煤礦機(jī)電設(shè)備節(jié)能效率探討論文

　　摘要：

　　為提高煤礦效率、降低能耗，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性分類，分析了設(shè)備的能耗影響因素，并對(duì)其節(jié)能效率進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)大型機(jī)電設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行控制及效率，完善企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)調(diào)度機(jī)制。

　　關(guān)鍵詞：

　　大型機(jī)電設(shè)備；節(jié)能降耗；效率優(yōu)化；協(xié)同運(yùn)行

　　煤炭生產(chǎn)企業(yè)大型機(jī)電設(shè)備較多，如提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)、采煤機(jī)、各類輸送機(jī)等，且功率大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，電力消耗大[1-2]。根據(jù)節(jié)能降耗及環(huán)保工作要求，有必要對(duì)機(jī)電設(shè)備節(jié)能效率進(jìn)行優(yōu)化，提高其協(xié)同運(yùn)行效率，降低電能消耗，節(jié)約電力成本，提高環(huán)保效率等。

　　1、煤礦大型機(jī)電設(shè)備分類

　　1.1按照生產(chǎn)系統(tǒng)分類。為便于機(jī)電設(shè)備管理，結(jié)合煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)情況，將井下主要機(jī)電設(shè)備進(jìn)行分類，包括通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、采掘系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、排水系統(tǒng)。各大系統(tǒng)涵蓋的主要設(shè)備如表1所示。1.2各生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備能耗影響因素。通過大量文獻(xiàn)查閱及煤礦企業(yè)調(diào)研，可對(duì)機(jī)電設(shè)備能耗情況的影響因素進(jìn)行分類。一是自然環(huán)境因素。如煤層賦存深度影響提升機(jī)能耗，礦井涌水量影響水泵能耗，煤質(zhì)硬度等條件影響采煤機(jī)及綜掘機(jī)能耗，瓦斯粉塵情況影響通風(fēng)機(jī)能耗，采區(qū)延伸距離影響運(yùn)輸設(shè)備能耗等，這些因素對(duì)設(shè)備的能耗影響主要表現(xiàn)在客觀制約。二是機(jī)電設(shè)備投入及管理因素。加大機(jī)電設(shè)備資金投入，及時(shí)淘汰老舊高耗能設(shè)備，及時(shí)配備新型高效設(shè)備，有助于從根本上解決設(shè)備能耗高的問題；同時(shí)，在機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計(jì)、設(shè)備低負(fù)荷或空載管理、從業(yè)人員節(jié)電意識(shí)等方面，對(duì)機(jī)電設(shè)備的能耗情況同樣產(chǎn)生較大影響。三是新技術(shù)新工藝的影響因素。如變頻技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能情況產(chǎn)生巨大影響，是節(jié)能降耗的重要途徑；同時(shí)，其他諸如設(shè)備調(diào)速、功率平衡、降低運(yùn)行電壓等技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，同樣對(duì)節(jié)能降耗工作產(chǎn)生積極影響。

　　2、機(jī)電設(shè)備節(jié)能效率優(yōu)化

　　2.1機(jī)電設(shè)備節(jié)能效率分析。據(jù)統(tǒng)計(jì)，井工煤礦能耗最高的系統(tǒng)為采掘系統(tǒng)，占到井下全部機(jī)電設(shè)備耗電量的25%左右，其次為運(yùn)輸系統(tǒng)和提升系統(tǒng)，兩者合計(jì)占到總耗電量的30%以上，其次為壓風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。根據(jù)煤礦生產(chǎn)實(shí)際過程，以上各大系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備在一個(gè)時(shí)期內(nèi)或處于流水作業(yè)的串聯(lián)式工作方式，或處于同時(shí)作業(yè)的并聯(lián)式工作方式。假設(shè)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中有n臺(tái)機(jī)電設(shè)備，結(jié)合設(shè)備工作效率等因素，推算出大型機(jī)電設(shè)備的綜合能耗公式[3-4]：Pt=5kni=1(niβihiφiηi(βi,hi,φi))（1）進(jìn)而可推算出生產(chǎn)系統(tǒng)總荷載：c=ni=1niβi（2）式中：Pt為綜合能耗；k為系統(tǒng)能耗系數(shù)；βi為第i臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷；hi為設(shè)備運(yùn)輸?shù)奶嵘�高度；φi為第i臺(tái)設(shè)備能耗因素；ηi為第i臺(tái)設(shè)備工作效率系數(shù)；c為生產(chǎn)系統(tǒng)所負(fù)總荷載。分析公式，ni為本生產(chǎn)系統(tǒng)中第i臺(tái)設(shè)備的開停狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)為1，停止時(shí)為0；βi為第i臺(tái)設(shè)備的工作負(fù)荷。根據(jù)以上分析可繪制煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率理想曲線見圖1。通過利用理想效率與實(shí)際效率誤差最低原理，可以表達(dá)出井工煤礦實(shí)際生產(chǎn)過程中機(jī)電設(shè)備的工作效率特征。通過計(jì)算推導(dǎo)，排水系統(tǒng)中的潛水泵等設(shè)備可以使其按照非額定值工作，以節(jié)約電能；通風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)氣壓狀況和井下實(shí)際需風(fēng)量大小進(jìn)行調(diào)風(fēng)；運(yùn)輸系統(tǒng)可以加強(qiáng)煤炭物料的協(xié)同運(yùn)輸，減小設(shè)備空載及低負(fù)載的運(yùn)行時(shí)間；提升系統(tǒng)盡最大可能進(jìn)行電能的避峰就谷，降低電價(jià)；采掘系統(tǒng)則可加強(qiáng)人工輔助處理，入全巖掘進(jìn)期間的爆破處理，減少設(shè)備損耗及電力消耗；壓風(fēng)系統(tǒng)則可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要進(jìn)行作業(yè)。

　　2.2加強(qiáng)大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同運(yùn)行效率。煤礦生產(chǎn)過程及各系統(tǒng)的作業(yè)配合是一項(xiàng)大的系統(tǒng)工程，對(duì)于某項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)如巷道掘進(jìn)，井下作業(yè)首先需要主通風(fēng)機(jī)及局部通風(fēng)機(jī)作業(yè)，掘進(jìn)進(jìn)尺需要綜掘機(jī)作業(yè)，巷道錨桿支護(hù)需要壓風(fēng)機(jī)作業(yè)，運(yùn)輸煤矸需要運(yùn)輸設(shè)備及提升設(shè)備作業(yè)，巷道迎頭排水需要排水系統(tǒng)作業(yè)。這就需要一個(gè)統(tǒng)籌調(diào)度機(jī)制，監(jiān)測(cè)及協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)及機(jī)電設(shè)備的工作任務(wù)，在各大系統(tǒng)之間選擇合適的資源及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，利用最短工時(shí)將某項(xiàng)任務(wù)完成。這就需要煤礦企業(yè)建立一個(gè)完善的生產(chǎn)任務(wù)調(diào)度，協(xié)同控制各大系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備，讓系統(tǒng)任務(wù)保質(zhì)保量、在最短時(shí)間內(nèi)完成，并確保設(shè)備能耗最低，效率最高，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的。

　　3、結(jié)語

　　本文對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性分類，分析設(shè)備的能耗影響因素，并對(duì)設(shè)備的節(jié)能效率進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)大型機(jī)電設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行控制及效率，并完善企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)調(diào)度機(jī)制及算法，對(duì)我國煤礦企業(yè)的節(jié)能降耗進(jìn)行了深入研究，但是受限于煤礦傳統(tǒng)能耗思想及工作難度，以及環(huán)保工作壓力的不斷增大，節(jié)能降耗工作依然任重道遠(yuǎn)，需要從業(yè)者繼續(xù)努力。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　〔4〕姚福來.機(jī)電設(shè)備的效率優(yōu)化方法及其優(yōu)化控制的研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2012.

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