天成煤矿机电设备的节能设计

摘要节能是国家发展经济的一项长远战略方针，也是当前国民经济活动中的一个薄弱环节。煤矿既是我国能源的主要生产单位，同时也是耗能大户。无论是从整个国民经济发展的需要，还是从提高煤炭企业自身经济效益的要求来看，都必须重视节能。

关键词节能；节能措施；效果评价

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

能源是国民经济发展的物质基础，从长期供需预测看，供需矛盾突出，因此，促进能源的合理和有效利用，对我国经济发展和环境保护具有深远的战略意义。节能是国家发展经济的一项长远战略方针，也是当前国民经济活动中的一个薄弱环节。煤矿既是我国能源的主要生产单位，同时也是耗能大户。无论是从整个国民经济发展的需要，还是从提高煤炭企业自身经济效益的要求来看，都必须重视节能。因此在煤矿设备选型过程中，在满足生产需求的同时，必须高度重视煤矿各生产系统中机械设备的节能措施及节能效果评价。现详细介绍天成矿业有限公司整合改造设计中的节能措施。

1主立井提升系统

1.1 节能措施

主井提升系统选择经济合理的提升机运行速度，尽可能以较低的运行速度运行，这样电动机的耗电量较小而且能够获得较优的运行经济指标。

1.2计算主提升系统的工序能耗

由电力负荷计算表可知，主井提升设备装机容量为400kW，计算负荷为301kW，年最大负荷运行时间为2445h，查负荷统计表年耗电量为735945kWh。

主井提升工序能耗=提升工序年耗电量/（年提升量×提升高度）

=735945/(300000×4.9585)=0.495kWh/t·hm

由上述计算可知，主井提升工序满足《河北省主要耗能产品单位产品能耗及工序能耗限额(2009)》中规定的“交流电动机，箕斗提升工序电耗≤0.500kWh/t·hm”的规定。

2副立井提升系统

2.1 节能措施

副立井提升系统选择经济合理的提升机运行速度，尽可能以较低的运行速度运行，这样电动机的耗电量较小而且能够获得较优的运行经济指标。

2.2计算副立井提升系统的工序能耗

由电力负荷计算表可知，副井提升设备装机容量为400kW，计算负荷为254kW，年最大负荷运行时间为3300h，估算年耗电量为838200kWh。

副立井提升工序能耗=提升工序年耗电量/（年提升量×提升高度）

=838200/(300000×5.125)= 0.545kWh/t·hm

由上述计算可知，副立井提升工序满足《河北省主要耗能产品单位产品能耗及工序能耗限额(2009)》中规定的“交流电动机，罐笼提升工序电耗≤0.550kWh/t·hm”的规定。

3带式输送机运输系统

3.1 对带式输送机的带速、效率、传动方式等结合所采取的节能措施，进行论证

带式输送机由于坡度较大，运距较远，综合比较后选择带速为2.0m/s；效率：选择传动效率较高的变速箱其效率为0.88；传动方式为：电动机—联轴器—变速箱—带式输送机。

3.2 计算带式输送机的吨煤电耗

计算带式输送机的吨煤电耗：由电力负荷计算表可知，带式输送机计算负荷为280kW，年最大负荷运行时间为4200h，估算年耗电量为823200kWh。

带式输送机的吨煤电耗=提升工序年耗电量/年提升量

=823200/300000= 2.74kWh/t

4主要通风设备

4.1 对所选通风机的效率指标进行分析

本次设计选用FBCDZ－6－№19B型对旋风机，容易时期：η1＝80 %

困难时期：η2＝82%，风机的工况点在高效区内。

4.2 对保证通风机前后期高效运行的措施进行论证

为了使通风机前后期都能高效运行，主要是提供比较精确的风量和负压，根据参数比较风机曲线，选取合适的风机，使风机的工况点前后期都在高效区内，从而节约了电能。

4.3通风工序电耗计算

式中：Dtf—通风电单耗，kWh/m3·MPa；

Wz—通风机消耗的总电量，kWh，查负荷统计表年耗电量为2268840 kWh；

qz—总风量，m3，75×3600×24×365=2365200000m3；

PPj—风压，MPa，0.0025MPa。

通风机工序能耗：

由上述计算可知，通风工序电耗满足《河北省主要耗能产品单位产品能耗及工序能耗限额(2009)》中规定的“轴流式通风机，通风工序电耗≤0.440kWh/m3·MPa”的规定。

5矿井主要排水设备

5.1对所选主要排水水泵的效率指标进行分析

合理选择水泵的工况点，实现经济运行。将水泵设计工况选在水泵性能曲线最佳效率点的右侧，从而使水泵运行一段时间后的工况点位于水泵性能曲线最佳效率点附近。

5.2对所选排水管的管径的适宜性作进一步论证

选用无缝钢管作排水管，降低排水管路阻力损失，提高排水系统效率，降低能耗。排水管中的实际流速1.85m/s，符合最有利的排水管流速1.5～2.2m/s的要求。

5.3计算吨水百米电耗指标，对排水水泵的能耗指标进行评价

水泵排水工序电耗：

式中：DPS—排水电单耗，kWh/t·hm；

Wz—排水系统消耗的总电量，kWh，查负荷统计表年耗电量为12750000kWh；

qps—总排水量，t，3066000t；

H—排水高度，hm，9.419hm。

水泵排水工序电耗：

由上述计算可知，排水工序电耗满足《河北省主要耗能产品单位产品能耗及工序能耗限额(2009)》中规定的“排水系统电耗≤0.500kWh/t·hm”的规定。

6矿井压缩空气设备

6.1 对所选空气压缩机的比功率指标进行分析

空气压缩机具有绝热和容积效率高、比功率低的优点，采用微机控制，能自动开停，气量调节方式灵活，避免空运行。

6.2 对所选空气压缩管路的管径的适宜性作进一步论证

选用无缝钢管作压风管，降低管路压风阻力损失，提高系统效率，降低能耗。

6.3 对空气压缩设备的能耗指标进行评价

压风工序电耗：

式中：Dtf—压风电单耗，kWh/m3·MPa，

Wz—压风机消耗的总电量，kWh，查负荷统计表年耗电量为710400 kWh；

qz—总风量，m3，32.5×60×2×2400=9360000m3；

PPj—风压，MPa，0.75MPa。

压风工序电耗：

由上述计算可知，地面压风机房满足《河北省主要耗能产品单位产品能耗及工序能耗限额(2009)》中规定“电动机容量≥200kW ，压风工序电耗≤0.160kWh/m3·MPa”的规定。

7原煤生产系统

7.1 原煤生产系统工艺流程

主提升箕斗提出的煤卸入井口卸载仓，仓容32m3。

在卸载仓下设给煤机控制给料，然后通过带式输送机进入振动筛进行一次筛分，筛上品+50mm块煤利用手工选矸，选后矸石装汽车外运填沟，块煤经破碎机破碎进入原煤输送机，筛下品进入原煤输送机，经原煤输送机运至地面储煤场，由铲车装车，汽车外运。

7.2 设备布置的节能措施和效果分析

地面生产系统各设备间采用电气联锁，工业电视适时监控，防止设备空转。

煤矿机电设备众多，高耗能设备首先从选型计算上把好关，从源头做起，尽可能的使理论计算数据与设备实际运行时的负荷相一致，前期、后期要兼顾，使设备在高效区内运行，设备效率提高了，节能效果更明显。在经济合理的条件下尽可能选择质量好、效率高的设备。

参考文献：

[1]矿山固定设备选型使用手册.北京：煤炭工业出版社.

[2]电动机图册.南阳防爆电机厂.南阳：中国计划出版社.2006