金属矿山能耗分析及研究

金属矿山能耗分析及研究

鲜军  

九龙县雅砻江矿业有限责任公司         626201

摘要：金属矿山生产中需要消耗大量能源，同时也造成大量的能源损耗。随着可持续发展理念的深入，矿山生产必须树立节能降耗的意识，通过对工艺流程优化、机电设备改造等措施达到降耗的目的。本篇文章主要对以我公司为例进行能耗分析和探讨，提出节能降耗策略，以期为同行业的电气工作者提供参考。

关键词：金属矿山；节能降耗；节能策略

引言

根据矿山企业的性质，矿山一般建设周期长、服务年限长，矿山设计时考虑了节能降耗措施，建设完成后原有的节能降耗措施无法满足节能降耗要求，而且在满足生产的情况下，一般很少考虑节能降耗。矿山机电设备采购费用高、使用寿命长、安装较复杂，在能正常使用的情况下一般不进行更换，导致矿山企业能耗高，无法适应现阶段我国能源方面的相关要求。随着国家提出“碳达峰”、“碳中和”目标，节能降耗已成为国家对矿山企业的基本要求，行业主管部门出台了一系列引导、扶持矿山企业有效实施能源管理，实施节能减排的政策，但矿山企业管理比较粗放，矿山高能耗设备较多，更换成本高，能源内外流失现象时有发生，因此矿山设备能耗分析与研究变得尤为重要，能让企业更清晰了解自身能耗情况并作出相应调整,达到节能降耗、降低成本的目的。

1 矿山用能现状

我公司所属黑牛洞铜矿地处四川省甘孜藏族自治州九龙县南部，矿区海拔高度3000米以上，于2013年4月开工建设，2018年5月正式投入生产，截止2021年产能已达到设计值约75%。主要产品有铜、锌、硫，主要消耗能源为电能。本项目建设完成到现在仅3年半，系统设计时已充分考虑地形条件、采矿方法、选矿工艺流程等因素并针对性进行节能设计，设备也比较先进，能耗相比同类型矿山有明显降低。根据近3年的运行数据发现，实际产品单位能耗虽低于同类型矿山，但远超设计值，且呈逐年递增趋势。严重影响节能降耗工作的开展，增加企业生产成本，更制约了矿山的生存和发展。

2 能耗分析和研究

产品单位能耗高和未达产有一定关系，但也充分暴露出管理不到位、运行不科学、生产组织不到位等问题，进一步分析发现设计存在缺陷、部分设备选型不合理。为此，将从以下几个方面对产品单位能耗高的原因进行分析和研究。

2.1设计缺陷

（1）前期勘察不到位，矿体位置发生变化，导致巷道位置偏离矿体，增加掘进量，同时增加运输距离和局部通风，造成用电量增加。

（2）通风设计不合理，根据通风安全规范，为保证通风量，实际生产中增加局部通风，共增加22KW轴流式风机4台，增加负荷88KW，造成用电量增加。

（3）选锌浮选机电机设计选用7.5KW电机，根据实际生产需要，需采用11KW电机方能满足要求,14台共增加负荷49KW，造成实际用电量相比设计有所增加。

2.2设备选型不合理

（1）选硫浮选机设计选用自吸式机械搅拌SF-8浮选机（配备30KW电机），根据实际情况，选硫采用自吸式机械搅拌SF-4浮选机（配备15KW电机）即可满足生产要求，造成电能浪费。

（2）井下照明和厂区照明均采用金属卤素灯，办公区采用日光灯，耗能较高，如更换为LED灯，将有效减少电能消耗。

（3）变压器富余量较大，在用变压器22台，合计容量约14000KVA，实际最高负荷约5500KW，富余量超过40%。如总降主变选用10000KVA变压器，实际负荷约5500KW；生活区箱变选用1600KVA变压器，实际负荷不到200KW，造成损耗增加。

2.3组织管理不到位

（1）员工节能意识淡薄，节能减排定额考核不够细化，相关责任不明确，导致生产现场常出现跑、冒、滴、漏及长流水、长明灯等浪费能源现象。

（2）由于目前未达产，井下供矿不均衡，选矿系统无法保证连续生产，常出现开着设备等供矿，或停机等矿的情况，导致选矿系统频繁启停设备和空载率较高，造成产品单位能耗增高。

3节能降耗策略探讨

3.1完善节能制度，制定管理措施

（1）成立节能降耗领导小组，负责建立能源管理体系，完善节能减排制度，编制年度节能计划，并对落实情况进行检查和督导，并将检查情况纳入部门和个人年度考核。

（2）加强员工培训，提高员工节能意识，调动员工参与能源管理和控制的积极性，实现能源的合理分配使用，对生产过程中的挖潜降耗先进经验要予以总结推广，降低能源消耗。

（3）科学组织生产，各部门积极协调配合，合理配矿，避免频繁启停设备，降低设备空载率，全力保证设备连续稳定高效运行。

（4）严格控制非生产用能，完善用能计量监督管理。提高能源计量设备配备率，重点部位配备率达到100%。

3.2采用技术攻关降低能耗

（1）优化变配电系统。根据用电负荷，计算后合理选用电缆和变压器，选用低阻值电缆、选用S11及以上型号变压器，减少电缆发热和变压器损耗造成的无功耗能。将变电站或变压器靠近负荷中心，缩短供电线路距离，减少电能损耗。在变电站或变电所配备无功补偿装置，提高输送电压，提高功率因数，减少无功损耗，在总降或用电负荷高的配电所配备10KV高压补偿装置，在其他配电所配备低压补偿装置,高低压补偿装置配合使用，功率因数达到0.95以上。

（2）改变电动机原有启动方式。将部分直接启动、自耦降压启动、星三角启动的设备升级为软启动、变频启动，减小启动电流，延长设备使用年限，同时降低电能损耗。近几年，公司投入资金将所有离心式水泵由星三角启动升级为软启动，将风机由自耦降压启动升级为变频启动，将渣浆泵由直接启动升级为变频启动，节能效果明显。

3.3实施技术改造，降低设备运行能耗

（1）选硫系统改造。将现有的2套选硫系统改造为1套系统，2#选硫系统设备全部停用，将2#选锌系统的尾流矿浆引入1#选硫系统，共计减少自吸式机械搅拌SF-8浮选机（配备30KW电机）14台，XBT-2500提升搅拌槽1台（配备30KW电机），减少负荷450KW。

（2）空压机及压风管道改造。通过变频控制技术，调整空压机实际产气量，将原有5台空压机实现连锁控制，减少空压机频繁出现卸载工况，提高系统效率。在压风管道各支管处安装电动气门，根据各中段生产情况调节气门，减少风的损耗，同时避免空压机频繁加载、卸载。对压风管道漏风处进行修补，减少压缩空气泄漏造成能源浪费。

（3）生产用水系统自动化控制改造。利用PLC、网桥无线传输等技术，将生产用水各水池与水泵连锁，实现取水系统无人值守，避免因人工疏忽导致水池溢流造成能源浪费，同时减少人工投入、降低劳动强度，保证了生产高效、稳定。

图1  回水系统流程图

（4）选矿系统自动化改造。引进现在成熟的选矿自动化控制技术，利用在PLC技术、线粒度分析仪、自动取样机、矿浆PH分析仪、超声波浓度计等实现选矿流程远程启停、连锁开停机、破碎机挤满给料、球磨机恒定给矿和比例给水、浮选机液位和充气量自动控制、PH在线监测、自动加药等功能，使设备高效运行，减少电能的损耗。

图2  选矿自动化控制系统图

（5）照明系统改造。将井下和厂区照明的金属卤素灯，办公区的日光灯等全部更换为LED灯，减少负荷约133KW，增加时控、光控开关，避免长明灯现象，每年节约用电约82万度。

综上，引进新技术、新工艺、新设备，提高了生产效率，极大降低了能源消耗，为公司节能降耗目前打下坚实基础。

4结语

《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了"十一五"期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，作为高耗能的有色金属矿山企业必须转变思想、提高认识、加强管理、明确责任、加大投入，改变高能耗现状，加快淘汰落后生产能力、工艺、技术和设备，围绕资源高效循环利用，积极引进新设备、新工艺、新技术，突破制约企业发展的技术瓶颈，实现企业可持续发展。

参考文献：

[1]王先华.丁乾玲 节能降耗提高矿山效益[J] 有色冶金节能 2003 20(1)5-7,11

[2]朱俊士 冶金矿山企业节能降耗的对策[J] 矿冶工程2003 23（1）:19-21

[3]王香玲 矿山设备运行能耗分析与研究[J] 设备管理与维修2019 4（上）：193-194