陳占文

(河北金牛能源股份有限公司邢臺(tái)礦，河北邢臺(tái) 054026)

選煤廠耗能現(xiàn)狀及有效的節(jié)能途徑①

陳占文②

(河北金牛能源股份有限公司邢臺(tái)礦，河北邢臺(tái) 054026)

選煤廠節(jié)能可以降低噸煤用電量和選煤生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，并具有良好的環(huán)境效益。本文分析了選煤企業(yè)的用能現(xiàn)狀，提出了選煤企業(yè)運(yùn)行過程中節(jié)約電能、減少能源浪費(fèi)的主要途徑。

選煤、技術(shù)節(jié)能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)節(jié)能、管理節(jié)能

選煤廠是機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的工業(yè)企業(yè)，同時(shí)也是高耗能的生產(chǎn)單位。我國(guó)選煤廠噸煤耗電量在5～12度之間，以一個(gè)年入洗原煤量5 Mt選煤廠為例，年電耗達(dá)2500～6000萬(wàn)度，電費(fèi)約為1000～2400萬(wàn)元之間，巨額的電費(fèi)支出，無(wú)疑是選煤廠生產(chǎn)成本的主要組成部分。

在國(guó)家大力提倡節(jié)能降耗的背景下，如何降低選煤廠的各種消耗勢(shì)在必行。通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝和提高工作效率，使選煤廠電氣設(shè)備合理運(yùn)行，節(jié)約電能消耗大有潛力可挖。

1 選煤廠節(jié)能現(xiàn)狀

選煤企業(yè)使用機(jī)械設(shè)備多，包括分選、分級(jí)、破碎、脫水、脫介、運(yùn)輸機(jī)械等，單機(jī)效率和綜合效率還較低。

1)拖動(dòng)電機(jī)存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)處于輕載運(yùn)行狀態(tài)，能源利用效率和功率因數(shù)都較低。

2)有的異步電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)方式，起動(dòng)電流大，不僅會(huì)造成巨大的能量損耗，還會(huì)沖擊電網(wǎng)及拖動(dòng)系統(tǒng)，甚至引發(fā)事故，對(duì)于頻繁起動(dòng)的設(shè)備尤其如此。

3)某些設(shè)備在運(yùn)行中帶有較大慣性，功率因數(shù)較低，從而使無(wú)功功率增大，動(dòng)力消耗提高。

4)在整個(gè)生產(chǎn)過程中，物料量的波動(dòng)會(huì)造成某些設(shè)備負(fù)載頻繁改變，導(dǎo)致單機(jī)能源利用效率降低。

此時(shí)，安裝一個(gè)能隨負(fù)載變化適時(shí)調(diào)整電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的裝置，可以保證電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。負(fù)載輕時(shí)，降低電機(jī)定子電壓、電流，從而降低電機(jī)的銅損、鐵損，達(dá)到節(jié)能目的。反之，則提高電機(jī)定子電壓、電流，保證電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，做到電機(jī)輸入功率和電機(jī)負(fù)載輸出功率精確匹配。這樣，可以解決選煤企業(yè)拖動(dòng)電機(jī)“大馬拉小車”、負(fù)載頻繁改變導(dǎo)致的電能利用效率低的問題，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，達(dá)到節(jié)能的目的。

5)風(fēng)機(jī)、水泵等有的采用定速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，通過閥門等節(jié)流裝置調(diào)節(jié)流量，造成大量的節(jié)流損耗。

變頻器技術(shù)用于選煤廠控制風(fēng)機(jī)、水泵等異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行，取得了較為顯著的節(jié)能效果。選煤生產(chǎn)過程中因生產(chǎn)工藝情況的變動(dòng)和需要，供風(fēng)量、壓力、流量等技術(shù)指標(biāo)的調(diào)節(jié)采用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)在生產(chǎn)工藝允許的條件下實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行，減少生產(chǎn)設(shè)備的輸出功率，克服因采用風(fēng)門、閥門調(diào)節(jié)所造成的功率損耗。

2 有效的節(jié)能途徑

節(jié)能途徑一般有技術(shù)節(jié)能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)節(jié)能和管理節(jié)能。所謂技術(shù)節(jié)能是指采用新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)挖掘系統(tǒng)潛力，提高系統(tǒng)效率。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)節(jié)能是指原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理，存在能量浪費(fèi)，通過合理綜合、調(diào)整達(dá)到節(jié)能的目的。管理節(jié)能則是通過對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)察、計(jì)量、維護(hù)等方法，改善和加強(qiáng)用電管理和考核工作，挖掘潛力，減少浪費(fèi)，使系統(tǒng)保持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在選煤廠，可以通過多種途徑減少生產(chǎn)過程中的電力消耗，減低噸煤洗選的用電量。

2.1 選用合理的生產(chǎn)工藝和先進(jìn)的設(shè)備

目前，選煤廠設(shè)備實(shí)現(xiàn)了大型化配備，可以充分滿足高效節(jié)能的要求。選煤廠選用的工藝流程必須先進(jìn)合理，分選效率高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活。在考慮工藝需要的同時(shí)，兼顧整個(gè)選煤廠的節(jié)能，采用相應(yīng)的節(jié)能措施，包括合理確定大容量設(shè)備的數(shù)量、選用高效率生產(chǎn)工藝和設(shè)備、改善對(duì)機(jī)械設(shè)備的利用，這樣可以大大節(jié)約用電量。在選煤廠運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要盡量提高精煤的回收率，降低精煤損失，減少煤炭資源的浪費(fèi)，提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1)設(shè)備選型時(shí)盡量選用節(jié)能產(chǎn)品，提高效率，減少電機(jī)功耗。

電動(dòng)機(jī)在70% ～100%負(fù)荷率時(shí)效率最高。為保證電動(dòng)機(jī)有較高的負(fù)荷率，最根本的是要根據(jù)負(fù)荷功率的大小，選擇合適的電動(dòng)機(jī)容量。但是由于選擇電動(dòng)機(jī)容量要考慮到生產(chǎn)的發(fā)展、電網(wǎng)電壓波動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)容量級(jí)差，往往所選電動(dòng)機(jī)容量不能完全與負(fù)荷功率一致，這會(huì)造成電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率低，即“大馬拉小車”。對(duì)于長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，可考慮更換適當(dāng)容量的電動(dòng)機(jī)或改用△—Y接法或安裝節(jié)能器，以降低電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗。

2)采用高效率、低消耗的生產(chǎn)新工藝替代低效率、高消耗的老工藝，降低產(chǎn)品電耗。

根據(jù)相關(guān)部門對(duì)煉焦煤選煤廠中各個(gè)工藝作業(yè)所需的電能測(cè)定，按總需要量的百分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)，比例分配如下:煤的分級(jí)5.1% ～6.1%，重力選煤11.6% ～13.6%，產(chǎn)品脫水13.0% ～15.5%，產(chǎn)品運(yùn)輸6.9% ～9.6%，浮游選煤17.4% ～23.0%，產(chǎn)品干燥11.5%～13.2%，煤泥水設(shè)備14.5%～18.4%，輔助車間6.9%，照明4.5% ～5.2%。其中，用電量最大的幾個(gè)基本工藝作業(yè)是重力選煤、浮選、脫水和干燥等。

因此，在考慮整個(gè)選煤廠的節(jié)能降耗措施時(shí)，應(yīng)著重注意這些工藝環(huán)節(jié)，改造落后的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，使用性能可靠的設(shè)備。如原有跳汰→重介→浮選聯(lián)合流程，改造為全重介工藝，尤其是對(duì)本身無(wú)動(dòng)能消耗的重介質(zhì)旋流器的應(yīng)用，可有效降低電能消耗。再比如用于脫水的設(shè)備有壓濾機(jī)、加壓過濾機(jī)、真空過濾機(jī)、沉降過濾式離心脫水機(jī)等，由于這些不同設(shè)備工作原理、運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)不同，單位用電量也不同。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)與運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試表明，加壓過濾機(jī)電力消耗最大。因此，在設(shè)備選型和選擇選煤方法時(shí)，應(yīng)兼顧工藝要求和電耗兩個(gè)方面。

另外，合理地進(jìn)行地面工藝總平面布置，盡量減少物料的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，降低廠房高度，縮短帶式輸送機(jī)的長(zhǎng)度，廠內(nèi)煤流、水流盡量選擇合適的角度、坡度，使其自流，以降低能耗。

總之，為提高選煤廠的生產(chǎn)效率，必須消除機(jī)械設(shè)備聯(lián)系系統(tǒng)中影響生產(chǎn)能力的各個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，采用先進(jìn)的工藝或改進(jìn)現(xiàn)有工藝，以達(dá)到工藝系統(tǒng)的合理與優(yōu)化。

3)根據(jù)用電點(diǎn)，將變壓器、配電室布置在接近負(fù)荷中心處，以降低電壓損失和線路損耗。

2.2 采用先進(jìn)的操作方法和技術(shù)

1)采用電容補(bǔ)償裝置，降低無(wú)功損耗和變壓器的選型容量。

電力電容器補(bǔ)償有串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償兩種方法。串聯(lián)補(bǔ)償是把電容器串聯(lián)在高壓輸電線路上，以改變輸電線路的參數(shù)、降低電壓損失、提高輸電能力、降低線路損耗，主要適用于遠(yuǎn)距離輸電線路，用電單位很少采用。并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器并接到被補(bǔ)償設(shè)備的電路上，以提高功率因數(shù)，這種方法稱為并聯(lián)電容器補(bǔ)償，用電單位普遍采用這種補(bǔ)償方法。

2)通過在線監(jiān)測(cè)各電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和負(fù)荷曲線，并按照經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的理論和計(jì)算，實(shí)時(shí)提供經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案，為運(yùn)行人員及時(shí)提供依據(jù)，調(diào)整變壓器運(yùn)行方式，合理調(diào)整負(fù)荷分配，削峰填谷，使工廠的生產(chǎn)設(shè)備和供電設(shè)備都能工作在高效狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3)采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)。

對(duì)用泵較多的選煤廠來(lái)說，由于其高耗低效，其效率只有60%左右，因此，針對(duì)泵類設(shè)備開展技術(shù)改造很有必要?？筛鶕?jù)不同工作要求和運(yùn)行狀況，采用變頻器進(jìn)行適時(shí)調(diào)控，既滿足工藝調(diào)控需要，又能根據(jù)需要調(diào)整電機(jī)軸輸出功率，起到節(jié)能的作用。

2.3 實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的科學(xué)性和管理的現(xiàn)代化

提高系統(tǒng)運(yùn)行水平和設(shè)備的現(xiàn)代化管理是系統(tǒng)節(jié)能的另一個(gè)重要途徑，想使運(yùn)行中設(shè)備充分發(fā)揮效能，達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效果，就必須要有科學(xué)的管理來(lái)滿足設(shè)備的給定條件和運(yùn)行設(shè)計(jì)條件。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說，電源電壓、電源頻率、環(huán)境條件和運(yùn)行時(shí)的負(fù)載等都是影響電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率的重要因素。操作人員的作用就在于如何滿足這些條件，以及環(huán)境條件變化時(shí)如何及時(shí)調(diào)整使系統(tǒng)適應(yīng)這種變化，來(lái)保持系統(tǒng)的最佳運(yùn)行。如果由于某種因素(例如負(fù)載、工藝條件或者由于調(diào)節(jié)、控制、環(huán)境等)變化，又不及時(shí)采取措施，就會(huì)使運(yùn)行點(diǎn)偏離最佳運(yùn)行區(qū)，設(shè)備就不能充分發(fā)揮作用，效率就要降低，損耗就要增大。因此，盡管是高效設(shè)備，如果運(yùn)行不當(dāng)、管理不善，調(diào)度不周、控制不良，計(jì)量不準(zhǔn)確，同樣會(huì)使設(shè)備遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行。如長(zhǎng)期的輕載或重載運(yùn)行，電壓過高或過低，都會(huì)造成不必要損耗，甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，這就需要有一個(gè)很好的科學(xué)管理。

運(yùn)行水平和管理水平是密切相關(guān)的，只有科學(xué)的管理才能充分發(fā)揮技術(shù)的效能，運(yùn)行的科學(xué)性有賴于管理的現(xiàn)代化;管理的現(xiàn)代化就在于對(duì)系統(tǒng)確定目標(biāo)，選擇有利方案，經(jīng)濟(jì)地運(yùn)用現(xiàn)有能源、設(shè)備，使之有效地達(dá)到既定目標(biāo)，這就需要有現(xiàn)代化的管理技術(shù)和管理方法，包括以下幾個(gè)方面:

1)制定合理的單位產(chǎn)品電耗定額?？梢匝赜脷v史較好水平或選煤行業(yè)同類產(chǎn)品的平均先進(jìn)水平作為電耗定額，并以此下達(dá)生產(chǎn)用電指標(biāo)和考核依據(jù)，以消除生產(chǎn)用電的盲目性。

2)健全單位產(chǎn)品電耗定額的分析和考核制度。這是產(chǎn)品電耗定額管理考核工作的主要環(huán)節(jié)。

3)嚴(yán)格執(zhí)行產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的原材料管理、工藝操作等規(guī)章制度。

4)積極開展選煤廠電能平衡工作。

選煤廠電能平衡是加強(qiáng)企業(yè)管理、提高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)性工作。通過對(duì)選煤廠供電設(shè)備、配電線路、用電設(shè)備直至產(chǎn)品工藝等各方面進(jìn)行全面調(diào)查和測(cè)試，摸清選煤廠電能使用情況、浪費(fèi)原因、節(jié)電潛力，可以促進(jìn)選煤廠合理有效地使用電能，達(dá)到節(jié)電目的。

3 結(jié)論

節(jié)能是一項(xiàng)全面的、復(fù)雜的工作，單從某一方面考慮很難取得良好的效果，要系統(tǒng)地全面分析選煤廠工藝流程及其各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，并對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行耗能測(cè)試，找出各種主要能耗源，采用節(jié)能管理方法、使用新工藝，采用新型節(jié)能設(shè)備，革新改造現(xiàn)有設(shè)備，使選煤廠高效、低能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。

［1］ 尹洪超.企業(yè)能源審計(jì)與節(jié)能技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2006

［2］ 馮宵.化工節(jié)能原理與技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004

［3］ 李崇詳.節(jié)能原理與技術(shù)［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，2004

［4］ 高建忠.變頻調(diào)速技術(shù)在賀西礦選煤廠渣漿泵中的應(yīng)用［J］.選煤技術(shù)，2008，(4):111-113

［5］ 陳宇.選煤廠節(jié)能技術(shù)的改造實(shí)踐及效果［J］. 選煤技術(shù)，2001，(4):34-36

［6］ 商永德，姜華，賈洪福.變頻調(diào)速系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)［J］. 煤礦機(jī)械，2004，(8):113-114

The energy consumption and effective energy saving measures in coal preparation plant

CHEN Zhanwen

(Hebei Jinniu Energy Xingtai Mining Co.Ltd.，Xingtai Hebei054026)

Energy saving in coal preparation plant may reduce power consumption and coal production costs，improve the economic efficiency of enterprises and have the good environmental benefits.This paper analyzed the present situation of energy consumption in coal preparation enterprises，put forward the main ways of saving electrical energy in the operation process and reducing energy waste in coal preparation enterprises.

coal preparation;technological energy saving;system structure energy saving;management energy saving

TD94

A

1672-7169(2012)01-0044-03

2012-01-03

陳占文(1964-)，男，河北滄州人，大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)任河北金牛能源股份有限公司邢臺(tái)礦選煤廠廠長(zhǎng)，副總工程師。