我國煤炭行業高耗能機械裝備運行狀況及節能對策

摘要：煤炭是我國目前主要的消耗能源，在我國能源生產和消費結構中一直占2/3以上，但是煤炭行業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電耗情況及高耗能機械裝備運行情況，分析了煤礦行業高耗能產生的原因，并提出了針對性措施。

關鍵詞：潘三礦；高耗能；機械節能

中圖分類號：TD907 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0088-02

1 概況

煤炭是我國目前主要的消耗能源，在我國能源生產和消費結構中一直占2/3以上，但是煤炭行業平均能源利用率普遍較低，且低于全國平均能源利用率，是我國九大能耗行業之一，煤炭行業節能減排已刻不容緩。

2 潘三礦生產電耗情況

潘三礦于1979年開工建設，1992年11月建成投產，年設計生產能力3.0Mt/a。2004年以來對礦井進行了技術改造。礦井生產能力得到了較大幅度提高，礦井生產能力2012年核定為5.0Mt/a。

2012年潘三礦礦井用電量14606.65萬kWh，實際生產原煤481萬t，噸煤實際綜合電耗28.54kWh/t。其中采煤用電占5.8%；運輸用電占7.2%；掘進用電占6.9%；提升用電占13.1%；排水用電占5.9%；通風用電占23%；壓風用電占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，大馬拉小車

系統裝備選型過多考慮特殊工況情況下，在實際生產過程中，裝備能力遠遠大于實際生產能力，造成裝備高

耗能。

3.1.1 2007年潘三礦將原東風井風機更換為英國豪頓ANN-2960/1600N風機，電機功率2250kW，額定電流250A，但實際運行電流只有140A，電機負載率為56%。

3.1.2 2005年潘三礦東翼主運膠帶機按1800t/h運量設計，但實際實際出煤量約300t/h，電機功率355kW，額定電流42A，但實際運行電流只有17A，電機負載率為40%。

3.1.3 2012年潘三礦回采的12528工作面裝備MG400/940煤機、SZZ-800/1050刮板機、SZB-730/132轉載機、SSJ1000/2×200kW皮帶機，所有設備均按每天0.8萬t產量配置，但實際每天出煤量僅為0.4萬t，遠沒有發揮設備

效能。

3.2 裝備技術落后，設備老化

我國煤炭機械行業經過幾十年的發展，有了長足的進步。但是和國際先進水平相比，國產的綜采、綜掘、提升及運輸等設備仍然有較大的差距，設備普遍存在體型大、功率大、傳動效率低、密封效果差、易磨損現象，與發達國家比較設備能耗平均高10%以上。

煤炭行業機電設備老舊雜設備多，設備運行時間長，效率低、能耗高。據統計，全國煤礦約有40%的耗能設備屬于落后淘汰設備。原國有重點煤礦主通風機、主排水泵的平均效率只有60%，系統運行效率低于55%，比國外先進水平相比約低15個百分點；工業鍋爐平均熱效率不到50%，比發達國家相比約低15個百分點。

3.3 系統運行調節不當，控制手段簡單

煤炭企業在生產中，綜采工作面及掘進工作面生產時間比較分散，生產不均衡，造成煤量無法控制，皮帶系統空載或輕載時間較長。另外系統中各環節的運行狀態比較單一，并不能根據煤量大小狀況，改變系統運行狀態（如系統速度、驅動電機投入數量等）。在生產調節方面控制方式比較簡單、落后，多是根據系統狀況進行人工控制，未實現信息化、自動化。

3.4 設備維護不到位，運行工況差

煤炭行業井下現場生產環境惡劣，導致機電設備運行達不到設計的理想工況條件，導致高能耗。在設備維護方面，設備不在完好狀態運行或帶病運轉，造成能耗增加。如皮帶機的漲緊過大或轉動部位潤滑不充分、連接部位不對正等，造成摩擦加大，增加能耗。

4 采取的節能措施

4.1 優化礦井設計，簡化系統設置

4.1.1 合理優化系統出煤巷道，減少出煤皮帶機數量，設計增加采區緩沖倉，充分發揮運輸效能。每個工作面在掘進施工前就必須完善出煤系統，建立采區緩沖倉，掘進出煤全部進入緩沖倉，減少主運皮帶開車時間。

4.1.2 合理選擇機電裝備，減少甚至杜絕“大馬拉小車”現象。合理配置綜采工作面及運輸系統機電裝備，對于長期負荷率低于50%的設備要進行及時進行更換小功率電機或減少驅動部，以減少能耗。

4.1.3 合理設計礦井供電方案，減少線路、變壓器損耗。優化井下供電系統，采區變電所要建立在負荷中心地點，盡量縮短配電半徑，對于供電距離較遠的地點要使用移動變電站供電，減少低壓供電距離，合理選擇供電電纜截面，減少電網損耗。

4.2 推廣應用節能新技術、新產品

4.2.1 推廣應用高壓無功功率集中補償技術。對于煤礦企業地面高壓供電系統必須裝備集中補償裝置，有條件的企業可優先選用動態集中補償裝置。潘三礦地面工廣變電所2008年安裝一套動態無功功率動態補償裝置，供電出口功率因數由0.82提高到一直保持在0.95，有效降低了線路損耗。

4.2.2 推廣應用低壓無功功率就地補償技術。低壓就地補償技術可以從源頭上轉化無功能量，減少大量的線路損耗能量，提高配變利用率，降低視在功率，并且具有單個設備、占位小、安裝容易、節電效果顯著的優點。

4.2.3 推廣應用變頻技術。隨著變頻技術的發展及大功率、高電壓變頻器產品的成熟，變頻技術得到越來越廣泛的應用。2010年以來，潘三礦陸續完成西翼第五部、第六部、第七部皮帶機的變頻改造，根據對皮帶機改造前后的用電量統計，月用電量平均減少16%。

4.2.4 推廣應用節能高效產品。近年來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。機電裝備上推廣S11型及低損耗變壓器、低能耗導線等節能型配電設備及附件，使用高效率的泵類設備，選用節能型通用風機產品等，均有效降低了產品能耗。

4.3 加大技術改造力度，淘汰落后工藝、裝備

2004年以來，潘三礦對礦井進行了一系列的技術改造，淘汰了效率低下的落后設備。2005年將東風井GAF型風機，改造為英國豪頓ANN型風機；2008年對井下中央泵房進行了改造，將原來PJ型排水泵更換為MDS420/96×8水泵，水泵效率由60%提高到72%；2010年將井下三條采區主斜井絞車改為變頻絞車，淘汰了落后的鼠籠電機+減速器+傳動滾筒的驅動方式；2011年又陸續對井下司控器式12t電機車更換為IGBT控制電機車。

4.4 應用監測監控技術，實現系統自動控制

2012年潘三礦完成對井下中央泵房的自動化控制改造，實現了“調峰避荷”，在用電峰時可減少或停止排水，在用電谷時可加大排水量，提高峰谷用電量比，減少投入。

4.5 加強督促，提升現場管理水平

在煤礦的日常生產中，要平衡解決好安全與節能、生產與節能的關系，對于生產過程中存在的一些資源浪費的現象只要從管理方面入手，加以控制，就能收到巨大的節能效果。

4.5.1 加大井下運輸系統開空車查處力度，在滿足生產的情況下要合理選擇皮帶機驅動電機的數量，提高皮帶機的負荷率。

4.5.2 加大對井下用風、用水地點的督察力度，對于掘進、巷修等單位使用的風動設備嚴禁跑、漏風，保證管路密封，減少管網泄露。對于用水場所，如防塵噴霧、設備水冷系統要實時控制，杜絕“長流水”現象。

4.5.3 合理安排井上、下抽采系統，“一通三防”部門要根據井下瓦斯治理情況，合理安排井下移動抽采泵抽采，以此來減少瓦斯泵的開機時間。

4.5.4 優化井下通風系統，減少通風阻力，對于通風斷面小的巷道要及時安排巷修。

5 結語

潘三礦在節能降耗工作上開展了一些工作，也取得了一定的成績，近三年來噸煤耗電指標分別為36.4kWh/t、30.7kWh/t、28.54kWh/t，呈逐年下降趨勢，由此可見煤礦的節能空間是巨大的，在節電方面的一些措施是可以推廣的，實現煤礦行業的節能目標是完全可能的。

作者簡介：沈?。?963—），男，安徽無為人，淮南礦業集團潘三礦機電副總工程師，研究方向：煤礦機電。