煤矿机电设备设计标准机电节能探讨

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摘要：无论是煤矿生产还是煤矿消耗，我国在世界排名都是相对靠前的，这也意味着煤矿资源在我国的能源结构中占据不可替代的地位。煤炭开采的过程也是一个大量耗能的过程，在目前倡导能源节约的时代背景下，最大化的实现煤矿机电设备的节能效果是解决能耗问题的重要途径。本文从煤矿机电设备实践过程中遇到的现实问题入手，分析提升设备节能效果的切入口，在发展需求的基础之上结合实际情况提出优化策略。

关键词：优化；煤矿机电设备设计；机电节能

随着我国社会经济水平的提升，不少行业纷纷将目光转向了创新，煤矿行业也不例外。近几年，不少数字化和智能化技术被应用于煤矿机电的生产流程中，这几乎成了行业发展的风向标。依赖科技的煤矿生产事业逐渐具备了数字化特点，新技术的优势在煤矿机电设备运作的过程中体现得淋漓尽致。解决了发展问题，煤矿行业又迎来了新的难题，那就是如何降低煤矿机电设备应用时产生的能耗。从科学选型、合理使用和有效管理的角度出发，每一个环节对于耗能的控制都是煤矿企业在生产过程中需要关注到的重点[1]。

1我国煤矿机电设备使用时面临的现实问题

现代煤矿生产活动普遍具有机械化特征，这都得益于不同类型的煤矿机电设备的使用。这些机电设备的加入，不仅解决了生产效率的问题，还在一定程度上为煤矿区企业创造了更多经济效益。但在煤矿机电设备投入使用的过程中，人们发现面临的不仅仅是简单的前期投资问题，后期的运作过程中同样会陷入大量耗能的困境。生产活动的高效性是建立在科学使用的基础之上，主要是指降低实践过程中出现设备故障现象的频率，只有这样才能满足企业对于利益的追求。就现状而言，我国煤矿机电设备在使用的过程中大致面临三种现实问题。

1.1煤矿机电设备投入实践后面临的配件选型问题

服务年限是每一台煤矿机电设备都有的，新采购的设备需要使用到规定的年限才能够退出生产线。煤矿生产是在特殊的环境中进行的，机电设备的运作周期非常长，因此，难免在使用的过程中面临不同程度的损耗问题。这时，就需要定时地更新配件，以延长机电设备的使用寿命。在对配件进行更新时，出于安全性的考虑，要求配件与设备之间达到极高的匹配度。但现实情况却是，一些煤矿机电设备在采购的过程中没有全方位地考虑设备与配件的匹配度，导致设备在使用时发挥不出最大价值，维修工作也显得举步维艰。煤矿机电设备若想达到良好的节能效果，就必须在采购之前充分考虑到设备配件选型问题。更新合适的配件才能使煤矿机电设备进入最佳的节能状态，以达到预期效果[2]。

1.2煤矿机电设备投入实践后面临的操作规范问题

尽管煤矿领域早已进入自动化阶段，但是由于煤矿生产具有独特性，目前能够熟练掌握煤矿机电设备自动化技术的人员少之又少。在实践过程中，技术人员的专业素养间接影响着煤矿机电设备的整体运行状态和使用寿命。绝大多数煤矿生产中发生的安全事故都是机电设备的不规范操作造成的。就目前煤矿企业的一线技术人员而言，各种各样的原因致使他们不具备较高的专业素养。部分技术人员对于煤矿机电的自动化操作还比较生疏，时常会因为一些小疏忽，导致机电设备无法正常运作，严重时甚至可能造成人员和财产的损失。

1.3煤矿机电设备投入实践后面临的管理监督问题

对煤矿机电设备采取科学有效的管理举措是行业发展的关键步骤，也是不少企业容易忽视的环节。科学的管理举措可以帮助设备提升工作效率，充分展现煤矿机电设备本身的优势。除此之外，它还可以帮助机电设备维持在良好的工作状态下，实现安全运转。就目前的情况来说，对煤矿机电设备采取的管理举措中仍存在不少弊端。科学化的管理模式长期处于缺位状态，规章制度的建设更是乱作一团。无法保证设备的科学使用以及正确维护保养，致使在细节处埋下安全隐患，事故随时可能发生。这样一来，不仅不能提高机电设备的效能，反而可能造成更大程度的能源损耗，甚至以牺牲生产活动安全性为代价。

2从设计方面出发探索优化煤矿机电设备的节能效果的举措

2.1对动力变压器的种类和容量进行科学选择

煤矿机电设备的使用环境一般都是位于井下，条件复杂，不宜使用燃油型设备。动力变压器是煤矿生产工作中不可或缺的设备之一，其中井下采掘生产活动应用最为普遍。若想实现机电设备的科学应用，第一步就是选用合适的动力变压器，在满足生产需求的基础之上尽可能地降低资源损耗，在提升安全性的同时，不以牺牲节电节能效果为前提。在一系列实践研究中，人们发现节能型的动力变压器不同于普通的动力变压器，其能在极大程度上减少电能的浪费。这就提示相关的企业，在生产之前选择符合实际需求的节能型动力变压器，就能顺利解决能源消耗大的问题。另外，机电设备在进行空载运行的过程中会呈现出严重的能源浪费现象，此时不能单纯依靠节能型动力变压器，更要实现容量方面的科学配置。做到最大化降低空载运行现象出现的可能性，节约部分资源[3]。

2.2选择适合的煤炭提升设备、运输设备和动力装置

煤矿生产的流程中有一个环节是运输，这个环节的质量直接影响到生产活动的总体效果。也就是说，运输设备对煤矿生产能力的影响是不可取代的。企业通常期望在降低电能的同时满足煤矿生产的运力需求，做到两点兼顾的唯一途径就是注重运输设备的科学选型。在选择适合的运输设备时要将经济性、先进性和实用性放于首要位置，采购工作展开前先制定最佳方案，以保证设备购置过程万无一失。通常情况下，煤炭在井下的运输系统由两部分组成，一个是主运输系统，另一个是辅助运输系统。主运输系统的主要任务是对井下的煤炭进行运输和提升，而辅助运输系统则是承担运输人员、物料和矸石的功能。在保证两个运输系统正常运转的同时，还要考虑到节能降耗的问题。目前为止，在煤矿企业高能耗设备中运用最为广泛的技术莫过于变频软启动技术。该技术的运作原理是对原有的系统重新设计计算，启动装置进行优化和升级，淘汰高能耗的传统产品，以达到预期的节能效果。

2.3对供电电压和供电线路进行合理布局

电力充足是煤矿机电设备正常运行的前提条件，简而言之，对供电系统的合理规划和科学设计直接决定了机电设备节能设计的成果。对供电系统进行合理化改造时，尤其需要关注到两个问题。首先是对供电电压的科学选择，煤矿生产之前需要企业的相关工作进行井上和井下供电结构规划。这样一来，电压等级就会在很大程度上被简化，变压次数达到最低，可以有效避免区域内配电出现轻载或重载运行的现象，保证主供电系统的电能损耗达到最小。除此之外，对变压器的容量进行合理化配置也是不容忽视的细节。面对长期处于轻载运行状态的变压器，可以选用小容量的变压器；面对长期处于满载或超载状态下的变压器，可以选用大容量的变压器。配电变压器的安装位置一定要选择负荷中心，最大供电半径要不大于500m。其次是对供电线路进行合理化布局，增加供电线路回路是首要任务，实际操作的过程中尽可能选用截面大的导线。布局的依据是最大负荷及最小负荷利用的小时数，需要结合经济电流密度展开全方位的考量。一旦出现负荷电流超出导线经济电流数值的情况，要及时更换导线截面或是降低负荷电量，以架设第二回线路，达到节能降耗的终极目标。

3结语

总的来说，节能降耗是时展的硬性需求，也是煤矿机电设备优化升级的具体方向。对机电设备实施节能措施不只是为了响应国家的号召，更是为了保证煤矿企业的市场竞争优势。借助节流来实现经济收益的最大化是企业的不二之选，也是生产发展的刚需。

参考文献：

[1]王华芳.煤矿电气自动化控制系统研究[J].能源与节能，2017(04):180-181.

[2]武晋文.煤矿机电设备管理系统的优化设计[J].矿业装备，2018(04):56-57.

[3]李俊.回采机电设备安全管理及优化设计探讨[J].能源与节能，2019(09):155-156.

作者：梁广 单位：山西西山煤电股份有限公司马兰矿