我國(guó)煤炭行業(yè)高耗能機(jī)械裝備運(yùn)行狀況及節(jié)能對(duì)策

摘要：煤炭是我國(guó)目前主要的消耗能源，在我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)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(jī)械裝備運(yùn)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(duì)性措施。

關(guān)鍵詞：潘三礦；高耗能；機(jī)械節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TD907 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）20-0088-02

1 概況

煤炭是我國(guó)目前主要的消耗能源，在我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)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(guó)平均能源利用率，是我國(guó)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(kāi)工建設(shè)，1992年11月建成投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.0Mt/a。2004年以來(lái)對(duì)礦井進(jìn)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(wàn)kWh，實(shí)際生產(chǎn)原煤481萬(wàn)t，噸煤實(shí)際綜合電耗28.54kWh/t。其中采煤用電占5.8%；運(yùn)輸用電占7.2%；掘進(jìn)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(chē)

系統(tǒng)裝備選型過(guò)多考慮特殊工況情況下，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，裝備能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)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(jī)更換為英國(guó)豪頓ANN-2960/1600N風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率2250kW，額定電流250A，但實(shí)際運(yùn)行電流只有140A，電機(jī)負(fù)載率為56%。

3.1.2 2005年潘三礦東翼主運(yùn)膠帶機(jī)按1800t/h運(yùn)量設(shè)計(jì)，但實(shí)際實(shí)際出煤量約300t/h，電機(jī)功率355kW，額定電流42A，但實(shí)際運(yùn)行電流只有17A，電機(jī)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(jī)、SZZ-800/1050刮板機(jī)、SZB-730/132轉(zhuǎn)載機(jī)、SSJ1000/2×200kW皮帶機(jī)，所有設(shè)備均按每天0.8萬(wàn)t產(chǎn)量配置，但實(shí)際每天出煤量?jī)H為0.4萬(wàn)t，遠(yuǎn)沒(méi)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(guó)煤炭機(jī)械行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是和國(guó)際先進(jìn)水平相比，國(guó)產(chǎn)的綜采、綜掘、提升及運(yùn)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(dòng)效率低、密封效果差、易磨損現(xiàn)象，與發(fā)達(dá)國(guó)家比較設(shè)備能耗平均高10%以上。

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

3.3 系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)不當(dāng)，控制手段簡(jiǎn)單

煤炭企業(yè)在生產(chǎn)中，綜采工作面及掘進(jìn)工作面生產(chǎn)時(shí)間比較分散，生產(chǎn)不均衡，造成煤量無(wú)法控制，皮帶系統(tǒng)空載或輕載時(shí)間較長(zhǎng)。另外系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)（如系統(tǒng)速度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)投入數(shù)量等）。在生產(chǎn)調(diào)節(jié)方面控制方式比較簡(jiǎn)單、落后，多是根據(jù)系統(tǒng)狀況進(jìn)行人工控制，未實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化。

3.4 設(shè)備維護(hù)不到位，運(yùn)行工況差

煤炭行業(yè)井下現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境惡劣，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備運(yùn)行達(dá)不到設(shè)計(jì)的理想工況條件，導(dǎo)致高能耗。在設(shè)備維護(hù)方面，設(shè)備不在完好狀態(tài)運(yùn)行或帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，造成能耗增加。如皮帶機(jī)的漲緊過(guò)大或轉(zhuǎn)動(dòng)部位潤(rùn)滑不充分、連接部位不對(duì)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(jì)，簡(jiǎn)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(jī)數(shù)量，設(shè)計(jì)增加采區(qū)緩沖倉(cāng)，充分發(fā)揮運(yùn)輸效能。每個(gè)工作面在掘進(jìn)施工前就必須完善出煤系統(tǒng)，建立采區(qū)緩沖倉(cāng)，掘進(jìn)出煤全部進(jìn)入緩沖倉(cāng)，減少主運(yùn)皮帶開(kāi)車(chē)時(shí)間。

4.1.2 合理選擇機(jī)電裝備，減少甚至杜絕“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象。合理配置綜采工作面及運(yùn)輸系統(tǒng)機(jī)電裝備，對(duì)于長(zhǎng)期負(fù)荷率低于50%的設(shè)備要進(jìn)行及時(shí)進(jìn)行更換小功率電機(jī)或減少驅(qū)動(dòng)部，以減少能耗。

4.1.3 合理設(shè)計(jì)礦井供電方案，減少線(xiàn)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(diǎn)，盡量縮短配電半徑，對(duì)于供電距離較遠(yuǎn)的地點(diǎn)要使用移動(dòng)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(wú)功功率集中補(bǔ)償技術(shù)。對(duì)于煤礦企業(yè)地面高壓供電系統(tǒng)必須裝備集中補(bǔ)償裝置，有條件的企業(yè)可優(yōu)先選用動(dòng)態(tài)集中補(bǔ)償裝置。潘三礦地面工廣變電所2008年安裝一套動(dòng)態(tài)無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)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(xiàn)路損耗。

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

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(lái)越廣泛的應(yīng)用。2010年以來(lái)，潘三礦陸續(xù)完成西翼第五部、第六部、第七部皮帶機(jī)的變頻改造，根據(jù)對(duì)皮帶機(jī)改造前后的用電量統(tǒng)計(jì)，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(lái)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(jī)電裝備上推廣S11型及低損耗變壓器、低能耗導(dǎo)線(xiàn)等節(jié)能型配電設(shè)備及附件，使用高效率的泵類(lèi)設(shè)備，選用節(jié)能型通用風(fēng)機(jī)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(lái)，潘三礦對(duì)礦井進(jìn)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(jī)，改造為英國(guó)豪頓ANN型風(fēng)機(jī)；2008年對(duì)井下中央泵房進(jìn)行了改造，將原來(lái)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(chē)改為變頻絞車(chē)，淘汰了落后的鼠籠電機(jī)+減速器+傳動(dòng)滾筒的驅(qū)動(dòng)方式；2011年又陸續(xù)對(duì)井下司控器式12t電機(jī)車(chē)更換為IGBT控制電機(jī)車(chē)。

4.4 應(yīng)用監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制

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

4.5 加強(qiáng)督促，提升現(xiàn)場(chǎng)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(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中存在的一些資源浪費(fèi)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(yùn)輸系統(tǒng)開(kāi)空車(chē)查處力度，在滿(mǎn)足生產(chǎn)的情況下要合理選擇皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量，提高皮帶機(jī)的負(fù)荷率。

4.5.2 加大對(duì)井下用風(fēng)、用水地點(diǎn)的督察力度，對(duì)于掘進(jìn)、巷修等單位使用的風(fēng)動(dòng)設(shè)備嚴(yán)禁跑、漏風(fēng)，保證管路密封，減少管網(wǎng)泄露。對(duì)于用水場(chǎng)所，如防塵噴霧、設(shè)備水冷系統(tǒng)要實(shí)時(shí)控制，杜絕“長(zhǎng)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(mén)要根據(jù)井下瓦斯治理情況，合理安排井下移動(dòng)抽采泵抽采，以此來(lái)減少瓦斯泵的開(kāi)機(jī)時(shí)間。

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

5 結(jié)語(yǔ)

潘三礦在節(jié)能降耗工作上開(kāi)展了一些工作，也取得了一定的成績(jī)，近三年來(lái)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(shì)，由此可見(jiàn)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(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)的節(jié)能目標(biāo)是完全可能的。

作者簡(jiǎn)介：沈俊（1963—），男，安徽無(wú)為人，淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三礦機(jī)電副總工程師，研究方向：煤礦機(jī)電。