一、政策背景
《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平(2022年版)》的通知,选煤电力单耗的标杆水平3年内应达到《选煤电力消耗限额》(GB 29446-2019)规定的二级标准。
据统计,我国仅有约5%的炼焦煤选煤厂选煤电力单耗达到一级(≤5.0 kWh/t),约 50%达到二级(≤7.0 kh/t),约 75%达到三级(≤8.5 kwh/t),约 25%达不到三级。动力煤选煤厂也存在类似情况。这些能耗不达标的选煤厂如果不改变现状,不仅将面临被淘汰的风险,还严重影响煤矿企业整体节能成效。
焦煤发〔2023〕180 号《山西焦煤矿井选煤厂建设指导意见》要求,选煤厂需完成“四耗”在线监测,即对现场的电耗、水耗、药耗、介耗进行在线监测,提升管理水平。
二、选煤厂“四耗”来源
(1)电耗:选煤厂是高度机械化的流水线企业,设备使用比较集中,设备电耗为选煤厂最大能耗。
(2)水耗:选煤厂多采用湿法选煤。湿法选煤需要使用大量的水,虽然大部分水都可以循环利用,但每年仍然要使用大量清水。
(3)药耗:药剂主要包括浮选药剂和絮凝剂。
(4)介耗:选煤厂介耗主要反映在有重介质选煤的选煤厂中,重介质包含重液、重悬浮液等。
三、选煤厂能源管理系统解决方案
3.1 电耗数据采集
其中影响选煤设备电耗的因素有很多,比如因设备可靠性不高造成的设备维修空转时间加长,而产生的无效电耗,因选煤工艺流程复杂、选煤设备布置不合理造成居高不下的电耗等等。
通过在选煤厂主要变配电所以及重要用能设备上安装电力能效终端或对接既有电力监控系统,在线采集重要用电回路的电压、电流、有功、功率因数、电度等数据,实现选煤厂电耗数据的在线监测。
3.2 水耗数据采集
选煤厂水耗大小主要取决于产品水分的高低。随着煤炭开采机械化程度的提高,入选原料煤粒度变细,煤泥量剧增。如果脱水设备效率低,尤其是煤泥脱水工艺落后,就会导致选煤产品水分高、选煤厂水耗高。
水耗主要分为复用水及自来水,通过在复用水及自来水的各个管道节点安装电磁流量计,实现选煤厂水耗数据的在线监测。
3.3 药耗数据采集
浮选药剂耗量主要和药剂种类、煤泥性质、预处理设备等因素有关,药剂种类选择不合理或预处理设备工况不佳将导致浮选药剂耗量增加;絮凝剂是用在煤泥水浓缩澄清环节,絮凝剂分子量的选择、配制以及加药方式等都会影响絮凝剂耗量。
在选煤厂输送药剂的管道上安装孔板流量计,实现选煤厂药耗数据的在线监测。
3.4 介耗数据采集
介耗包括技术介耗和管理介耗两部分,技术介耗高主要由工艺流程不合理、脱介设备选型不匹配等原因造成的;管理介耗高则体现在人工操作环节,如重介质分选环节操作人员未能合理控制分流。
通过在运输铲车、介质库添加系统单量行车液压抓斗安装实时计量显示装置,实时获取将铲车、抓斗上的计量数据。
四、选煤厂能源管理系统收益
4.1 “四耗”在线采集
通过在线采集沙曲选煤厂的电耗、水耗、药耗、介耗,帮助沙曲选煤厂实时计算吨煤电耗、取水定额、吨煤药耗、吨煤介耗等数据指标,进行能效对标,帮助用户了解能耗水平,挖掘节能空间。
4.2 “四耗”异常告警
通过获取沙曲选煤厂的电耗、水耗、药耗、介耗,并通过能源管理系统智能算法告警,无需手动设置限值,系统自动学习“四耗”的正常范围阈值,出现异常自动告警,帮助用户自动识别能耗异常部分,减少跑冒滴漏。
4.3 电费优化分析
根据基本电费分析、力调电费分析、峰平谷电费分析等多重分析功能帮助用户洞悉电费结构,计算降费潜力,为用户减少基本电费、提高设备功率因数、削峰填谷等提供优化建立。
4.4 保障设备安全
通过在线采集选煤厂重要用电设备的电压、电流、有功、功率因数等参数,分析可能存在的电能质量缺陷,并提出合理化建议,当有部分数据异常,可自动告警,保障设备用电安全。
4.5 提高管理水平
通过选煤厂能源管理系统在线采集实时了解选煤厂的真实能耗水平,减少人工抄表、人工统计、人工考核的工作量,帮助企业合理进行用能规划,洞悉能源成本,大幅提高管理水平。