煤礦生產(chǎn)過程中能耗過大的因素分析

王昌華

(新疆煤炭設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,新疆 烏魯木齊830091)

1 引言

隨著我國社會主義現(xiàn)代化的飛速發(fā)展,我國各行各業(yè)均得到了極大的進(jìn)步。國內(nèi)政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會、法律等諸多環(huán)境的完善,給當(dāng)代國內(nèi)企業(yè)的發(fā)展及社會的建設(shè)提供了良好的氛圍與堅實(shí)基礎(chǔ)。在這一時代背景的影響下,國內(nèi)城市現(xiàn)代化的建設(shè)逐漸增速,從而拉動了對物質(zhì)能源總體需求的提升。然而,盡管我國是能源與物資大國,但是對于一些不可再生資源的使用卻跟隨著當(dāng)代能源消耗總量的增加不斷減少,當(dāng)前噸煤的生產(chǎn)能耗依舊保持在較高水平,如表1。

表1 噸煤生產(chǎn)能耗情況表

為此,針對當(dāng)前國內(nèi)的不可再生資源加以保護(hù),或者對其進(jìn)行更高效率的利用,將能夠在一定程度上遏制資源總量的減少,并可利用此過程提升國內(nèi)能源使用的技術(shù)研究。因此,在本文中作者將以煤礦生產(chǎn)為例,展開有利于減少生產(chǎn)過程中能源消耗的研究。

2 煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的必要性

煤礦生產(chǎn)單位作為傳統(tǒng)老工業(yè)領(lǐng)域的重點(diǎn)企業(yè),其在整個國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)中扮演著能源提供者的重要角色。然而,近年來隨著國家建設(shè)的逐漸增速,使得對能源開采與使用的總量、效率逐漸提升,給傳統(tǒng)老工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了巨大挑戰(zhàn)。煤礦生產(chǎn)單位經(jīng)歷了多年的粗放式經(jīng)濟(jì)管理模式的影響,其已經(jīng)形成了自身的供應(yīng)鏈紐帶。在整個煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中,通常擁有采掘、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)、供熱等大量涉及到能源消耗的流程,采用粗放式管理模式將會給各流程帶來巨大的能源消耗,并且不利于日常運(yùn)維零件的替換、設(shè)備的更新,從而限制了當(dāng)代國內(nèi)煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的綠色發(fā)展。工業(yè)4.0概念的提出給傳統(tǒng)老工業(yè)的變革帶來了動力與壓力,煤礦生產(chǎn)企業(yè)也同樣面臨著巨大挑戰(zhàn),其必須改變以往的發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新節(jié)能的發(fā)展。而針對煤礦生產(chǎn)的各個流程而言,可以應(yīng)用節(jié)能技術(shù),針對井下采掘設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、壓風(fēng)設(shè)備、鍋爐和排水設(shè)備等煤礦生產(chǎn)中高耗能裝備進(jìn)行節(jié)能性改造,也可針對井下照明設(shè)備進(jìn)行重新選型。因此,可以發(fā)現(xiàn),煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用具有必然性,并且也擁有廣泛應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的空間。

3 煤礦生產(chǎn)流程減少能源消耗的對策與建議

3.1 科學(xué)統(tǒng)籌,設(shè)計與應(yīng)用專門對口節(jié)能技術(shù)

為了便于研究,作者根據(jù)調(diào)查,針對某一特定煤礦生產(chǎn)單位為例,匯總了其現(xiàn)有用于煤礦加工生產(chǎn)作業(yè)的主要用能設(shè)備設(shè)備。經(jīng)過調(diào)查匯總研究后發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有煤礦企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)工藝流程中處于能源消耗高的機(jī)械設(shè)備有：井下采掘設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、排水設(shè)備、壓風(fēng)設(shè)備、供熱設(shè)備等。而這些機(jī)械設(shè)備的使用將會帶來巨大的能源消耗,如果不在其中應(yīng)用節(jié)能技術(shù),將會給整個企業(yè)的生產(chǎn)帶來巨大的成本消耗。為此,針對這些設(shè)備日常能源的使用,作者進(jìn)行了如下節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計。

第一,根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)加工作業(yè)流程中的各個機(jī)械設(shè)備,首先對其投入生產(chǎn)的使用數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計,并根據(jù)煤炭開采過程中的工藝流程,對每個環(huán)節(jié)投入使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理優(yōu)化。利依托先進(jìn)的技術(shù)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的體系,不斷研究新工藝,學(xué)習(xí)新技術(shù),對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。同時,及時淘汰高耗能落后機(jī)電設(shè)備,還可在一定程度上增強(qiáng)企業(yè)總體節(jié)能意識,提升企業(yè)現(xiàn)有節(jié)能管理水平。

第二,根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)工藝加工作業(yè)流程中的電力驅(qū)動設(shè)備總?cè)萘?可以發(fā)現(xiàn)投入生產(chǎn)中使用較多能源的設(shè)備為設(shè)備總?cè)萘?。為?應(yīng)當(dāng)針對上述設(shè)備進(jìn)行專門作業(yè)技能管理。上述設(shè)備均是某一生產(chǎn)作業(yè)流程中的必須設(shè)備,但是他們的運(yùn)轉(zhuǎn)時間的跨度并非應(yīng)當(dāng)覆蓋整個生產(chǎn)作業(yè)時長。因此,對生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時間時行合理配置,實(shí)現(xiàn)自動遠(yuǎn)程控制,提高機(jī)械設(shè)備的利用效率,減少設(shè)備的無效運(yùn)行時間,從而達(dá)到物盡其用的目的,減少機(jī)械設(shè)備空轉(zhuǎn)而帶來的能源消耗。

3.2 科學(xué)照明,減少照明系統(tǒng)能源消耗

照明設(shè)備在井下作業(yè)中的使用十分廣泛,其能夠為井下作業(yè)工作人員及監(jiān)控設(shè)備提供光線,從而便于日常作業(yè)的開展。然而,由于井下作業(yè)環(huán)境的特定因素,致使井下照明的總體時間及消耗將會十分巨大,如果不加以管理和技術(shù)研究,就會給煤礦生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的能源消耗。針對當(dāng)前國內(nèi)較多煤礦生產(chǎn)企業(yè)所使用的照明設(shè)備而言,其具有著能耗大、照明范圍小等多種不利特點(diǎn)。為此,為了增強(qiáng)照明設(shè)備的節(jié)能性能,可以采用白紙光源或者是氣體放電光源而設(shè)計的燈具,從而能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有井下作業(yè)巷道內(nèi)更為節(jié)能的照明。

3.3 科學(xué)管理,增強(qiáng)企業(yè)整體生產(chǎn)效能

針對煤礦生產(chǎn)企業(yè)而言,其生產(chǎn)過程中通常涉及到多個流程的作用。但是,由于煤礦生產(chǎn)作業(yè)會根據(jù)季節(jié)變化、國家政策變動等多種原因在不同時間擁有生產(chǎn)供應(yīng)總量不同的特點(diǎn),從而會對現(xiàn)有生產(chǎn)機(jī)械的開工作業(yè)產(chǎn)生較大影響。為了堅持節(jié)能環(huán)保重要原則,就應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤礦企業(yè)本身所擁有的生產(chǎn)周期性特點(diǎn),開展相關(guān)的研究。針對井下機(jī)械設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行維修檢測,以防止由于部分機(jī)械功能缺失而增加能源消耗。通過更為科學(xué)的日常管理,將可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有企業(yè)整體生產(chǎn)效率的增強(qiáng),為煤礦生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展提供重要基礎(chǔ)與平臺。

3.4 主要耗能設(shè)備實(shí)行變頻調(diào)速

煤礦運(yùn)輸設(shè)備、主能風(fēng)機(jī)、排水泵及乳化液泵在煤礦也是耗能大戶,同時也是管理的薄弱環(huán)節(jié),負(fù)荷變化頻繁,額定功率附近時效率最高約為70%,有時低于50%,但配置運(yùn)輸機(jī)、主能風(fēng)機(jī)、排水泵及乳化液泵時,選擇功率偏大,根據(jù)運(yùn)量、速度、風(fēng)量、流量、壓力、轉(zhuǎn)速和功率P之間的關(guān)系,得知調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速即可大幅度調(diào)節(jié)運(yùn)行功率,其節(jié)電主要是在滿足所需求的運(yùn)量、速度、風(fēng)量、流量、壓力,合理調(diào)節(jié)所消耗的功率,而不是依靠節(jié)流來調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速與其他調(diào)節(jié)方法相比,不但可以保證在高效區(qū)運(yùn)行,效率最高,能量損失最少,而且能根據(jù)不同的要求,柔性調(diào)節(jié)運(yùn)行功率,在滿足需求的情況下,消耗功率最匹配最節(jié)省。

4 結(jié)束語

通過上文的研究可以發(fā)現(xiàn),煤礦生產(chǎn)過程中涉及到多個生產(chǎn)加工作業(yè)的環(huán)節(jié)。為了有效支撐多個環(huán)節(jié)之間的協(xié)同運(yùn)作,將會產(chǎn)生大量的能源消耗。然而,對于國家總體能源儲備和日益上升的能源需求總量來說,消耗過高的能耗將會促使總體不可再生資源的迅速減少,從而給未來國家的發(fā)展帶來不利影響。因此,在對當(dāng)前國內(nèi)能源消耗的總體環(huán)境進(jìn)行分析基礎(chǔ)上,針對煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的必要性開展研究,最終基于上述研究提出了有利于減少各個煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能源消耗的途徑與對策。謹(jǐn)此希望,能夠利用上文的研究,為國內(nèi)煤礦生產(chǎn)能源消耗的減少做出貢獻(xiàn),并利用這一研究有效提升國內(nèi)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,從而為我國煤礦生產(chǎn)朝著綠色生態(tài)方向發(fā)展的目的平添助力。

[1]高彥成,侯玉強(qiáng),夏松.煤礦企業(yè)節(jié)能潛力分析及節(jié)能措施[J].煤礦現(xiàn)代化,2010,(01).

[2]李茂龍,韓?？?管振翔等.煤礦企業(yè)節(jié)能降耗的探索[J].礦山機(jī)械,2010,(10).