山西西山煤電股份有限公司 馬蘭礦 董紅艷

煤礦企業(yè)節(jié)能降排及低碳發(fā)展分析

山西西山煤電股份有限公司 馬蘭礦 董紅艷

低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)是高效利用能源、開發(fā)清潔能源，追求綠色GDP，其核心是對能源技術(shù)和減排技術(shù)的創(chuàng)新。煤礦企業(yè)歷來被認(rèn)為是高污染、高排放的勞動力密集型企業(yè)，市場競爭的日趨激烈以及裝備科技水平的不斷提高，使煤礦企業(yè)的節(jié)能減排、低碳發(fā)展不僅成為可能。

一、節(jié)約用電，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)

1.采用無功補(bǔ)償技術(shù)，提高電網(wǎng)功率因數(shù)。以一個(gè)設(shè)計(jì)能力為400萬t/年的礦井為例，每天的平均負(fù)荷為18 000 kW，功率因數(shù)0.85。如果采取無功補(bǔ)償技術(shù)，將其功率因數(shù)提高到0.9，將節(jié)約電功率1 636 kW，年節(jié)約電能1 177.92萬 kW·h。

2.采用變頻技術(shù)，減少電能消耗。煤礦中有許多設(shè)備可以采用變頻技術(shù)。采用變頻技術(shù)不僅可以極大地改善設(shè)備的運(yùn)行工況，而且會取得較為明顯的節(jié)電效果，特別是對于井下的局部通風(fēng)機(jī)，如果采用變頻技術(shù)，可以根據(jù)工作面的瓦斯?jié)舛茸詣诱{(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，避免“一風(fēng)吹”，進(jìn)而減少電能消耗。

3.采取有效措施，降低礦井通風(fēng)阻力。若礦井通風(fēng)阻力過大，在同等風(fēng)量的條件下，不僅需要加大礦井通風(fēng)機(jī)的功率，而且還會造成局部地段風(fēng)速超限，在全負(fù)壓通風(fēng)的采煤工作面還會造成瓦斯涌出異常。

4.不同的采煤工作面，煤質(zhì)的硬度也是不同的，這就要求相關(guān)作業(yè)人員根據(jù)不同的情況，確定合理的截深和牽引速度，使采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)負(fù)載范圍內(nèi)。同時(shí)，要堅(jiān)決杜絕空開設(shè)備現(xiàn)象和重載啟動設(shè)備現(xiàn)象，將節(jié)能降耗貫徹到生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)。

5.注重諧波治理，減少電能浪費(fèi)。諧波的危害十分嚴(yán)重，能使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。目前常用的諧波治理的方法有三種，無源濾波、有源濾波、無功補(bǔ)償。

6.在確?？煽啃缘那疤嵯?，盡量使用同步電動機(jī)。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流，同步電動機(jī)可產(chǎn)生超前的無功功率，可在一定程度上減少電網(wǎng)無功損耗。

二、科學(xué)處理煤礦生產(chǎn)副產(chǎn)品

在煤礦行業(yè)，瓦斯和矸石是必不可少的副產(chǎn)品。

1.合理利用瓦斯。近年來，瓦斯治理已經(jīng)成為煤礦企業(yè)的頭等大事。治理瓦斯的根本辦法是抽放，并將抽出的瓦斯加以利用。目前，對瓦斯的利用主要有瓦斯發(fā)電、民用燃料、汽車燃料等形式，其中，瓦斯發(fā)電和民用燃料是目前較為通行的利用形式。在煤礦生產(chǎn)過程中，通風(fēng)是必不可少的，因此，會有大量的瓦斯通過通風(fēng)系統(tǒng)排入空氣中，盡管這部分瓦斯?jié)舛葮O低，但數(shù)量巨大。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在一個(gè)高瓦斯礦井，每百萬噸原煤會排出1000萬～2000萬m3純甲烷。

2.正確處理煤矸石。煤矸石是煤炭生產(chǎn)過程中的另一個(gè)副產(chǎn)品。目前我國規(guī)模較大的煤矸石山有1 600多座，累計(jì)堆存煤矸石45億t以上，占地面積約1.5萬公頃，并隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展以每年1.5億～2.0 億t的速度增加。堆積的煤矸石不僅占用了大量土地，而且經(jīng)長期的風(fēng)吹雨淋后很容易發(fā)生自燃，排放出二氧化硫、氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體；還會發(fā)生風(fēng)化、分解和溶濾等作用，釋放出大量的微量有害元素，對大氣、土壤造成嚴(yán)重污染；有可能引起矸石山周圍的地下水污染，嚴(yán)重威脅礦區(qū)居民的身體健康。此外，煤矸石堆多具有坡度陡、結(jié)構(gòu)松散等特點(diǎn)，若在丘陵地區(qū)的將煤矸石沿山坡隨意堆放，會造成很大的崩塌、滑坡和泥石流隱患。

目前，煤矸石在化工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在制取鋁系產(chǎn)品、制取硅系產(chǎn)品、制備硅鋁炭黑、制備復(fù)合型鐵系高分子絮凝劑、制備鈦白粉、制備微晶玻璃、制備分子篩、生產(chǎn)硫酸銨等方面。

三、利用清潔能源，減輕對電能的依存

每個(gè)礦區(qū)有很多路燈，有的礦區(qū)還有為數(shù)不少的景觀燈。若使用太陽能電池設(shè)備，在陽光充足的情況下照射一天，其蓄積的電能夠供路燈使用上四到五天。以馬蘭礦為例，全礦區(qū)共有路燈102盞，平均每盞燈的功率為80 W，總計(jì)8.16 kW，平均每天亮燈5.4 h，每年耗電8.16×5.4×365=1.6（萬 kW·h）。若再加上地面工業(yè)場所、辦公場所用電，總用電量將更加可觀。太陽能設(shè)備也有其缺點(diǎn)，其中之一就是一次投入較大，使用成本高，但隨著社會對太陽能需求量的增加和科技的進(jìn)步，其價(jià)格正將逐年下降。太陽能設(shè)備的另一個(gè)缺點(diǎn)是可靠性不高，易受陰雨天氣的影響。對此，只需設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的網(wǎng)、電切換電路，其可靠性不高的問題將得到有效的解決。

對開采深度較大的煤礦，還可以利用地?zé)醽斫鉀Q冬季采暖問題?？諝庠礋崮鼙檬且环N嶄新的熱水加熱技術(shù)，它能以非常低的能耗將水迅速加熱。其優(yōu)點(diǎn)是能取消鍋爐，消除壓力容器的潛在危險(xiǎn)；不用采購、運(yùn)輸、儲藏燃煤；省去了燃油、燃?xì)夤?yīng)管道；省去了煙囪，不排放煙塵、有害氣體、溫室氣體；化解了火警及爆炸危險(xiǎn)；能使機(jī)房面積縮小20% ～ 60%；可取消專業(yè)職守人員；可作為干燥空氣設(shè)備使用，并額外產(chǎn)生熱水。目前，該項(xiàng)技術(shù)已在住宅建設(shè)中得到了廣泛采用。

四、結(jié)論

隨著世界能源危機(jī)的蔓延，能源價(jià)格日益昂給，能耗在煤礦企業(yè)生產(chǎn)成本中的比重將越來越大。搶先一步，積極采取有效措施，節(jié)能減排、低碳發(fā)展將不僅僅是企業(yè)發(fā)展的需要，更是企業(yè)生存的需要。

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