煤矿企业节能降排及低碳发展分析

2012-04-12山西西山煤电股份有限公司马兰矿董红艳

河南科技 2012年6期

山西西山煤电股份有限公司马兰矿董红艳

煤矿企业节能降排及低碳发展分析

山西西山煤电股份有限公司马兰矿董红艳

低碳经济的实质是高效利用能源、开发清洁能源，追求绿色GDP，其核心是对能源技术和减排技术的创新。煤矿企业历来被认为是高污染、高排放的劳动力密集型企业，市场竞争的日趋激烈以及装备科技水平的不断提高，使煤矿企业的节能减排、低碳发展不仅成为可能。

一、节约用电，发展低碳经济

1.采用无功补偿技术，提高电网功率因数。以一个设计能力为400万t/年的矿井为例，每天的平均负荷为18 000 kW，功率因数0.85。如果采取无功补偿技术，将其功率因数提高到0.9，将节约电功率1 636 kW，年节约电能1 177.92万 kW·h。

2.采用变频技术，减少电能消耗。煤矿中有许多设备可以采用变频技术。采用变频技术不仅可以极大地改善设备的运行工况，而且会取得较为明显的节电效果，特别是对于井下的局部通风机，如果采用变频技术，可以根据工作面的瓦斯浓度自动调节风机风量，避免“一风吹”，进而减少电能消耗。

3.采取有效措施，降低矿井通风阻力。若矿井通风阻力过大，在同等风量的条件下，不仅需要加大矿井通风机的功率，而且还会造成局部地段风速超限，在全负压通风的采煤工作面还会造成瓦斯涌出异常。

4.不同的采煤工作面，煤质的硬度也是不同的，这就要求相关作业人员根据不同的情况，确定合理的截深和牵引速度，使采煤机、运输机运行在经济负载范围内。同时，要坚决杜绝空开设备现象和重载启动设备现象，将节能降耗贯彻到生产的每个环节。

5.注重谐波治理，减少电能浪费。谐波的危害十分严重，能使电能的生产、传输和利用的效率降低，电气设备过热、产生振动和噪声，使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。目前常用的谐波治理的方法有三种，无源滤波、有源滤波、无功补偿。

6.在确保可靠性的前提下，尽量使用同步电动机。通过调节转子电流，同步电动机可产生超前的无功功率，可在一定程度上减少电网无功损耗。

二、科学处理煤矿生产副产品

在煤矿行业，瓦斯和矸石是必不可少的副产品。

1.合理利用瓦斯。近年来，瓦斯治理已经成为煤矿企业的头等大事。治理瓦斯的根本办法是抽放，并将抽出的瓦斯加以利用。目前，对瓦斯的利用主要有瓦斯发电、民用燃料、汽车燃料等形式，其中，瓦斯发电和民用燃料是目前较为通行的利用形式。在煤矿生产过程中，通风是必不可少的，因此，会有大量的瓦斯通过通风系统排入空气中，尽管这部分瓦斯浓度极低，但数量巨大。据有关统计数据，在一个高瓦斯矿井，每百万吨原煤会排出1000万～2000万m3纯甲烷。

2.正确处理煤矸石。煤矸石是煤炭生产过程中的另一个副产品。目前我国规模较大的煤矸石山有1 600多座，累计堆存煤矸石45亿t以上，占地面积约1.5万公顷，并随着煤炭工业的发展以每年1.5亿～2.0 亿t的速度增加。堆积的煤矸石不仅占用了大量土地，而且经长期的风吹雨淋后很容易发生自燃，排放出二氧化硫、氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体；还会发生风化、分解和溶滤等作用，释放出大量的微量有害元素，对大气、土壤造成严重污染；有可能引起矸石山周围的地下水污染，严重威胁矿区居民的身体健康。此外，煤矸石堆多具有坡度陡、结构松散等特点，若在丘陵地区的将煤矸石沿山坡随意堆放，会造成很大的崩塌、滑坡和泥石流隐患。

目前，煤矸石在化工中的应用主要体现在制取铝系产品、制取硅系产品、制备硅铝炭黑、制备复合型铁系高分子絮凝剂、制备钛白粉、制备微晶玻璃、制备分子筛、生产硫酸铵等方面。

三、利用清洁能源，减轻对电能的依存

每个矿区有很多路灯，有的矿区还有为数不少的景观灯。若使用太阳能电池设备，在阳光充足的情况下照射一天，其蓄积的电能够供路灯使用上四到五天。以马兰矿为例，全矿区共有路灯102盏，平均每盏灯的功率为80 W，总计8.16 kW，平均每天亮灯5.4 h，每年耗电8.16×5.4×365=1.6（万 kW·h）。若再加上地面工业场所、办公场所用电，总用电量将更加可观。太阳能设备也有其缺点，其中之一就是一次投入较大，使用成本高，但随着社会对太阳能需求量的增加和科技的进步，其价格正将逐年下降。太阳能设备的另一个缺点是可靠性不高，易受阴雨天气的影响。对此，只需设计一个简单的网、电切换电路，其可靠性不高的问题将得到有效的解决。

对开采深度较大的煤矿，还可以利用地热来解决冬季采暖问题。空气源热能泵是一种崭新的热水加热技术，它能以非常低的能耗将水迅速加热。其优点是能取消锅炉，消除压力容器的潜在危险；不用采购、运输、储藏燃煤；省去了燃油、燃气供应管道；省去了烟囱，不排放烟尘、有害气体、温室气体；化解了火警及爆炸危险；能使机房面积缩小20% ～ 60%；可取消专业职守人员；可作为干燥空气设备使用，并额外产生热水。目前，该项技术已在住宅建设中得到了广泛采用。