礦山電氣自動化中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用效果研究

張偉

摘要：近年來，我國對礦產(chǎn)資源的需求在不斷增加，礦山生產(chǎn)效率也隨之提升。在實際生產(chǎn)的過程中，電力是主要的動力能源，電力的應(yīng)用水平與礦山生產(chǎn)的質(zhì)量和效率有直接關(guān)系。隨著節(jié)能減排等理念的不斷深入，礦山電氣的發(fā)展目標(biāo)也發(fā)生了變化，應(yīng)該以降低電耗成本、節(jié)約電力能源為主。本文主要就礦山電氣節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的闡述和分析。

關(guān)鍵詞：礦山電氣;自動化;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用效果

1 前言

在礦山電氣信息發(fā)展領(lǐng)域，電氣自動化是一門新興的科學(xué)性學(xué)科，對我國的工業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的日常生活起到很大的作用。電氣自動化不僅可以提高工業(yè)領(lǐng)域的工作效率和運(yùn)作成本，還可以促進(jìn)勞動生產(chǎn)率的提高和改善工業(yè)發(fā)展的勞動條件。近年來，隨著我國礦山電氣技術(shù)的提高和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，提出了“綠色工業(yè)革命”的發(fā)展理念，因而礦山電氣節(jié)能和環(huán)保成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要目標(biāo)，所以先進(jìn)的自動化技術(shù)的出現(xiàn)為相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排提供了有力的保障。由此可知，未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r就是誰掌握先進(jìn)的節(jié)能科技，就可以獲得掌控經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)權(quán)。

2 礦山企業(yè)電氣節(jié)能的重要性和必要性

我國是一個能源消耗大國，但是人均所占有的資源與發(fā)達(dá)國家相比非常貧乏，這一矛盾的存在始終制約著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為解決這一矛盾我國需要積極地尋找新型能源代替化石能源，同時礦山企業(yè)要積極的進(jìn)行節(jié)能管理，降低能源消耗，實現(xiàn)能源合理分配。從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，降低能源消耗是現(xiàn)在最直接最可行的方法，只要利用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備就可以實現(xiàn)礦山企業(yè)的節(jié)能減排。礦山對能源的消耗主要體現(xiàn)在對電能、水以及燃料的消耗上，礦山企業(yè)用電量是非常強(qiáng)大的。電氣節(jié)能措施的實施可以節(jié)省對電能消耗的同時節(jié)省成本消耗，實現(xiàn)礦山的可持續(xù)發(fā)展。

3 礦山電氣節(jié)能技術(shù)的設(shè)計原則

3.1提升效益原則

對于礦山電氣自動化技術(shù)而言，在進(jìn)行節(jié)能減排的過程中，還需要保障企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計當(dāng)中，很有可能會對相關(guān)的設(shè)計或者設(shè)備造成損失，其中既包括在某些設(shè)計材料上的更換導(dǎo)致設(shè)備成本上的變動，也包括了在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計之后，設(shè)備功能的下降。這些都有可能造成電力企業(yè)在經(jīng)濟(jì)利益上損失，使得電力企業(yè)自身承受了更多的負(fù)擔(dān)。因此，在對電氣自動化技術(shù)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)以企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益作為重要的參考，在節(jié)能設(shè)計中將企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實力劃分到設(shè)計的參考范圍當(dāng)中。

3.2能量節(jié)約原則

在電氣節(jié)能設(shè)計的過程中，主要的目的是為了節(jié)約能源。在實際設(shè)計的過程中，應(yīng)該根據(jù)礦山結(jié)構(gòu)，對能量消耗的情況進(jìn)行控制，根據(jù)能量消耗的具體原因，采取相應(yīng)的節(jié)能措施。例如，變壓器在應(yīng)用的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)功率損耗的情況，電能傳輸線路會出現(xiàn)許多無用能量消耗。所以，在節(jié)能設(shè)計的過程中，就要針對這些問題進(jìn)行設(shè)計和改善，優(yōu)先處理無用能量消耗的問題，堅持功能為主、經(jīng)濟(jì)為輔的原則，利用先進(jìn)的技術(shù)來減少能源消耗，使礦山電氣設(shè)備的應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)合理。

3.3安全性原則

安全性是各個技術(shù)應(yīng)用中不可忽略的重要因素。電氣自動化中電氣線路之間應(yīng)當(dāng)注意保持一定的絕緣距離，注意在電氣線路的絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定性能和各個動穩(wěn)定性能方面保留一定的裕度。同時，還要注意設(shè)置性能可靠的防雷裝置，在一些具有特殊場合的電氣設(shè)計實踐中還應(yīng)注意引入防靜電和防浪涌技術(shù)和相應(yīng)防火措施等。

4 礦山電氣節(jié)能措施

4.1使用新型高效節(jié)能電動機(jī)

節(jié)能可進(jìn)一步推動社會長遠(yuǎn)發(fā)展，加大節(jié)能減排是推動社會進(jìn)步及保護(hù)環(huán)境的主要因素，在礦山開采過程中，主要的工作設(shè)備是電動機(jī)，在通常的工作過程中，礦山中會配備許多電動機(jī)確保生產(chǎn)需要，可是隨著電動機(jī)數(shù)量逐漸增多，電能的需求量也逐漸增加，在礦山電能損耗中，電動機(jī)的耗電量最大，因此對礦山企業(yè)中的電動機(jī)裝置進(jìn)行不斷創(chuàng)新可以進(jìn)一步促進(jìn)礦山企業(yè)節(jié)能減排工作不斷推進(jìn)。電動機(jī)功率因數(shù)的提高需要注意避免長期輕載現(xiàn)象。出于安全及未來擴(kuò)容的因素影響，技術(shù)人員在選擇電動機(jī)時可能加入較多的安全系數(shù)和備用系數(shù)，導(dǎo)致電動機(jī)功率選大于被驅(qū)動器械的功率，從而降低了電動機(jī)的工作效率。提高電動機(jī)工作效率的有效方法是將目前使用的低效電動機(jī)取締，由高效、節(jié)能的新型電動機(jī)所代替，合理運(yùn)用新型電動機(jī)可以使電動機(jī)的功率不斷提升，從而不斷提高礦山企業(yè)節(jié)能效率。通過社會實驗數(shù)據(jù)表明高效節(jié)能的電動機(jī)工作水平非常高，使用時間長，工作性能高，具有高效節(jié)能效果。同時，電動機(jī)的工作效率受人的行為影響較大，間隔待車的電動機(jī)空載時間累加之后也不容小覷。

4.2使用變頻調(diào)速節(jié)能裝置與軟啟動控制裝置

軟啟動器指的是一種同時具備軟啟動、輕載節(jié)能、軟停車以及多功能保護(hù)作用的電機(jī)控制設(shè)備。過去礦山企業(yè)在使用風(fēng)機(jī)與水泵時的啟動設(shè)備多為自耦降壓啟動或者三角形-星形啟動等直接硬啟動設(shè)備，這些硬啟動設(shè)備不僅需要消耗較大的能耗，同時還會導(dǎo)致其他設(shè)備出現(xiàn)功率損耗，讓電機(jī)無法滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，給電網(wǎng)帶來較大沖擊，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。所以，需要使用能夠進(jìn)行動態(tài)操作的變頻調(diào)速節(jié)能器，確保低頻大轉(zhuǎn)矩能夠在啟動和停止以及運(yùn)行過程中保持平穩(wěn)狀態(tài)，提高節(jié)能效果。此外，軟啟動器能夠?qū)﹄妱訖C(jī)的電壓實現(xiàn)控制，啟動過程當(dāng)中電壓也會隨之提升，繼而實現(xiàn)啟動電流的控制，讓整個過程都在平滑和無沖擊的狀態(tài)下完成啟動，它對設(shè)備、電網(wǎng)以及電機(jī)本身都不會帶來很大的沖擊。在礦山企業(yè)的生產(chǎn)過程中，軟啟動設(shè)備通常是用作啟動設(shè)施，當(dāng)電機(jī)完成啟動之后則以旁路運(yùn)行進(jìn)行運(yùn)作，當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載率比較低的時候，軟啟動器所輸出的電壓和電流都比較低，因而大大降低了電機(jī)所損耗的功率，提高用電設(shè)備安全運(yùn)行的保障率，減少礦山企業(yè)因為使用大容量的電動機(jī)而導(dǎo)致其在直接啟動時對電網(wǎng)帶來的沖擊影響。

4.3使用無功補(bǔ)償裝置設(shè)備

由于生產(chǎn)以及開采的需要，在礦山施工中會安裝許多的電機(jī)以及變壓器，這些設(shè)備的實際運(yùn)行中，一旦功率因數(shù)出現(xiàn)變化將會對設(shè)備功率也產(chǎn)生一定的影響。例如功率因數(shù)降低到一定程度時，就要求發(fā)電機(jī)啟動無功功率來實現(xiàn)平衡，無功功率的加大會直接影響有功功率，因此在設(shè)備的運(yùn)行時，有效的減少輸出無功功率能夠?qū)崿F(xiàn)平衡功率的效果，進(jìn)而保證電能可以得到良好利用。因此，將無功功率自動補(bǔ)償裝置進(jìn)行安裝可以有效降低損耗，在增加功率因數(shù)的前提下，實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)中電力輸送能力加大，提高電力的質(zhì)量。

4.4選擇合適的照明工具

礦山生產(chǎn)體系中大量使用照明工具，單位照明工具的能耗量并不起眼，但是大量照明工具的能耗累計同樣可觀，自然也成為金屬礦山電氣節(jié)能工作的重點。礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到照明工具節(jié)能的重要性，盡量選擇照明效果較高、能耗較低的照明工具。當(dāng)前金屬礦山生產(chǎn)體系中更多使用LED照明燈，該類照明燈具在使用壽命以及使用能耗方面的優(yōu)勢十分明顯，在配合完成必要生產(chǎn)任務(wù)的同時降低照明層面的能耗，礦山企業(yè)可以在辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)大量使用LED照明裝置。

5 結(jié)語

綜上所述，通過將針對礦山電氣設(shè)備各部分的節(jié)能技術(shù)，進(jìn)行集成化落實，能夠有效降低礦山電氣能耗水平。在此過程中，研究者借助各項技能技術(shù)，對礦山電氣設(shè)備的各主要耗能部分進(jìn)行了改造，并通過實踐應(yīng)用進(jìn)行了技術(shù)可行性驗證，發(fā)現(xiàn)集成化的節(jié)能技術(shù)，在改善礦山電氣能耗方面具有較高的可行性。

參考文獻(xiàn)

[1]焦繼先，尚再國，吳永誠，等.礦山系統(tǒng)提產(chǎn)節(jié)能綜合改造[J].中國水泥，2020（8）：103-107.

[2]郭巖.礦井供電系統(tǒng)的節(jié)能與優(yōu)化[J].當(dāng)代化工研究，2020（14）：86-87.

[3]羅英濤.關(guān)于電氣工程自動化信息技術(shù)及其節(jié)能設(shè)計探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（23）：88-89.

[4]朱亮亮.淺談礦山電氣節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用[J].世界有色金屬，2020（2）：221-222.