浅谈矿山电气节能技术及其应用

2020-12-09朱亮亮

世界有色金属 2020年2期

朱亮亮

（甘肃能源化工职业学院，甘肃兰州 730913）

在矿山生产的过程中，需要应用各种电气设备，尤其在自动化水平不断提升的今天，电气设备已经成为矿山生产不可或缺的主要应用设备。在实际生产的过程中，为了控制生产成本，提升矿山生产的经济效益，需要节约电气能源，积极研究电气节能技术，在保障电气工程安全、高效的同时，还要减少电力能源的消耗，从而全面提升矿山生产的经济效益，促进我国矿产行业的进步和发展。

1 矿山电气节能技术的应用意义

现如今，我国大力推进节能减排的发展理念，各行各业都开始进行节能改造，矿产行业也不例外。在电气节能方面，不论是技术还是成本都有很大的改造空间。在实际改造的过程中，企业可以从技术、环保等多个方面考虑，不仅要减少能源的浪费情况，还要满足环保的要求[1]。要积极选择新设备、新工艺，掌握设备的应用原理和性能，对不同设备进行经济、技术、性能、效率等多个方面的对比和分析，选择性价比最高的电气设备，从而在节约电能的同时，也能提升生产效率。从生产企业的角度来看，采用电气节能技术可以降低生产成本，从而提升企业的生产效益，也能确保用电安全。从社会的角度来看，采用电气节能技术可以减少资源的浪费，也能缓解环境污染问题，进而提升矿山生产的社会效益。

2 矿山电气节能技术的设计原则

2.1 经济效益原则

在电气节能设计的过程中，应该以企业的实际需求为基础，既要满足节能要求，也要满足企业生产的要求，不应该为了实现节能而节能，从而造成成本增加。所以，在实际设计的过程中，应该遵守经济效益的原则。在经济效益的要求下，要合理选择节能设备和材料。在节能的过程中，要充分回收和利用节省下的资金，全面提升矿山企业的效益。

2.2 能量节约原则

在电气节能设计的过程中，主要的目的是为了节约能源。在实际设计的过程中，应该根据矿山结构，对能量消耗的情况进行控制，根据能量消耗的具体原因，采取相应的节能措施。例如，变压器在应用的过程中，经常会出现功率损耗的情况，电能传输线路会出现许多无用能量消耗。所以，在节能设计的过程中，就要针对这些问题进行设计和改善，优先处理无用能量消耗的问题，坚持功能为主、经济为辅的原则，利用先进的技术来减少能源消耗，使矿山电气设备的应用更加经济合理。

3 矿山电气节能技术的实际应用

3.1 应用节能变压器

近年来，我国对电力节能工作愈加重视，在电力节能的要求下，变压器发生了许多变化。针对各类变压器，要根据实际需求和经济原则进行合理的选择，尤其在选择需求量较大、使用面积较广的变压器时，一定要从经济和节能两个方面入手，充分发挥变压器节能的作用。例如，早在20世纪80年代，我国就已经对JB1300-73和JB500-64两个高能耗变压器进行淘汰，取而代之的是S7系列的低能耗变压器。随着电网的改造和更新，我国变压器的质量也在不断提升，节能效果更加明显。目前来看，我国新能源发电行业的节能变压器有强劲的发展趋势，风电、光伏发电、余热发电等发电装置都在不断的完善和广泛应用。其中，截止2018年底光伏发电累计装机容量已超过1.7亿KW，早在2012余热发电累计装机容量已超过三峡水电站装机容量[2]。随着新能源发电行业的发展，节能变压器的发展空间愈加广泛，节能变压器制造企业也有了更加大范围的业务方向。不仅如此，新能源发电行业的发展促进了节能变压器产品结构的优化和技术的革新，对矿山电气节能技术的发展有很大的促进作用。

我国早在八十年代初期就开始了对新型变压器的研制，这些年的研制取得了非常好的成绩，新型变压器的使用也越来越广泛了。众多新型变压器中的非晶合金铁芯变压器的容量为30kVA～1600kVA，电压为6kV～10kV/0.4kV/0.22kV。在矿山生产应用的过程中，可以根据实际需求选择相应容量的变压器。此类变压器的空载损耗、负载损耗、阻抗电压等参数都符合国家的技术要求也能够满足矿山电气节能技术的需求。

3.2 更新电动机

我国在现阶段十分重视节能工程，并不断研究各类新的节能技术和方案。其中，电机系统改造就是十分重要的一个项目。现如今，虽然我国电机系统的水平和技术还无法与发达国家相比，如电机平均效率低于发达国家电机平均效率3%～5%，运行效率也低于发达国家20%。所以，我国还要进一步加强电力系统的节能改造。例如，在某矿山工程中，采用了220台电动机，总容量为6378.7kW，超过40台电动机都属于低效电动机，总容量为2564kW，根据相关的技术规范和要求，需要对这些电动机进行淘汰处理，并将这些电动机改为Y型电机[3]。改造之后，该矿山工程中的电气节能效果十分明显，电机效率比原本提高了6.5%。可见，改造电机系统是比较有效的电气节能技术。

3.3 更新拖动设备

拖动设备的更新可以从多个方面入手：首先，对变频器装置进行改造。可以为矿用风机和水泵电机配置变频器，确保其可以平稳的启动和运行，从而减少电力能源的浪费；其次，改造软启动装置。相较于直接启动，软启动装置有很好的节能效果。该启动装置的最大值比额定电流低，可以减少对电网的冲击，也能减少对供电容量的要求，进而延长设备和阀门的使用寿命，在一定程度上缩减维护费用。通常，启动电流比额定电流大很多，是额定电流的5倍到8倍，不仅会加大对供电电网的冲击，还会增加电网容量，进而造成成本浪费。在无功补偿的设计过程中，要坚持高压和低压电容器、固定与自动、分散与集中补偿结合的原则，充分发挥补偿装置的作用，减少电能的浪费。