选煤厂耗能现状及有效的节能途径①

陈占文

(河北金牛能源股份有限公司邢台矿，河北邢台 054026)

选煤厂耗能现状及有效的节能途径①

陈占文②

(河北金牛能源股份有限公司邢台矿，河北邢台 054026)

选煤厂节能可以降低吨煤用电量和选煤生产成本，提高企业经济效益，并具有良好的环境效益。本文分析了选煤企业的用能现状，提出了选煤企业运行过程中节约电能、减少能源浪费的主要途径。

选煤、技术节能、系统结构节能、管理节能

选煤厂是机械化、自动化程度高的工业企业，同时也是高耗能的生产单位。我国选煤厂吨煤耗电量在5～12度之间，以一个年入洗原煤量5 Mt选煤厂为例，年电耗达2500～6000万度，电费约为1000～2400万元之间，巨额的电费支出，无疑是选煤厂生产成本的主要组成部分。

在国家大力提倡节能降耗的背景下，如何降低选煤厂的各种消耗势在必行。通过改进生产工艺和提高工作效率，使选煤厂电气设备合理运行，节约电能消耗大有潜力可挖。

1 选煤厂节能现状

选煤企业使用机械设备多，包括分选、分级、破碎、脱水、脱介、运输机械等，单机效率和综合效率还较低。

1)拖动电机存在“大马拉小车”的现象。电动机处于轻载运行状态，能源利用效率和功率因数都较低。

2)有的异步电动机采用直接起动方式，起动电流大，不仅会造成巨大的能量损耗，还会冲击电网及拖动系统，甚至引发事故，对于频繁起动的设备尤其如此。

3)某些设备在运行中带有较大惯性，功率因数较低，从而使无功功率增大，动力消耗提高。

4)在整个生产过程中，物料量的波动会造成某些设备负载频繁改变，导致单机能源利用效率降低。

此时，安装一个能随负载变化适时调整电机运行状态的装置，可以保证电机经济运行。负载轻时，降低电机定子电压、电流，从而降低电机的铜损、铁损，达到节能目的。反之，则提高电机定子电压、电流，保证电机稳定运行，做到电机输入功率和电机负载输出功率精确匹配。这样，可以解决选煤企业拖动电机“大马拉小车”、负载频繁改变导致的电能利用效率低的问题，实现软启动，达到节能的目的。

5)风机、水泵等有的采用定速电动机拖动，通过阀门等节流装置调节流量，造成大量的节流损耗。

变频器技术用于选煤厂控制风机、水泵等异步电动机实现调速运行，取得了较为显著的节能效果。选煤生产过程中因生产工艺情况的变动和需要，供风量、压力、流量等技术指标的调节采用变频器驱动电机在生产工艺允许的条件下实现调速运行，减少生产设备的输出功率，克服因采用风门、阀门调节所造成的功率损耗。

2 有效的节能途径

节能途径一般有技术节能、系统结构节能和管理节能。所谓技术节能是指采用新工艺、新设备、新技术挖掘系统潜力，提高系统效率。系统结构节能是指原有系统结构不合理，存在能量浪费，通过合理综合、调整达到节能的目的。管理节能则是通过对系统的监察、计量、维护等方法，改善和加强用电管理和考核工作，挖掘潜力，减少浪费，使系统保持经济运行。在选煤厂，可以通过多种途径减少生产过程中的电力消耗，减低吨煤洗选的用电量。

2.1 选用合理的生产工艺和先进的设备

目前，选煤厂设备实现了大型化配备，可以充分满足高效节能的要求。选煤厂选用的工艺流程必须先进合理，分选效率高，产品结构灵活。在考虑工艺需要的同时，兼顾整个选煤厂的节能，采用相应的节能措施，包括合理确定大容量设备的数量、选用高效率生产工艺和设备、改善对机械设备的利用，这样可以大大节约用电量。在选煤厂运转过程中，要尽量提高精煤的回收率，降低精煤损失，减少煤炭资源的浪费，提高选煤厂的经济效益。

1)设备选型时尽量选用节能产品，提高效率，减少电机功耗。

电动机在70% ～100%负荷率时效率最高。为保证电动机有较高的负荷率，最根本的是要根据负荷功率的大小，选择合适的电动机容量。但是由于选择电动机容量要考虑到生产的发展、电网电压波动以及电动机容量级差，往往所选电动机容量不能完全与负荷功率一致，这会造成电动机负荷率低，即“大马拉小车”。对于长期低负荷运行电动机，可考虑更换适当容量的电动机或改用△—Y接法或安装节能器，以降低电动机的无功消耗。

2)采用高效率、低消耗的生产新工艺替代低效率、高消耗的老工艺，降低产品电耗。

根据相关部门对炼焦煤选煤厂中各个工艺作业所需的电能测定，按总需要量的百分数统计，比例分配如下:煤的分级5.1% ～6.1%，重力选煤11.6% ～13.6%，产品脱水13.0% ～15.5%，产品运输6.9% ～9.6%，浮游选煤17.4% ～23.0%，产品干燥11.5%～13.2%，煤泥水设备14.5%～18.4%，辅助车间6.9%，照明4.5% ～5.2%。其中，用电量最大的几个基本工艺作业是重力选煤、浮选、脱水和干燥等。

因此，在考虑整个选煤厂的节能降耗措施时，应着重注意这些工艺环节，改造落后的生产工艺和设备，简化生产流程，使用性能可靠的设备。如原有跳汰→重介→浮选联合流程，改造为全重介工艺，尤其是对本身无动能消耗的重介质旋流器的应用，可有效降低电能消耗。再比如用于脱水的设备有压滤机、加压过滤机、真空过滤机、沉降过滤式离心脱水机等，由于这些不同设备工作原理、运转特点不同，单位用电量也不同。根据现场与运转测试表明，加压过滤机电力消耗最大。因此，在设备选型和选择选煤方法时，应兼顾工艺要求和电耗两个方面。

另外，合理地进行地面工艺总平面布置，尽量减少物料的中转环节，降低厂房高度，缩短带式输送机的长度，厂内煤流、水流尽量选择合适的角度、坡度，使其自流，以降低能耗。

总之，为提高选煤厂的生产效率，必须消除机械设备联系系统中影响生产能力的各个薄弱环节，采用先进的工艺或改进现有工艺，以达到工艺系统的合理与优化。

3)根据用电点，将变压器、配电室布置在接近负荷中心处，以降低电压损失和线路损耗。

2.2 采用先进的操作方法和技术

1)采用电容补偿装置，降低无功损耗和变压器的选型容量。

电力电容器补偿有串联补偿和并联补偿两种方法。串联补偿是把电容器串联在高压输电线路上，以改变输电线路的参数、降低电压损失、提高输电能力、降低线路损耗，主要适用于远距离输电线路，用电单位很少采用。并联补偿是把电容器并接到被补偿设备的电路上，以提高功率因数，这种方法称为并联电容器补偿，用电单位普遍采用这种补偿方法。

2)通过在线监测各电气设备运行参数和负荷曲线，并按照经济运行的理论和计算，实时提供经济运行方案，为运行人员及时提供依据，调整变压器运行方式，合理调整负荷分配，削峰填谷，使工厂的生产设备和供电设备都能工作在高效状态，实现经济运行。

3)采用变频调节技术。

对用泵较多的选煤厂来说，由于其高耗低效，其效率只有60%左右，因此，针对泵类设备开展技术改造很有必要。可根据不同工作要求和运行状况，采用变频器进行适时调控，既满足工艺调控需要，又能根据需要调整电机轴输出功率，起到节能的作用。

2.3 实现运行的科学性和管理的现代化

提高系统运行水平和设备的现代化管理是系统节能的另一个重要途径，想使运行中设备充分发挥效能，达到最佳经济效果，就必须要有科学的管理来满足设备的给定条件和运行设计条件。对电动机来说，电源电压、电源频率、环境条件和运行时的负载等都是影响电动机运行效率的重要因素。操作人员的作用就在于如何满足这些条件，以及环境条件变化时如何及时调整使系统适应这种变化，来保持系统的最佳运行。如果由于某种因素(例如负载、工艺条件或者由于调节、控制、环境等)变化，又不及时采取措施，就会使运行点偏离最佳运行区，设备就不能充分发挥作用，效率就要降低，损耗就要增大。因此，尽管是高效设备，如果运行不当、管理不善，调度不周、控制不良，计量不准确，同样会使设备远离经济区运行。如长期的轻载或重载运行，电压过高或过低，都会造成不必要损耗，甚至影响产品的质量和生产效率，这就需要有一个很好的科学管理。

运行水平和管理水平是密切相关的，只有科学的管理才能充分发挥技术的效能，运行的科学性有赖于管理的现代化;管理的现代化就在于对系统确定目标，选择有利方案，经济地运用现有能源、设备，使之有效地达到既定目标，这就需要有现代化的管理技术和管理方法，包括以下几个方面:

1)制定合理的单位产品电耗定额。可以沿用历史较好水平或选煤行业同类产品的平均先进水平作为电耗定额，并以此下达生产用电指标和考核依据，以消除生产用电的盲目性。

2)健全单位产品电耗定额的分析和考核制度。这是产品电耗定额管理考核工作的主要环节。

3)严格执行产品生产过程中的原材料管理、工艺操作等规章制度。

4)积极开展选煤厂电能平衡工作。

选煤厂电能平衡是加强企业管理、提高经济效益的基础性工作。通过对选煤厂供电设备、配电线路、用电设备直至产品工艺等各方面进行全面调查和测试，摸清选煤厂电能使用情况、浪费原因、节电潜力，可以促进选煤厂合理有效地使用电能，达到节电目的。

3 结论

节能是一项全面的、复杂的工作，单从某一方面考虑很难取得良好的效果，要系统地全面分析选煤厂工艺流程及其各种设备的运行状况，并对主要设备进行耗能测试，找出各种主要能耗源，采用节能管理方法、使用新工艺，采用新型节能设备，革新改造现有设备，使选煤厂高效、低能、经济运转。

［1］ 尹洪超.企业能源审计与节能技术［M］.北京:科学出版社，2006

［2］ 冯宵.化工节能原理与技术［M］.北京:化学工业出版社，2004

［3］ 李崇详.节能原理与技术［M］.西安:西安交通大学出版社，2004

［4］ 高建忠.变频调速技术在贺西矿选煤厂渣浆泵中的应用［J］.选煤技术，2008，(4):111-113

［5］ 陈宇.选煤厂节能技术的改造实践及效果［J］. 选煤技术，2001，(4):34-36

［6］ 商永德，姜华，贾洪福.变频调速系统在选煤厂的应［J］. 煤矿机械，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

陈占文(1964-)，男，河北沧州人，大学毕业，现任河北金牛能源股份有限公司邢台矿选煤厂厂长，副总工程师。