陳占文

(河北金牛能源股份有限公司邢臺礦，河北邢臺 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礦，河北邢臺 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)運行過程中節(jié)約電能、減少能源浪費的主要途徑。

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

選煤廠是機械化、自動化程度高的工業(yè)企業(yè)，同時也是高耗能的生產(chǎn)單位。我國選煤廠噸煤耗電量在5～12度之間，以一個年入洗原煤量5 Mt選煤廠為例，年電耗達2500～6000萬度，電費約為1000～2400萬元之間，巨額的電費支出，無疑是選煤廠生產(chǎn)成本的主要組成部分。

在國家大力提倡節(jié)能降耗的背景下，如何降低選煤廠的各種消耗勢在必行。通過改進生產(chǎn)工藝和提高工作效率，使選煤廠電氣設備合理運行，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)使用機械設備多，包括分選、分級、破碎、脫水、脫介、運輸機械等，單機效率和綜合效率還較低。

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

2)有的異步電動機采用直接起動方式，起動電流大，不僅會造成巨大的能量損耗，還會沖擊電網(wǎng)及拖動系統(tǒng)，甚至引發(fā)事故，對于頻繁起動的設備尤其如此。

3)某些設備在運行中帶有較大慣性，功率因數(shù)較低，從而使無功功率增大，動力消耗提高。

4)在整個生產(chǎn)過程中，物料量的波動會造成某些設備負載頻繁改變，導致單機能源利用效率降低。

此時，安裝一個能隨負載變化適時調(diào)整電機運行狀態(tài)的裝置，可以保證電機經(jīng)濟運行。負載輕時，降低電機定子電壓、電流，從而降低電機的銅損、鐵損，達到節(jié)能目的。反之，則提高電機定子電壓、電流，保證電機穩(wěn)定運行，做到電機輸入功率和電機負載輸出功率精確匹配。這樣，可以解決選煤企業(yè)拖動電機“大馬拉小車”、負載頻繁改變導致的電能利用效率低的問題，實現(xiàn)軟啟動，達到節(jié)能的目的。

5)風機、水泵等有的采用定速電動機拖動，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)用于選煤廠控制風機、水泵等異步電動機實現(xiàn)調(diào)速運行，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)工藝情況的變動和需要，供風量、壓力、流量等技術(shù)指標的調(diào)節(jié)采用變頻器驅(qū)動電機在生產(chǎn)工藝允許的條件下實現(xiàn)調(diào)速運行，減少生產(chǎn)設備的輸出功率，克服因采用風門、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，通過合理綜合、調(diào)整達到節(jié)能的目的。管理節(jié)能則是通過對系統(tǒng)的監(jiān)察、計量、維護等方法，改善和加強用電管理和考核工作，挖掘潛力，減少浪費，使系統(tǒng)保持經(jīng)濟運行。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)工藝和先進的設備

目前，選煤廠設備實現(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，兼顧整個選煤廠的節(jié)能，采用相應的節(jié)能措施，包括合理確定大容量設備的數(shù)量、選用高效率生產(chǎn)工藝和設備、改善對機械設備的利用，這樣可以大大節(jié)約用電量。在選煤廠運轉(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，提高選煤廠的經(jīng)濟效益。

1)設備選型時盡量選用節(jié)能產(chǎn)品，提高效率，減少電機功耗。

電動機在70% ～100%負荷率時效率最高。為保證電動機有較高的負荷率，最根本的是要根據(jù)負荷功率的大小，選擇合適的電動機容量。但是由于選擇電動機容量要考慮到生產(chǎn)的發(fā)展、電網(wǎng)電壓波動以及電動機容量級差，往往所選電動機容量不能完全與負荷功率一致，這會造成電動機負荷率低，即“大馬拉小車”。對于長期低負荷運行電動機，可考慮更換適當容量的電動機或改用△—Y接法或安裝節(jié)能器，以降低電動機的無功消耗。

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)部門對煉焦煤選煤廠中各個工藝作業(yè)所需的電能測定，按總需要量的百分數(shù)統(tǒng)計，比例分配如下:煤的分級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，在考慮整個選煤廠的節(jié)能降耗措施時，應著重注意這些工藝環(huán)節(jié)，改造落后的生產(chǎn)工藝和設備，簡化生產(chǎn)流程，使用性能可靠的設備。如原有跳汰→重介→浮選聯(lián)合流程，改造為全重介工藝，尤其是對本身無動能消耗的重介質(zhì)旋流器的應用，可有效降低電能消耗。再比如用于脫水的設備有壓濾機、加壓過濾機、真空過濾機、沉降過濾式離心脫水機等，由于這些不同設備工作原理、運轉(zhuǎn)特點不同，單位用電量也不同。根據(jù)現(xiàn)場與運轉(zhuǎn)測試表明，加壓過濾機電力消耗最大。因此，在設備選型和選擇選煤方法時，應兼顧工藝要求和電耗兩個方面。

另外，合理地進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，縮短帶式輸送機的長度，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，必須消除機械設備聯(lián)系系統(tǒng)中影響生產(chǎn)能力的各個薄弱環(huán)節(jié)，采用先進的工藝或改進現(xiàn)有工藝，以達到工藝系統(tǒng)的合理與優(yōu)化。

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

2.2 采用先進的操作方法和技術(shù)

1)采用電容補償裝置，降低無功損耗和變壓器的選型容量。

電力電容器補償有串聯(lián)補償和并聯(lián)補償兩種方法。串聯(lián)補償是把電容器串聯(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，主要適用于遠距離輸電線路，用電單位很少采用。并聯(lián)補償是把電容器并接到被補償設備的電路上，以提高功率因數(shù)，這種方法稱為并聯(lián)電容器補償，用電單位普遍采用這種補償方法。

2)通過在線監(jiān)測各電氣設備運行參數(shù)和負荷曲線，并按照經(jīng)濟運行的理論和計算，實時提供經(jīng)濟運行方案，為運行人員及時提供依據(jù)，調(diào)整變壓器運行方式，合理調(diào)整負荷分配，削峰填谷，使工廠的生產(chǎn)設備和供電設備都能工作在高效狀態(tài)，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。

3)采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)。

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

2.3 實現(xiàn)運行的科學性和管理的現(xiàn)代化

提高系統(tǒng)運行水平和設備的現(xiàn)代化管理是系統(tǒng)節(jié)能的另一個重要途徑，想使運行中設備充分發(fā)揮效能，達到最佳經(jīng)濟效果，就必須要有科學的管理來滿足設備的給定條件和運行設計條件。對電動機來說，電源電壓、電源頻率、環(huán)境條件和運行時的負載等都是影響電動機運行效率的重要因素。操作人員的作用就在于如何滿足這些條件，以及環(huán)境條件變化時如何及時調(diào)整使系統(tǒng)適應這種變化，來保持系統(tǒng)的最佳運行。如果由于某種因素(例如負載、工藝條件或者由于調(diào)節(jié)、控制、環(huán)境等)變化，又不及時采取措施，就會使運行點偏離最佳運行區(qū)，設備就不能充分發(fā)揮作用，效率就要降低，損耗就要增大。因此，盡管是高效設備，如果運行不當、管理不善，調(diào)度不周、控制不良，計量不準確，同樣會使設備遠離經(jīng)濟區(qū)運行。如長期的輕載或重載運行，電壓過高或過低，都會造成不必要損耗，甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，這就需要有一個很好的科學管理。

運行水平和管理水平是密切相關(guān)的，只有科學的管理才能充分發(fā)揮技術(shù)的效能，運行的科學性有賴于管理的現(xiàn)代化;管理的現(xiàn)代化就在于對系統(tǒng)確定目標，選擇有利方案，經(jīng)濟地運用現(xiàn)有能源、設備，使之有效地達到既定目標，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)品的平均先進水平作為電耗定額，并以此下達生產(chǎn)用電指標和考核依據(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企業(yè)管理、提高經(jīng)濟效益的基礎性工作。通過對選煤廠供電設備、配電線路、用電設備直至產(chǎn)品工藝等各方面進行全面調(diào)查和測試，摸清選煤廠電能使用情況、浪費原因、節(jié)電潛力，可以促進選煤廠合理有效地使用電能，達到節(jié)電目的。

3 結(jié)論

節(jié)能是一項全面的、復雜的工作，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備的運行狀況，并對主要設備進行耗能測試，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)能設備，革新改造現(xiàn)有設備，使選煤廠高效、低能、經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。

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

［2］ 馮宵.化工節(jié)能原理與技術(shù)［M］.北京:化學工業(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［J］. 煤礦機械，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，大學畢業(yè)，現(xiàn)任河北金牛能源股份有限公司邢臺礦選煤廠廠長，副總工程師。