煤礦企業節能降排及低碳發展分析

山西西山煤電股份有限公司 馬蘭礦 董紅艷

煤礦企業節能降排及低碳發展分析

山西西山煤電股份有限公司 馬蘭礦 董紅艷

低碳經濟的實質是高效利用能源、開發清潔能源，追求綠色GDP，其核心是對能源技術和減排技術的創新。煤礦企業歷來被認為是高污染、高排放的勞動力密集型企業，市場競爭的日趨激烈以及裝備科技水平的不斷提高，使煤礦企業的節能減排、低碳發展不僅成為可能。

一、節約用電，發展低碳經濟

1.采用無功補償技術，提高電網功率因數。以一個設計能力為400萬t/年的礦井為例，每天的平均負荷為18 000 kW，功率因數0.85。如果采取無功補償技術，將其功率因數提高到0.9，將節約電功率1 636 kW，年節約電能1 177.92萬 kW·h。

2.采用變頻技術，減少電能消耗。煤礦中有許多設備可以采用變頻技術。采用變頻技術不僅可以極大地改善設備的運行工況，而且會取得較為明顯的節電效果，特別是對于井下的局部通風機，如果采用變頻技術，可以根據工作面的瓦斯濃度自動調節風機風量，避免“一風吹”，進而減少電能消耗。

3.采取有效措施，降低礦井通風阻力。若礦井通風阻力過大，在同等風量的條件下，不僅需要加大礦井通風機的功率，而且還會造成局部地段風速超限，在全負壓通風的采煤工作面還會造成瓦斯涌出異常。

4.不同的采煤工作面，煤質的硬度也是不同的，這就要求相關作業人員根據不同的情況，確定合理的截深和牽引速度，使采煤機、運輸機運行在經濟負載范圍內。同時，要堅決杜絕空開設備現象和重載啟動設備現象，將節能降耗貫徹到生產的每個環節。

5.注重諧波治理，減少電能浪費。諧波的危害十分嚴重，能使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，電氣設備過熱、產生振動和噪聲，使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。目前常用的諧波治理的方法有三種，無源濾波、有源濾波、無功補償。

6.在確?？煽啃缘那疤嵯?，盡量使用同步電動機。通過調節轉子電流，同步電動機可產生超前的無功功率，可在一定程度上減少電網無功損耗。

二、科學處理煤礦生產副產品

在煤礦行業，瓦斯和矸石是必不可少的副產品。

1.合理利用瓦斯。近年來，瓦斯治理已經成為煤礦企業的頭等大事。治理瓦斯的根本辦法是抽放，并將抽出的瓦斯加以利用。目前，對瓦斯的利用主要有瓦斯發電、民用燃料、汽車燃料等形式，其中，瓦斯發電和民用燃料是目前較為通行的利用形式。在煤礦生產過程中，通風是必不可少的，因此，會有大量的瓦斯通過通風系統排入空氣中，盡管這部分瓦斯濃度極低，但數量巨大。據有關統計數據，在一個高瓦斯礦井，每百萬噸原煤會排出1000萬～2000萬m3純甲烷。

2.正確處理煤矸石。煤矸石是煤炭生產過程中的另一個副產品。目前我國規模較大的煤矸石山有1 600多座，累計堆存煤矸石45億t以上，占地面積約1.5萬公頃，并隨著煤炭工業的發展以每年1.5億～2.0 億t的速度增加。堆積的煤矸石不僅占用了大量土地，而且經長期的風吹雨淋后很容易發生自燃，排放出二氧化硫、氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體；還會發生風化、分解和溶濾等作用，釋放出大量的微量有害元素，對大氣、土壤造成嚴重污染；有可能引起矸石山周圍的地下水污染，嚴重威脅礦區居民的身體健康。此外，煤矸石堆多具有坡度陡、結構松散等特點，若在丘陵地區的將煤矸石沿山坡隨意堆放，會造成很大的崩塌、滑坡和泥石流隱患。

目前，煤矸石在化工中的應用主要體現在制取鋁系產品、制取硅系產品、制備硅鋁炭黑、制備復合型鐵系高分子絮凝劑、制備鈦白粉、制備微晶玻璃、制備分子篩、生產硫酸銨等方面。

三、利用清潔能源，減輕對電能的依存

每個礦區有很多路燈，有的礦區還有為數不少的景觀燈。若使用太陽能電池設備，在陽光充足的情況下照射一天，其蓄積的電能夠供路燈使用上四到五天。以馬蘭礦為例，全礦區共有路燈102盞，平均每盞燈的功率為80 W，總計8.16 kW，平均每天亮燈5.4 h，每年耗電8.16×5.4×365=1.6（萬 kW·h）。若再加上地面工業場所、辦公場所用電，總用電量將更加可觀。太陽能設備也有其缺點，其中之一就是一次投入較大，使用成本高，但隨著社會對太陽能需求量的增加和科技的進步，其價格正將逐年下降。太陽能設備的另一個缺點是可靠性不高，易受陰雨天氣的影響。對此，只需設計一個簡單的網、電切換電路，其可靠性不高的問題將得到有效的解決。

對開采深度較大的煤礦，還可以利用地熱來解決冬季采暖問題。空氣源熱能泵是一種嶄新的熱水加熱技術，它能以非常低的能耗將水迅速加熱。其優點是能取消鍋爐，消除壓力容器的潛在危險；不用采購、運輸、儲藏燃煤；省去了燃油、燃氣供應管道；省去了煙囪，不排放煙塵、有害氣體、溫室氣體；化解了火警及爆炸危險；能使機房面積縮小20% ～ 60%；可取消專業職守人員；可作為干燥空氣設備使用，并額外產生熱水。目前，該項技術已在住宅建設中得到了廣泛采用。

四、結論

隨著世界能源危機的蔓延，能源價格日益昂給，能耗在煤礦企業生產成本中的比重將越來越大。搶先一步，積極采取有效措施，節能減排、低碳發展將不僅僅是企業發展的需要，更是企業生存的需要。

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