蒲河煤矿主要设备能耗调研分析的模型构建

　我国既是一个耗能大国，又是一个能源相对短缺的大国，随着国民经济的蓬勃发展，我国能源短缺日益突出。节能减排是党中央、国务院从全面实现建设小康社会宏伟目标，加速构建社会主义和谐社会的高度提出的重要战略任务。加强节能减排工作，事关发展全局，事关全社会人民群众根本利益。是从我国基本国情出发，立足当前，着眼长远，全面落实科学发展观。加快推动经济增长方式转变，实现全面建设小康社会和可持续发展做出的重大战略决策。而作为我们煤炭行业这种能源生产与消耗的大户，更应当肩负起节能减排的重任。煤矿电气机械设备较多，设备功率较大，是消耗能源的大户，对其进行研究意义重大。下面对沈阳煤业（集团）公司蒲河煤矿的主要设备的能耗及节能措施进行分析和研究。
　　一、主要设备能耗状况
　　（一）提升设备
　　主斜井辅助提升设备选用JK-3.5×2.2/31.5单滚筒缠绕式提升机1台，电动机选用Y系列鼠笼型变频电机1台，电机功率315kW，490r/min，6kV。减速器采用高效率的行星轮减速器，传动效率大于92%。供电系统为变频控制系统，运行效率高，电耗低，谐波小，系统可靠性高。副立井选用2BM-3000/1500-11.5双滚筒缠绕式提升机1台，电动机选用Y系列鼠笼型变频电机1台，电机功率425kW，490r/min。减速器采用高效率的行星轮减速器，传动效率大于92%。供电系统为运行效率高，电耗低，谐波小，系统可靠性高。
　　（二）通风设备
　　矿井通风机是矿井主要耗能设备，它的运行特点是长年不断连续运行，电能消耗在矿井电耗中占的比重很大，因此风机设计选型时主要考察效率较高、高效区较宽的产品。矿井通风机通过方案比较，选用BD-Ⅱ-8-№-23/型矿用节能型轴流式通风机，主通风机的运行效率初期为78%，后期为78%，为使风机在不同时期都运行在高效区，根据后期参数的需要所选机型规格在前期仅通过叶片角度的调节其工况点效率较低，采用变频器调速，配合叶片角度的调节，能取得最佳调节效果，可更有效地节省能量消耗。
　　矿井通风机在矿井通风容易时期通风年电耗为286×104kW.h/a；在矿井通风困难时期通风年电耗为315×104kW.h/a。通风设备平均电耗为，低于煤炭工业节能减排单耗指标之规定，符合节能要求。通风机扩散器采用合理的扩散角，减小动压损失；通风机进风风道断面发生变化处设计缓变段，尽可能避免其角度和截面大小急剧变化。风道拐弯处应呈流线型，最大限度减小通风装置各种阻力损失。
　　（三）排水设备
　　井下主排水设备选用D155-67×7型矿用耐磨泵三台，每台水泵选配矿用隔爆型电动机一台，功率315kW，电压10kV，转速1480r/min，效率95.0%。排水管路选用Φ159×6无缝钢管，沿副立井井筒敷设。矿井采用3台水泵2趟管路排水系统，在主排水泵房内安装D155-67×7型矿用耐磨离心式多级水泵，正常涌水量时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时2台同时工作。根据矿井涌水量、排水距离及排水高度等条件，合理确定矿井主排水系统，使所选用水泵与主排水管路达到最佳匹配。
　　主排水设备选用高效水泵，以保证水泵运行工况点均在高效区。排水管路运行初期水泵效率76%，年排水电耗84×104kW·h/a，排水管路淤积后水泵效率73.0%，年排水电耗88×104kW·h/a。主排水系统计算平均吨水百米排水电耗0.46kW.h/thm，小于煤炭工业节能减排单耗指标0.5kW.h/thm之规定，符合节能要求。为减少吸水管路阻力损失，进一步改善水泵工况，节省电耗，水泵选用射流泵，采用无底阀排水系统。合理布置主排水管路，尽量减少管路长度，不采用急骤弯曲和突然变径管件，最大限度减小主排水管路各种阻力损失。
　　（四）矿井压缩空气设备
　　矿井在地面和井下均需要压缩空气。在工业场地集中建一座压风机站，内设现有空气压缩机，3台工作，1台备用。所选的空气压缩机性能先进，具有较高的运行性能指标，容积效率较高，能耗比低，噪音小，属于节能型空气压缩机；压缩空气输送管路选用无缝钢管，管路阻力损失小；风动机械设备效率高，耗电量较小，利于节省电耗。采用水冷式能耗小，效率高。
　　二、矿井主要设备节能措施
　　（一）提升运输设备
　　1.井下带式输送机运输系统主要由西翼主运大巷带式输送机、北翼主运大巷带式输送机组成。根据采煤工艺和工作面的装备情况，带式输送机在运量确定的情况下，选择合适的带宽和带速尤为重要，也是衡量效率的重要参数。带速取值不仅在理论上合理可行还必须与国内制造、安装、维护水平及通风安全要求相适应，而在运量和带宽确定的情况下，提高带速势必增加电机使用功率，增大电量的损耗，使设备的效率降低。因此在满足使用场所运输要求和输送带带强选型合理的前提下，尽可能选择较低带速。
　　2.带式输送机所选胶带均在满足要求的情况下为质量最小的输送带，因此可使带式输送机运行阻力降至最小，电力损耗最少。
　　3.生产系统设备的台数和功率的确定原则：在满足生产需要的前提下尽量减少设备台数和功率负荷。
　　4.井上、下运输设备，均采用联动闭锁的方式加以控制。设备按要求顺次起动，节约能源。
　　5.用电设备采取电气控制系统，不工作时，及时停机以节约能源。
　　6.矿井修理车间主要设备配备台数，按《煤炭工业矿井设计规范》和矿山的实际需要，考虑既能满足需要又能发挥设备的最大功能，利用矿区的检修、维修能力等因素，设置相应的检修和维护设备。
　（二）辅助提升系统节能
　　1.选用合理的辅助提升设备，减速器采用高效率的行星轮减速器，传动效率大于92%。
　　2.供电系统采用变频控制系统，运行效率高，电耗低，谐波小，系统可靠性高。
　　3.提升系统采用经济合理的运行速度，合理分配每次提升物料重量。
　　（三）通风设备
　　1.为使风机在不同时期都运行在高效区，根据后期参数的需要在前期仅通过叶片角度的调节其工况点效率较低，采用变频器调速，配合叶片角度的调节，能取得最佳调节效果，可更有效地节省能量消耗。
　　2.通风机扩散器采用合理的扩散角，减小动压损失。
　　3.通风机进风风道断面发生变化处设计缓变段，尽可能避免其角度和截 面大小急剧变化。
　　4.风道拐弯处应呈流线型，最大限度减小通风装置各种阻力损失。
　　（四）排水设备
　　1.采用无底阀排水，工作时没有底阀造成的无谓的阻力损失，降低了排水能耗。
　　2.选择的水泵效率高，由于新排水管工况点放在效率曲线最高点右侧，当管路有附着物淤积，管路特性左移，也能保证水泵高效运行。
　　3.采用耐磨性好水泵，长时间运行机械磨损小，机械效率降低不显著，保证水泵高效运行。
　　4.水泵与排水管采用“一对一”布置，即一台水泵对一趟排水管，避免了并联排水单台水泵流量小造成的流量损失，充分利用了电力资源。
　　5.条件许可情况下，应尽可能在夜间排水，有效利用电力的谷值电价，降低运行费用。
　　6.主排水管路定期除垢清洗，主水仓每年至少清挖两次，以保证系统有效高效运行。
　　（五）空气压缩设备
　　1.采用螺杆式压缩机，螺杆式压缩机与活塞式压缩机相比，由于结构不同，螺杆压缩机除使用寿命长外，这种机型效率较高、比功率较小。
　　2.装备载荷器，实行伺服式自动气量调节，节能效果显著，空载运行时能耗减少60%以上。
　　三、结语
　　对矿山机电设备进行能耗分析，采用合理的节能措施，能有效降低能耗，使生产成本明显下降，经济稳步提升，实现矿山企业健康协调发展。
　　参考文献：
　　任慧.矿山节电管理[J].节能，1999（7）.
　　（作者单位：辽宁经济职业技术学院）