完好狀態(tài)運行或帶病運轉(zhuǎn)，造成能耗增加。如皮帶機的漲緊過大或轉(zhuǎn)動部位潤滑不充分、連接部位不對正等，造成摩擦加大，增加能耗。

4 采取的節(jié)能措施

4.1 優(yōu)化礦井設(shè)計，簡化系統(tǒng)設(shè)置

4.1.1 合理優(yōu)化系統(tǒng)出煤巷道，減少出煤皮帶機數(shù)量，設(shè)計增加采區(qū)緩沖倉，充分發(fā)揮運輸效能。每個工作面在掘進施工前就必須完善出煤系統(tǒng)，建立采區(qū)緩沖倉，掘進出煤全部進入緩沖倉，減少主運皮帶開車時間。

4.1.2 合理選擇機電裝備，減少甚至杜絕“大馬拉小車”現(xiàn)象。合理配置綜采工作面及運輸系統(tǒng)機電裝備，對于長期負(fù)荷率低于50%的設(shè)備要進行及時進行更換小功率電機或減少驅(qū)動部，以減少能耗。

4.1.3 合理設(shè)計礦井供電方案，減少線路、變壓器損耗。優(yōu)化井下供電系統(tǒng)，采區(qū)變電所要建立在負(fù)荷中心地點，盡量縮短配電半徑，對于供電距離較遠(yuǎn)的地點要使用移動變電站供電，減少低壓供電距離，合理選擇供電電纜截面，減少電網(wǎng)損耗。

4.2 推廣應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)、新產(chǎn)品

4.2.1 推廣應(yīng)用高壓無功功率集中補償技術(shù)。對于煤礦企業(yè)地面高壓供電系統(tǒng)必須裝備集中補償裝置，有條件的企業(yè)可優(yōu)先選用動態(tài)集中補償裝置。潘三礦地面工廣變電所2008年安裝一套動態(tài)無功功率動態(tài)補償裝置，供電出口功率因數(shù)由0.82提高到一直保持在0.95，有效降低了線路損耗。

4.2.2 推廣應(yīng)用低壓無功功率就地補償技術(shù)。低壓就地補償技術(shù)可以從源頭上轉(zhuǎn)化無功能量，減少大量的線路損耗能量，提高配變利用率，降低視在功率，并且具有單個設(shè)備、占位小、安裝容易、節(jié)電效果顯著的優(yōu)點。

4.2.3 推廣應(yīng)用變頻技術(shù)。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展及大功率、高電壓變頻器產(chǎn)品的成熟，變頻技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。2010年以來，潘三礦陸續(xù)完成西翼第五部、第六部、第七部皮帶機的變頻改造，根據(jù)對皮帶機改造前后的用電量統(tǒng)計，月用電量平均減少16%。

4.2.4 推廣應(yīng)用節(jié)能高效產(chǎn)品。近年來潘三礦井下逐步淘汰鈉燈照明，采用防爆型日光燈及LED燈照明。機電裝備上推廣S11型及低損耗變壓器、低能耗導(dǎo)線等節(jié)能型配電設(shè)備及附件，使用高效率的泵類設(shè)備，選用節(jié)能型通用風(fēng)機產(chǎn)品等，均有效降低了產(chǎn)品能耗。

4.3 加大技術(shù)改造力度，淘汰落后工藝、裝備

2004年以來，潘三礦對礦井進行了一系列的技術(shù)改造，淘汰了效率低下的落后設(shè)備。2005年將東風(fēng)井GAF型風(fēng)機，改造為英國豪頓ANN型風(fēng)機；2008年對井下中央泵房進行了改造，將原來PJ型排水泵更換為MDS420/96×8水泵，水泵效率由60%提高到72%；2010年將井下三條采區(qū)主斜井絞車改為變頻絞車，淘汰了落后的鼠籠電機+減速器+傳動滾筒的驅(qū)動方式；2011年又陸續(xù)對井下司控器式12t電機車更換為IGBT控制電機車。

4.4 應(yīng)用監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)自動控制

2012年潘三礦完成對井下中央泵房的自動化控制改造，實現(xiàn)了“調(diào)峰避荷”，在用電峰時可減少或停止排水，在用電谷時可加大排水量，提高峰谷用電量比，減少投入。

4.5 加強督促，提升現(xiàn)場管理水平

在煤礦的日常生產(chǎn)中，要平衡解決好安全與節(jié)能、生產(chǎn)與節(jié)能的關(guān)系，對于生產(chǎn)過程中存在的一些資源浪費的現(xiàn)象只要從管理方面入手，加以控制，就能收到巨大的節(jié)能效果。

4.5.1 加大井下運輸系統(tǒng)開空車查處力度，在滿足生產(chǎn)的情況下要合理選擇皮帶機驅(qū)動電機的數(shù)量，提高皮帶機的負(fù)荷率。

4.5.2 加大對井下用風(fēng)、用水地點的督察力度，對于掘進、巷修等單位使用的風(fēng)動設(shè)備嚴(yán)禁跑、漏風(fēng)，保證管路密封，減少管網(wǎng)泄露。對于用水場所，如防塵噴霧、設(shè)備水冷系統(tǒng)要實時控制，杜絕“長流水”現(xiàn)象。

4.5.3 合理安排井上、下抽采系統(tǒng)，“一通三防”部門要根據(jù)井下瓦斯治理情況，合理安排井下移動抽采泵抽采，以此來減少瓦斯泵的開機時間。

4.5.4 優(yōu)化井下通風(fēng)系統(tǒng)，減少通風(fēng)阻力，對于通風(fēng)斷面小的巷道要及時安排巷修。

5 結(jié)語

潘三礦在節(jié)能降耗工作上開展了一些工作，也取得了一定的成績，近三年來噸煤耗電指標(biāo)分別為36.4kWh/t、30.7kWh/t、28.54kWh/t，呈逐年下降趨勢，由此可見煤礦的節(jié)能空間是巨大的，在節(jié)電方面的一些措施是可以推廣的，實現(xiàn)煤礦行業(yè)的節(jié)能目標(biāo)是完全可能的。

作者簡介：沈?。?963—），男，安徽無為人，淮南礦業(yè)集團潘三礦機電副總工程師，研究方向：煤礦機電。