研山铁矿破碎系统技术改造应用

2020-03-06马赛

中国金属通报 2020年19期

马赛

（河钢集团矿业有限公司，河北唐山 063700）

电能作为人类的重要能源，我国电力能源供应仍然为火力发电为主，各种新型能源占比较低，在可控的聚变反应堆商业化前，电力能源仍然是钳制着我国发展的重要因素，随着国家大力推广新能源汽车，电力资源在我国的地位越发重要。节能降耗技术的应用可以企业减少成本，同时减小国家压力[1]。

具体实施。

1 节能改造

自2016年以来，鉴于老式金属卤化物照明的高能耗和高维护成本和LED灯的优势，公司逐步施行LED照明替代技术的推广。研山破碎系统产线较长，对照明要求也较高，完成全厂LED照明改造后，能耗大大降低，维护成本基本为零。其不含铅汞等重金属的特点对环境污染也大大降低，LED照明的发光光谱几乎全部位于人类可将的频段，发光效率极高，是完美的照明替代品。

2 保证电机能效

在节能电机普及以前，作业区主要从无功补偿和谐波治理两个方向入手以保障电机效率以及自身用电质量、减少能耗。

无功补偿：企业普遍采用集中补偿的方式在高压部分设置补偿电容器，作业区逐渐采用分组补偿和就地补偿相结合的方式来优化供电质量。

谐波治理：作业区对变频器等谐波源前后装设电抗器以阻止其产生的谐波流入电网，同时对自身敏感的电子设备，如软启控制单元部分加装电源滤波器来抑制谐波对设备的损害。

对作业区内部供电质量的重视源于本单位软AB软启动器无负载故障和失相故障的深入分析。辖区内软启无负载故障多发生在附近有大容量设备启动或电网出现低谷时，尤其自2017年高压部门调高电压波动允许范围后（仍在国家规定范围内），辖区内曾4个配电室多台软起同时报无负载故障，对软启动器控制单元电路走向的研究，发现其薄膜电容均有不同程度的失效，容量降低是导致外部工频电压降低时无法进入转换为电平信号的根本原因，通过对失效薄膜电容的拆解和查询文献与案例，确定为电网谐波使薄膜电容过度自愈导致容量衰减严重（图1、图2为薄膜电容自愈斑点）。通过对辖区内软启控制单元加装电源滤波器后，电容衰减问题已得到有效解决，同时为了优化电网供电质量在变频器等开关元件处安装电抗器来组织谐波流入电网，降低谐波对变压器中性点，电机绕组处的消耗，防止其降低电机的功率因数。

图1 薄膜电容衰减

图2 拆解后的薄膜电容

与无负载故障相反，失相故障均发生在轻载或空载运行时，同一软启每次报出的故障相不同，排除电机直阻差异后定位在电网质量上，同一变压器下无功补偿不足导致移相是软启失相故障的一个重要原因。工厂内自设高压变电站，设计时采用集中补偿与分组补偿相结合的方式调整功率因数，这种集中补偿方式无法保障补偿功率的有效性，可以满足对上级电网质量影响较小，但是对于自身用电部门，大量无功电流在下级自身电网内流动，无形中降低了设备的功率因数和效率，增加了线路损耗，且对电缆线径提出了更高的要求。随着时代的发展，科技的进步，就地补偿技术得以在较低的成本下普及，作业区逐渐采用分组补偿和就地补偿相结合的方式来优化用电质量，在干选配电室和同一变压器下大容量设备优先加装了分组补偿装置和就地补偿装置，经检测供电质量得到明显改善。

图3 蓝色为2018年各月电费情况，红色为按2017年电价计算各月电费情况。

3 避峰就谷

电力部门根据负荷情况将每天24h划分为峰、平、谷三个时段，暑期还要增加尖时用电段，不同时段采用不同的电价计费，峰时最高，平时次之，谷时最低，因此作业区生产时间和负载率是影响电费成本高低的重要因素。矿破二区是用电大户且大部分设备为间断生产设备，有条件根据每月实际峰平谷的电量数据，合理安排生产时间让设备负载率达到最优化，进而在同样用电量的情况下大大降低电费成本。结合供电部门对用电时段的划分情况。尖峰用电时段多在日间，正好可以利用此时间段安排检修和点检。上级产线也为间断生产作业，作业区有实施错峰生产的基础条件。

表1 17年调整后尖、峰、平、谷时间范围表

各种影响因素为：联系启车上下级流程、安全确认，每次大概需要半小时，不能立即达到额定容量状态，且设备启车耗电量大，瞬时电流大，频繁启停车影响设备寿命，涉及采矿、运输部门每次起停车的准备工作能源消耗巨大，因此12时～13时平段时间再次启车生产不现实；停车断料会导致设备轻载运行，降低效率；采矿避炮等原因会导致流程皮带空转，降低设备效率；上级管控措施导致碎矿不能转车；停车时间段后移至18时、19时照明不足，有自主检修安排时时间不充分，停车时间按需要前移至平时时段。衬板磨损等原因会导致返料增大，实际台效不均匀。受料源影响破碎效果不能保证，返料增大，台效受影响较大。为保证为选厂供矿，为突发情况留出处理时间，磨矿仓应保证时刻在最低料位以上。错峰生产实施方案如下[2]：

（1）作业区下午4点会议制定第二日停车计划和检修安排，会议前沟通选矿作业区目前台时、吃料情况有无其他计划，沟通采矿作业区次日有无挪铲等变更料源的计划。

（2）山下流程设备根据矿破二区目前台时、选厂台时、磨矿仓储备情况制定停车安排，最低保持磨矿仓储备可供选厂1h吃料，即氧化矿磨矿仓1200t，原生矿700t储备。计算氧化矿、原生矿可停车时间，补料至仓满时间。

可停车时间=（目前存料-底线储备）/选厂台时

补料时间=（8000t-底线储备）/碎矿台时

（3）山上流程设备根据料源变动等可能影响台时的情况则延迟停车或提早起车2h，用以应对台时波动，以免产生连锁效应，影响后几天的生产安排。

（4）作业区内有安排较长时间检修的，提前3日做好计划，逐步将磨矿仓仓位补满，必要时利用互通皮带平衡产能。

（5）无特殊情况于每日上午10时停车，有小型检修计划等情况时提早到8点，下午根据季节不同于日落前、便于起车安全确认时安排起车时间。

（6）鉴于中间储矿仓存储容量大，容错率高，且中破料仓上已安装互通皮带，氧化、原生山上部分需严格执行避峰就谷计划，仓满停车。

（7）落实点检任务，对检修计划严格把控，对因点检不到位而出现的临时检修任务，包括临时要求更换到期备件的按公司非计划停车考核制度进行考核。

（8）生产调度对生产安排严格把控、记录，以便后续分析，和供电部门及时沟通，记录每个班用电量情况，对突发情况做好记录[3]。

策略实施后2018年环比上年平均电价降低，取得了一定的效果，图3为同电量下2018年比2017年各月电费降低折线图

4 依据大车定位合理安排生产

破碎产线作为间断生产单位，不仅仅是间歇生产，在正常生产情况下由于供料无序等待大车时间过长会造成设备较长时间的空转，此时设备效能最低不会产生任何产值，因此作业区根据运输大车定位数据，统计不同路线的耗费时间，在中控制装设地图显示大车位置，预计间断供矿20分钟以上时停止破碎机及相关皮带，尽量使设备工作在额定容量条件下，此项措施大大节约了电能，降低了设备机械损耗[4]。