孫鳴陽

招金礦業(yè)股份有限公司蠶莊金礦 山東招遠(yuǎn) 265400

黃金礦山的開采將消耗大量的電能。據(jù)相關(guān)資料顯示，以一個(gè)中型黃金礦山為例，僅年用電成本就上千萬元，占黃金礦山企業(yè)日消耗成本的一半以上。電能的大量消耗不僅是由于生產(chǎn)的需要，還受電功率因數(shù)、設(shè)備性能或啟動(dòng)時(shí)間的影響，造成部分電能在使用過程中浪費(fèi)，電能利用率低[1]。因此，為了節(jié)約黃金礦山的日常開支，有必要加強(qiáng)黃金礦山的電氣節(jié)能管理。

1 黃金礦山節(jié)能的重要性

首先，從經(jīng)濟(jì)效益的角度來看，電氣節(jié)能將有助于黃金礦山提高利潤(rùn)，大大降低生產(chǎn)成本。黃金礦山有許多生產(chǎn)設(shè)備和照明系統(tǒng)，這些方面的總用電量是企業(yè)的一大支出。因此，電氣節(jié)能有助于企業(yè)的發(fā)展。而且，我國(guó)提倡企業(yè)落實(shí)節(jié)能減排政策，把建設(shè)節(jié)能型社會(huì)作為努力方向。電氣節(jié)能也是促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展的重要措施。

2 礦山電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)原理

2.1 經(jīng)濟(jì)效益原則

在電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需要，既要滿足節(jié)能要求，又要滿足生產(chǎn)需要，不能為了節(jié)能而節(jié)能，導(dǎo)致成本增加。經(jīng)濟(jì)效率原則是設(shè)計(jì)過程中必須遵循的原則。依據(jù)經(jīng)濟(jì)效益要求，合理選擇節(jié)能設(shè)備和材料；節(jié)約能源，充分回收利用節(jié)余資金，全面提高企業(yè)效益。

2.2 節(jié)能原則

在電力節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，節(jié)能是首要的目標(biāo)。根據(jù)礦井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行能耗控制，并針對(duì)具體能耗原因，采取相應(yīng)的節(jié)能措施。通常來說，黃金礦山的主要用電設(shè)備往往會(huì)集中在生產(chǎn)區(qū)域，這也導(dǎo)致了礦區(qū)總降壓變電所的位置往往會(huì)靠近選礦廠和采礦部分。另外，在進(jìn)行礦山節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中有關(guān)人員還需要考慮變電所進(jìn)出線方向，然后從電力電纜和架空線路的消耗及線路功率損失這兩項(xiàng)原則來選擇確定。

2.3 電機(jī)更新

目前，國(guó)家重視節(jié)能工程，不斷研究各種節(jié)能新技術(shù)、新方案。其中，電機(jī)系統(tǒng)改造是一項(xiàng)非常重要的工程。目前，我國(guó)的電機(jī)系統(tǒng)水平和技術(shù)水平雖然還無法與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，如電機(jī)平均效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低3%-5%，運(yùn)行效率也比發(fā)達(dá)國(guó)家低20%。要進(jìn)一步加強(qiáng)電力系統(tǒng)節(jié)能改造工作。

3 黃金礦山電氣節(jié)能的類型

3.1 供電系統(tǒng)節(jié)能

黃金礦山由于其資源屬性的特殊性，往往地理位置比較偏僻，必然造成主電源線路較遠(yuǎn)，電能長(zhǎng)距離輸送，造成能源的巨大損失。因此，對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造是非常必要的。此外，還應(yīng)考慮到，黃金礦山供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般為35kV或66kV，因此需要根據(jù)各黃金礦山的實(shí)際負(fù)荷來控制電壓等級(jí)，以減少部分電力浪費(fèi)在電力線路上。

3.2 配電系統(tǒng)節(jié)能

配電網(wǎng)節(jié)能也是黃金礦山電氣節(jié)能的另一個(gè)重要方面。一種合理而科學(xué)的用電統(tǒng)計(jì)可以為設(shè)計(jì)者提供準(zhǔn)確的信息，從而判斷配電網(wǎng)設(shè)計(jì)是否科學(xué)；此外，通過合理的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以把變電站和變壓器的位置布置在負(fù)荷中心，從而實(shí)現(xiàn)配電線路的最佳配置，縮短線路距離，減少電能損耗。

4 黃金礦山電氣節(jié)能措施

4.1 機(jī)電設(shè)備選型的合理選擇

黃金礦山開采的工作性質(zhì)是24小時(shí)連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)單元相互連接。黃金礦山電氣設(shè)備最基本的選擇標(biāo)準(zhǔn)是容量匹配。容量匹配包括兩個(gè)方面：一是電氣系統(tǒng)與礦山生產(chǎn)能力的匹配：為避免系統(tǒng)生產(chǎn)性能的浪費(fèi)，根據(jù)黃金礦山的實(shí)際運(yùn)行情況，參照平均生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)容量；二是井下系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間生產(chǎn)率的匹配：黃金礦山井下的主要生產(chǎn)設(shè)備是提升機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、鑿巖臺(tái)車、破碎機(jī)等，根據(jù)這些設(shè)備的功率因數(shù)、選定的生產(chǎn)能力等，選擇合適的水泵和風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)最合理的搭配[2]。

4.2 加快電氣設(shè)備升級(jí)改造

更換能耗高的設(shè)備。電機(jī)是黃金礦山企業(yè)中使用最頻繁、能耗最高的電氣設(shè)備。電機(jī)為各種生產(chǎn)設(shè)備提供動(dòng)力。在一般的金屬采礦業(yè)中，電機(jī)作為主要的電氣設(shè)備，其能耗決定著整個(gè)黃金礦山行業(yè)的能耗。因此，對(duì)于國(guó)家已經(jīng)淘汰、高能耗的機(jī)電設(shè)備，企業(yè)應(yīng)該加快更新?lián)Q代。雖然更新?lián)Q代要花很多錢，但從發(fā)展的角度看，將更有利于企業(yè)整體效益提升。設(shè)備的節(jié)能將為黃金礦山行業(yè)節(jié)約相當(dāng)一部分的電能支出。淘汰舊設(shè)備、更換新設(shè)備是電氣節(jié)能的直接途徑。

4.3 功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能

電氣設(shè)備中，無功功率的損耗占了整個(gè)電能消耗的很大一部分，電能浪費(fèi)嚴(yán)重，比如線路的損耗、設(shè)備的熱損耗等等，這些現(xiàn)象導(dǎo)致電機(jī)的功率因數(shù)降低，從而有用功率也會(huì)降低。但若在變頻技術(shù)中增設(shè)濾波電容元器件，就會(huì)緩解上述問題，提高有功功率，減少損耗。例如招金礦業(yè)股份有限公司早子溝金礦安裝11臺(tái)ZMZ系列智能補(bǔ)償節(jié)電裝置用于選礦浮選機(jī)，降低電能損耗，使電機(jī)電流降低15%以上，節(jié)電效果達(dá)到10%，每年可節(jié)約電費(fèi)35萬元。

4.4 軟起動(dòng)節(jié)能

電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式分為硬啟動(dòng)與軟啟動(dòng)，電機(jī)硬啟動(dòng)的方式會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，由于硬啟動(dòng)的瞬間需要較大的電量，所以對(duì)電網(wǎng)的容量要求也高，瞬間產(chǎn)生的電流可能會(huì)對(duì)設(shè)備有所損傷，造成設(shè)備的使用年限縮短，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)的損失[3]。變頻器的應(yīng)用突破了技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，杜絕了設(shè)備硬啟動(dòng)造成的不良后果。

總之，只有重視黃金礦山的節(jié)能，以上各種措施才能收到令人滿意的效果。節(jié)能減排是當(dāng)下我國(guó)重要的發(fā)展趨勢(shì)，從黃金礦山行業(yè)的角度而言，電氣節(jié)能關(guān)系著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與安全生產(chǎn)。黃金礦山電氣節(jié)能是做好礦山安全保障工作的前提工作之一。這項(xiàng)工作進(jìn)行能夠避免或減少安全事故的同時(shí)確保生產(chǎn)的持續(xù)性，因此對(duì)于我國(guó)礦山行業(yè)的發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用。