我国煤炭行业高耗能机械装备运行状况及节能对策

摘要：煤炭是我国目前主要的消耗能源，在我国能源生产和消费结构中一直占2/3以上，但是煤炭行业平均能源利用率普遍较低，文章以潘三矿为例介绍了煤矿生产电耗情况及高耗能机械装备运行情况，分析了煤矿行业高耗能产生的原因，并提出了针对性措施。

关键词：潘三矿；高耗能；机械节能

中图分类号：TD907 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0088-02

1 概况

煤炭是我国目前主要的消耗能源，在我国能源生产和消费结构中一直占2/3以上，但是煤炭行业平均能源利用率普遍较低，且低于全国平均能源利用率，是我国九大能耗行业之一，煤炭行业节能减排已刻不容缓。

2 潘三矿生产电耗情况

潘三矿于1979年开工建设，1992年11月建成投产，年设计生产能力3.0Mt/a。2004年以来对矿井进行了技术改造。矿井生产能力得到了较大幅度提高，矿井生产能力2012年核定为5.0Mt/a。

2012年潘三矿矿井用电量14606.65万kWh，实际生产原煤481万t，吨煤实际综合电耗28.54kWh/t。其中采煤用电占5.8%；运输用电占7.2%；掘进用电占6.9%；提升用电占13.1%；排水用电占5.9%；通风用电占23%；压风用电占7%；选煤用电占8.6%；降温用电占1.3%；瓦斯抽放占7.9%；居民用电占4.2%；其他用电占9.1%。

3 潘三矿高能耗情况原因分析

3.1 装备选型不当，大马拉小车

系统装备选型过多考虑特殊工况情况下，在实际生产过程中，装备能力远远大于实际生产能力，造成装备高

耗能。

3.1.1 2007年潘三矿将原东风井风机更换为英国豪顿ANN-2960/1600N风机，电机功率2250kW，额定电流250A，但实际运行电流只有140A，电机负载率为56%。

3.1.2 2005年潘三矿东翼主运胶带机按1800t/h运量设计，但实际实际出煤量约300t/h，电机功率355kW，额定电流42A，但实际运行电流只有17A，电机负载率为40%。

3.1.3 2012年潘三矿回采的12528工作面装备MG400/940煤机、SZZ-800/1050刮板机、SZB-730/132转载机、SSJ1000/2×200kW皮带机，所有设备均按每天0.8万t产量配置，但实际每天出煤量仅为0.4万t，远没有发挥设备

效能。

3.2 装备技术落后，设备老化

我国煤炭机械行业经过几十年的发展，有了长足的进步。但是和国际先进水平相比，国产的综采、综掘、提升及运输等设备仍然有较大的差距，设备普遍存在体型大、功率大、传动效率低、密封效果差、易磨损现象，与发达国家比较设备能耗平均高10%以上。

煤炭行业机电设备老旧杂设备多，设备运行时间长，效率低、能耗高。据统计，全国煤矿约有40%的耗能设备属于落后淘汰设备。原国有重点煤矿主通风机、主排水泵的平均效率只有60%，系统运行效率低于55%，比国外先进水平相比约低15个百分点；工业锅炉平均热效率不到50%，比发达国家相比约低15个百分点。

3.3 系统运行调节不当，控制手段简单

煤炭企业在生产中，综采工作面及掘进工作面生产时间比较分散，生产不均衡，造成煤量无法控制，皮带系统空载或轻载时间较长。另外系统中各环节的运行状态比较单一，并不能根据煤量大小状况，改变系统运行状态（如系统速度、驱动电机投入数量等）。在生产调节方面控制方式比较简单、落后，多是根据系统状况进行人工控制，未实现信息化、自动化。

3.4 设备维护不到位，运行工况差

煤炭行业井下现场生产环境恶劣，导致机电设备运行达不到设计的理想工况条件，导致高能耗。在设备维护方面，设备不在完好状态运行或带病运转，造成能耗增加。如皮带机的涨紧过大或转动部位润滑不充分、连接部位不对正等，造成摩擦加大，增加能耗。

4 采取的节能措施

4.1 优化矿井设计，简化系统设置

4.1.1 合理优化系统出煤巷道，减少出煤皮带机数量，设计增加采区缓冲仓，充分发挥运输效能。每个工作面在掘进施工前就必须完善出煤系统，建立采区缓冲仓，掘进出煤全部进入缓冲仓，减少主运皮带开车时间。

4.1.2 合理选择机电装备，减少甚至杜绝“大马拉小车”现象。合理配置综采工作面及运输系统机电装备，对于长期负荷率低于50%的设备要进行及时进行更换小功率电机或减少驱动部，以减少能耗。

4.1.3 合理设计矿井供电方案，减少线路、变压器损耗。优化井下供电系统，采区变电所要建立在负荷中心地点，尽量缩短配电半径，对于供电距离较远的地点要使用移动变电站供电，减少低压供电距离，合理选择供电电缆截面，减少电网损耗。

4.2 推广应用节能新技术、新产品

4.2.1 推广应用高压无功功率集中补偿技术。对于煤矿企业地面高压供电系统必须装备集中补偿装置，有条件的企业可优先选用动态集中补偿装置。潘三矿地面工广变电所2008年安装一套动态无功功率动态补偿装置，供电出口功率因数由0.82提高到一直保持在0.95，有效降低了线路损耗。

4.2.2 推广应用低压无功功率就地补偿技术。低压就地补偿技术可以从源头上转化无功能量，减少大量的线路损耗能量，提高配变利用率，降低视在功率，并且具有单个设备、占位小、安装容易、节电效果显著的优点。

4.2.3 推广应用变频技术。随着变频技术的发展及大功率、高电压变频器产品的成熟，变频技术得到越来越广泛的应用。2010年以来，潘三矿陆续完成西翼第五部、第六部、第七部皮带机的变频改造，根据对皮带机改造前后的用电量统计，月用电量平均减少16%。

4.2.4 推广应用节能高效产品。近年来潘三矿井下逐步淘汰钠灯照明，采用防爆型日光灯及LED灯照明。机电装备上推广S11型及低损耗变压器、低能耗导线等节能型配电设备及附件，使用高效率的泵类设备，选用节能型通用风机产品等，均有效降低了产品能耗。

4.3 加大技术改造力度，淘汰落后工艺、装备

2004年以来，潘三矿对矿井进行了一系列的技术改造，淘汰了效率低下的落后设备。2005年将东风井GAF型风机，改造为英国豪顿ANN型风机；2008年对井下中央泵房进行了改造，将原来PJ型排水泵更换为MDS420/96×8水泵，水泵效率由60%提高到72%；2010年将井下三条采区主斜井绞车改为变频绞车，淘汰了落后的鼠笼电机+减速器+传动滚筒的驱动方式；2011年又陆续对井下司控器式12t电机车更换为IGBT控制电机车。

4.4 应用监测监控技术，实现系统自动控制

2012年潘三矿完成对井下中央泵房的自动化控制改造，实现了“调峰避荷”，在用电峰时可减少或停止排水，在用电谷时可加大排水量，提高峰谷用电量比，减少投入。

4.5 加强督促，提升现场管理水平

在煤矿的日常生产中，要平衡解决好安全与节能、生产与节能的关系，对于生产过程中存在的一些资源浪费的现象只要从管理方面入手，加以控制，就能收到巨大的节能效果。

4.5.1 加大井下运输系统开空车查处力度，在满足生产的情况下要合理选择皮带机驱动电机的数量，提高皮带机的负荷率。

4.5.2 加大对井下用风、用水地点的督察力度，对于掘进、巷修等单位使用的风动设备严禁跑、漏风，保证管路密封，减少管网泄露。对于用水场所，如防尘喷雾、设备水冷系统要实时控制，杜绝“长流水”现象。

4.5.3 合理安排井上、下抽采系统，“一通三防”部门要根据井下瓦斯治理情况，合理安排井下移动抽采泵抽采，以此来减少瓦斯泵的开机时间。

4.5.4 优化井下通风系统，减少通风阻力，对于通风断面小的巷道要及时安排巷修。

5 结语

潘三矿在节能降耗工作上开展了一些工作，也取得了一定的成绩，近三年来吨煤耗电指标分别为36.4kWh/t、30.7kWh/t、28.54kWh/t，呈逐年下降趋势，由此可见煤矿的节能空间是巨大的，在节电方面的一些措施是可以推广的，实现煤矿行业的节能目标是完全可能的。

作者简介：沈俊（1963—），男，安徽无为人，淮南矿业集团潘三矿机电副总工程师，研究方向：煤矿机电。