施 军

(山西阳煤集团 寺家庄煤业有限责任公司，山西 阳泉 045000)

1 概 述

选煤厂在运行过程中会消耗大量的能源，也会排放大量的污染物。随着煤炭机械化开采的增加以及煤质的下降，原煤洗选难度也越来越大，从而更加剧了能源大量消耗[1]。因此，选煤厂的节能降耗问题受到高度重视，选煤厂供电系统的节能降耗问题更值得关注。

对山西阳煤集团一些选煤厂供电系统(配电室、集中控制室、变压器等)的基本情况及节能降耗情况进行的调查数据显示：选煤厂集中控制室共有18个，高压配电室有17个，低压配电室83个，500 kVA以上变压器64台。调查还发现各个选煤厂的设计水平层次不齐，安装时间差异也较大，且相关的各项保护及节能措施都比较滞后[2]。根据这一现状，笔者结合自身经验，对山西阳煤选煤厂供电系统节能降耗中存在的问题进行分析，并提出几点改进措施。

2 选煤厂供电系统节能降耗现状

在目前的山西阳煤集团选煤厂供电系统运行中，由于选煤厂规模较大和现代机械化水平不断提升，集团为保障正常生产的顺利实施，对选煤厂投入大量的资金，且装备了小功率、低耗电的机械设备。因此，机械设备的节能降耗已成为当下集团生存发展的重要内容之一。但在山西阳煤集团选煤厂供电系统来讲，选煤厂虽然应用到了大量的机械设备，但是变频器与电容补偿、功率因数等方面的技术还有待提升。此外，由于基层人员综合素质水平参差不齐，缺乏节能完善管理制度，所以在实际的节能降耗过程中，工作人员盲目性工作，并无实际成效，进而造成集团节能降耗工作无法落实[3]。

3 选煤厂供电系统节能降耗的优化措施

3.1 管理优化措施

(1)加强节能降耗技术管理。在选煤厂供电系统节能降耗过程中，技术管理应放在首位。选煤厂成立技术研究小组，对节能降耗技术定期召开会议，归纳总结技术现状，以便改进技术。比如：供电系统中出现非线性用电负荷增多问题，此故障多由供电系统中的谐波受到干扰，降低系统功率因数，进而引发线路设备的热效应而产生。研究小组经讨论提出：采用因地制宜方式抑制供电系统谐波。

(2)加强用电节能降耗管理。在选煤厂供电系统节能降耗的过程中，应注重科学化管理。以选煤厂的实际情况为基础，做好节能用电管理。供电系统部门首先应通过对线路损耗的计算，对比实际用电与计划用电情况，以对比和计算数据为基础，合理选择线路损耗指标，并将相应的指标下发给相关部门。但为保障指标的落实，应将此项工作与业绩考核结合管理，以便保障工作人员的工作效率，提高规范性。

(3)加强人员节能降耗管理。在选煤厂供电系统节能降耗的过程中，单位应注重人员节能降耗培训工作，定期召开节能降耗会议，讨论节能降耗措施，研讨如何优化节能降耗技术。通过这些方式，可以提高工作人员的节能降耗意识。

3.2 技术优化措施

(1)供配电变压器节能。在选煤厂供电系统节能降耗的过程中，作为供电系统输送电能的主要设备，变压器也会消耗电能，虽然这种电能消耗较小，但是长时间造成的电能损耗较大。因此为实现变压器节能，选煤厂应使用低损节能变压器，比如：SC9-30、SC10-30等等，这些都是通过优质冷轧晶取向矽钢片，这种材料参有效降低变压器的漏磁等损耗[4]。与此同时，变压器的使用和选择非常重要，选煤厂应根据实际情况，合理选择容量及台数。另外，在变压器的运行中一般都是并联电路，且并联电路中的变压器电压与变压比保持一致、连接组别相同，容量也基本相同。因此，笔者建议在选择抗阻电压时，选煤厂应重视供电系统的电压、电压波动是否满足实际情况，进而限制低压系统中短路位置的电流变化。

(2)供电系统的电动机节能。在选煤厂供电系统中，三相交流异步电动机作为常见供电系统设备，其在运行过程中消耗的有功功率较多，但有时会需要无功功率，且功率因素较低，因此这种设备的耗能较多。因此，选煤厂要实现电动机节能降耗目的，建议选煤厂采用就地补偿电容器，让线路损耗减少，进而减少电动机的轻载和空载运行。另外，为实现电动机的节能降耗，还可以采用变频器和软启动器控制，在变频的调速下，让电动机负载率出现变化，自动调节转速与负载率保持一致，降低电能损耗。此外，也可以通过提高自然功率因数将电能损耗降低。同时因为电动机的负载率与功率因数两者有着紧密的关系，所以轻载运行能够降低电动机的自然功率因数，相反电动机的电能损耗比较高，因此，电动机容量只有符合要求，并符合相关功率的要求，电动机的负载率就会提高，相反的自然功率因数就会随之变化，因此要核对机械负荷与电动机容量是否相符。

(3)供电系统线路损耗的降低。在选煤厂供电系统节能降耗过程中，供电线路因为距离比较长，纵横交错，所以电能的消耗也会较多。在选煤厂供电系统中，采用的线路电流一般都是不变的，根据公式P=I2R(P表示功率，I表示电流，R表示电阻)，降低线路电阻，可有效改善选煤厂供电系统线路损耗[5]。因此，选煤厂的节能降耗过程中，应选择导线电阻率小、长度相对较短的线路，并要避免线路弯曲。

(4)供电系统功率因数的提高。在选煤厂供电系统的节能降耗中，除了工艺调整之外，还可以通过电容补偿柜或者变频器和电容补偿提高功率因数。首先，选煤厂应采用大批的电容柜实施电容补偿改造，通过无功功率就地补偿装置将功率因数提高。同时对单独大功率用电设备也可以采用同样的方式，提高功率因数。其次，选煤厂应注意改造后的电容补偿柜的功率因数会提高0.1到0.95，此时选煤厂电容补偿柜功率因数比《煤炭洗选工程设计规范》中供电系数功率因数cosΦ正常值更高。正因如此，此时选煤厂的电力相对比以往电力节约5%，如果折算为原煤，大约降低了原来使用原煤的0.25 kW·h[6]。第三，在选煤厂的交流电路中，通过改变功率因数，将总电路的流量减少，促使供电系统中的电气元件容量减少，降低能源消耗。同时将供电系统的裕度增加，并增加负载容量。当负荷有功功率不变时，将线路以及变压器在流通过程中负荷的无功功率减少，有利于提高负荷功率因数。

(5)供电系统采用无谐波高压变频器。在选煤厂供电系统节能降耗过程中，选煤厂采用无谐波高压变频器，通过该变频器调节电动机的软启动，减小启动力矩，并减小高压循环水泵的频繁启停对高压控制柜的冲击，降低电动机受到谐波的影响。与此同时，还可以通过调节选煤厂生产过程中的水量来降低能耗。利用无谐波高压变频器，可实现电能的低消耗。

(6)供电系统的低压电器及照明。在选煤厂供电系统的节能降耗过程中，选煤厂需要选择一些低压电器，因为低压电器耗电量较小。由于选煤厂采用的低压电器数量较多，所以整体上总耗电量较多。选煤厂在选择低压电器时，应选择安全、节能且小功率、高电压的电器(如灯泡等)，而信号灯则可以使用发光二极管芯群。与此同时，选煤厂还可以利用交流接触器，让电源系统降低电能消耗，减少功率损耗。最后，在保证正常照明的前提条件下，充分利用光能，提高光能的使用效率；也可将电源线路供电设置为三相四线制，以减少电压损失，让灯泡发挥最大效果。

4 节能降耗效果分析

通过从管理、技术两方面的节能降耗管理，山西阳煤集团选煤厂的各种消耗得到了有效控制，自2017年的大量生产统计资料可知，相对比煤厂生产时期的情况，电能消耗由原来的每小时3.8 kW降低到每小时2.78 kW，而水能消耗由原来的0.12 m3降到0.03 m3，介耗则由原来的1.55 kg降到0.78 kg，药剂消耗由原来的4.5 g降到2.2 g，其他附件备用消耗明显降低，有效减少经济支出，使原来资源单价从3元降到2.5元，年可净创经济效益1 425.6万元。由此可见，从管理与技术方面加强节能降耗，效果显著。

5 结 语

能源作为人们赖以生存和发展的主要物质，科学合理的用电成为当下社会发展的关键。选煤厂应根据市场实际与现代化科技的发展，不断研发创新节能降耗技术和管理方式，从电动机、线路损耗、功率因数、低压配电系统等方面进行节能降耗。只有充分考虑各种因素，才可以保障选煤厂供电系统节能降耗的效率，推动选煤厂又快又好的发展。