王香玲

（太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司礦業(yè)分公司峨口鐵礦，山西代縣 034207）

0 前言

節(jié)能減排既是我國(guó)的國(guó)策，也是地方政府對(duì)礦山企業(yè)的要求，因此國(guó)家出臺(tái)了一系列引導(dǎo)、扶持礦山企業(yè)有效實(shí)施能源管理，實(shí)施節(jié)能減排的政策。但因企業(yè)的能源管理比較粗放和混亂、責(zé)任不清，造成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備跑、冒、滴、漏和長(zhǎng)流水、長(zhǎng)明燈等能源浪費(fèi)現(xiàn)象較多。礦山設(shè)備在能源消耗過(guò)程中，能源計(jì)量不準(zhǔn)確、大馬拉小車、高能耗設(shè)備投用和能源內(nèi)外流失等浪費(fèi)現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，因此礦山設(shè)備能耗分析與研究的首要任務(wù)是提高能源計(jì)量準(zhǔn)確率，減少高能耗設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，減少無(wú)功損耗和無(wú)效空轉(zhuǎn)，明確能源管理職責(zé)，杜絕能源流失。實(shí)現(xiàn)礦山設(shè)備低能耗管理標(biāo)準(zhǔn)化，更好發(fā)揮礦山設(shè)備運(yùn)行高效率、低能耗的目標(biāo)。

1 礦山設(shè)備運(yùn)行高能耗現(xiàn)狀

峨口鐵礦是太鋼不銹鋼的一座有50年歷史的集采礦、選礦、球團(tuán)焙燒于一體的聯(lián)合型國(guó)有大型礦山，采礦設(shè)備包括穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)礦和平峒溜井膠帶運(yùn)輸?shù)鹊V山設(shè)備；選礦設(shè)備包括四段破碎、三段磨礦、四次分級(jí)、五次磁選等礦山設(shè)備；球團(tuán)設(shè)備原設(shè)計(jì)為2臺(tái)8 m2豎爐焙燒生產(chǎn)，2005年由過(guò)去120萬(wàn)t/a豎爐燒結(jié)改擴(kuò)建為200萬(wàn)t/a鏈蓖機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)球團(tuán)燒結(jié)等礦山設(shè)備。近年來(lái)，由于自產(chǎn)鐵精礦不能滿足球團(tuán)燒結(jié)生產(chǎn)需求，需外購(gòu)鐵礦粉加工來(lái)補(bǔ)充不足。2009年峨口鐵礦進(jìn)行了采選設(shè)備擴(kuò)能改造，擴(kuò)能后礦山設(shè)備處理鐵礦石由500萬(wàn)t/a提高到750萬(wàn)t/a，生產(chǎn)鐵精礦由120萬(wàn)t/a達(dá)到200萬(wàn)t/a以上，完全滿足球團(tuán)燒結(jié)的生產(chǎn)要求。采選設(shè)備擴(kuò)能改造工程給峨口鐵礦帶來(lái)了巨大的生機(jī)和效益，但隨著擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能工程及配套工程的實(shí)施和推進(jìn)，礦山設(shè)備能耗結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化，選礦設(shè)備舊工序，即鐵精礦生產(chǎn)工序能耗指標(biāo)卻從2009年擴(kuò)能改造前46.08 kg標(biāo)煤/t鐵精礦上升到2017年51.82 kg標(biāo)煤/t鐵精礦，能耗逐年升高，使選礦設(shè)備能耗升高較快。能耗升高的原因，主要是治理崗位粉塵，改善職工工作環(huán)境而進(jìn)行的環(huán)保設(shè)備改造，為提高磨礦產(chǎn)能而進(jìn)行的大型設(shè)備投入，露天剝采原礦質(zhì)量不均勻而進(jìn)行的配礦作業(yè)，礦山設(shè)備選型不合理大馬拉小車，生產(chǎn)組織和運(yùn)行方式不科學(xué)，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的源跑、冒、滴、漏和長(zhǎng)流水、長(zhǎng)明燈等能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，既影響了礦山設(shè)備節(jié)能降耗工作開(kāi)展，也制約了礦山企業(yè)的生存和發(fā)展。

2 礦山設(shè)備運(yùn)行高能耗分析與研究

峨口礦山設(shè)備高能耗的原因，一是先天設(shè)計(jì)缺陷，二是擴(kuò)產(chǎn)后大型設(shè)備投入，但最終還是管理不到位、運(yùn)行不科學(xué)、設(shè)備選型不合理、生產(chǎn)組織不切合實(shí)際等原因造成。為此，從3個(gè)方面對(duì)礦山設(shè)備運(yùn)行高能耗原因進(jìn)行分析和研究。

2.1 先天設(shè)計(jì)缺陷造成礦山設(shè)備運(yùn)行高能耗

（1）隨著采場(chǎng)時(shí)空關(guān)系的變化，礦石越來(lái)越少，采場(chǎng)越來(lái)越深凹，運(yùn)礦車運(yùn)輸?shù)V巖距離近3年來(lái)逐年增加，2009年平均運(yùn)距從原來(lái) 0.568 km/t增加到 0.961 km/t，2011年增加到1.276 km/t，2014年增加到 1.466 km/t，2017年平均運(yùn)距高達(dá)1.68 km/t，礦巖運(yùn)距延長(zhǎng)意味著運(yùn)礦車消耗柴油增加，運(yùn)距延長(zhǎng)還造成了電鏟裝車待車時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，無(wú)功耗電量增加。

（2）隨著峨口鐵礦750萬(wàn)t/a擴(kuò)能改造項(xiàng)目的實(shí)施，大型礦山設(shè)備逐步投用，平峒運(yùn)輸、破礦能力也相應(yīng)增加，磨礦設(shè)備由過(guò)去11臺(tái)球磨機(jī)增加到現(xiàn)在14臺(tái)球磨機(jī)，浮船回水泵站、五道彎泵站、環(huán)水泵站相繼增加了水泵臺(tái)數(shù)，但是基礎(chǔ)貯礦倉(cāng)3萬(wàn)t的儲(chǔ)礦能力沒(méi)有同步擴(kuò)容，現(xiàn)有料倉(cāng)的先天設(shè)計(jì)局限性致使球磨機(jī)缺料、待料現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，限量生產(chǎn)、限時(shí)運(yùn)行造成球磨機(jī)能耗不斷增加，因此先天設(shè)計(jì)缺陷造成了球磨機(jī)低效率、高能耗運(yùn)行。

（3）尾礦庫(kù)浮船水泵回水量的80%回水量用于破碎除塵和20%回水量用于磨選設(shè)備冷卻，回水管路設(shè)計(jì)為（浮船—破碎—磨選）串聯(lián)方式，當(dāng)3萬(wàn)t料倉(cāng)儲(chǔ)礦滿足球磨機(jī)磨礦生產(chǎn)需要時(shí)，破礦設(shè)備可上午停機(jī)（3～4）h用于設(shè)備日常維護(hù)檢修，而浮船水泵回水要滿足磨選設(shè)備冷卻需要繼續(xù)運(yùn)行，結(jié)果是破碎除塵設(shè)備在停機(jī)期間開(kāi)動(dòng)回水設(shè)備，這是先天設(shè)計(jì)不合理造成高能耗的又一原因。

2.2 采選配礦生產(chǎn)造成礦山設(shè)備運(yùn)行高能耗

峨口鐵礦采用多采場(chǎng)聯(lián)合開(kāi)采的方式，南西、南東、北東、北西等采場(chǎng)按照現(xiàn)有境界連續(xù)生產(chǎn)，由于各采場(chǎng)礦源質(zhì)量不均勻、結(jié)晶粒度不一致，含硫量不一樣，北東采場(chǎng)存在大量結(jié)晶粒度細(xì)、含硫量高且難磨難選礦石（工業(yè)試驗(yàn)13 min磨礦后鐵精礦TFe品位＜62%），如果集中入選會(huì)對(duì)選礦系統(tǒng)造成鐵礦粉品位低、含硫量高，不僅造成球磨機(jī)磨礦效率低，而且精礦粉品位也不達(dá)標(biāo)。為此，峨口鐵礦出臺(tái)了各采場(chǎng)配礦管理辦法，制定了月度配礦計(jì)劃及周配礦計(jì)劃，精細(xì)采場(chǎng)配礦工作，對(duì)配礦電鏟設(shè)備進(jìn)行小時(shí)控制，提高難磨難選礦石可控度，確保難磨難選礦合理配入磨礦選別工藝及設(shè)備。但配礦帶來(lái)的2臺(tái)運(yùn)輸和破礦設(shè)備不能滿負(fù)荷生產(chǎn)，同等用電條件下每小時(shí)生產(chǎn)量?jī)H為額定生產(chǎn)量的1/3～1/2，因此礦山設(shè)備低效率、高空轉(zhuǎn)率、大馬拉小車的配礦生產(chǎn)方式，而造成礦山設(shè)備運(yùn)行時(shí)的高能耗。

2.3 環(huán)保設(shè)備大量投入增加了礦山設(shè)備能源消耗

近年來(lái)由于國(guó)家新環(huán)保法實(shí)施，極大提高了礦山環(huán)保要求及污染排放標(biāo)準(zhǔn)，增加了礦山環(huán)保設(shè)備設(shè)施，也提高了礦山設(shè)備總能耗水平。例如，破碎篩分車間由于大塊礦石經(jīng)破碎到細(xì)小顆粒及膠帶機(jī)輸送過(guò)程中，礦石粉塵懸浮速度大于沉降速度，造成的揚(yáng)塵彌漫在廠房空氣中，崗位粉塵濃度大大高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2 mg/m3，原有除塵設(shè)備不能達(dá)標(biāo)排放，為此峨口鐵礦投資500多萬(wàn)元人民幣對(duì)選礦破碎篩分除塵設(shè)備進(jìn)行改造，安裝文丘里濕式除塵器17臺(tái)，布袋式除塵器2臺(tái)，新增總負(fù)荷達(dá)到969 kW；還投資685萬(wàn)元人民幣新增燒結(jié)球團(tuán)料倉(cāng)裝車除塵設(shè)備，使球團(tuán)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到極大地改善等。環(huán)保設(shè)備的大量投入，在改善工作環(huán)境的同時(shí)，也新增了礦山設(shè)備用電總負(fù)荷，提高了礦山設(shè)備總能耗水平。

3 礦山設(shè)備運(yùn)行降耗策略

3.1 制定節(jié)能降耗管理措施

（1）建立科學(xué)合理的設(shè)備能耗管理體系，將礦山設(shè)備能耗指標(biāo)按年、季、月100%分解落實(shí)到各作業(yè)區(qū)、各工序和各用能部位，進(jìn)行逐月比對(duì)分析。對(duì)完不成指標(biāo)的單位進(jìn)行責(zé)任制考核，同時(shí)制定措施監(jiān)督執(zhí)行。

（2）進(jìn)一步規(guī)范轉(zhuǎn)供能源秩序，防止能源對(duì)外流失，嚴(yán)格審批用能手續(xù)，憑轉(zhuǎn)供雙方簽字認(rèn)可的結(jié)算單方可結(jié)算轉(zhuǎn)供能源數(shù)量。要使能源計(jì)量設(shè)備配備率達(dá)到98%，重點(diǎn)結(jié)算部位配備率達(dá)到100%，確保能源計(jì)量設(shè)備在有效期內(nèi)運(yùn)行，能源計(jì)量數(shù)據(jù)需準(zhǔn)確可信。

（3）嚴(yán)格管理，控制非生產(chǎn)設(shè)備的能耗，完善用能計(jì)量監(jiān)督管理，對(duì)無(wú)證使用非生產(chǎn)用電設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格考核。

（4）以點(diǎn)檢定修為核心，以TPM管理為手段，通過(guò)日常點(diǎn)檢、專業(yè)檢查、監(jiān)督機(jī)制，開(kāi)展設(shè)備“零缺陷”管理、構(gòu)建礦山設(shè)備“零故障”管理模式，確保用電設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，減少設(shè)備無(wú)功損耗，加大設(shè)備故障停機(jī)考核力度，完善功能性檢修管理，縮減非計(jì)劃停檢。

（5）嚴(yán)禁設(shè)備空負(fù)荷、低效率運(yùn)轉(zhuǎn)，合理匹配開(kāi)動(dòng)水泵，杜絕大馬拉小車現(xiàn)象，主機(jī)停車后，附屬用電設(shè)備必須停止運(yùn)行。

（6）科學(xué)組織生產(chǎn)，合理配礦，穩(wěn)定原礦品位，提高精礦產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能。

（7）嚴(yán)格進(jìn)廠燃料質(zhì)量把關(guān)和過(guò)程使用監(jiān)督工作，提高煤粉燃燒質(zhì)量，杜絕能源浪費(fèi)。

（8）嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)礦車柴油使用管理制度，按照運(yùn)礦車運(yùn)輸產(chǎn)量結(jié)算柴油和司機(jī)績(jī)效工資，杜絕柴油流失和浪費(fèi)。

（9）生產(chǎn)組織上利用采礦小挖機(jī)WJ450專門清理采場(chǎng)邊坡和鼓包，利用大挖機(jī)WJ1200進(jìn)行鏟裝作業(yè)，發(fā)揮大型設(shè)備的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，用大產(chǎn)量帶來(lái)低能耗。

3.2 采用技術(shù)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

（1）礦山改建、擴(kuò)建工程應(yīng)提前在可行性研究中對(duì)項(xiàng)目能源情況進(jìn)行評(píng)估，將經(jīng)濟(jì)利益和能耗損失進(jìn)行比較，礦山企業(yè)在做設(shè)備選型配套設(shè)計(jì)時(shí)要提前預(yù)防、嚴(yán)格把關(guān)，應(yīng)選擇“低能耗、排廢少”的高效率設(shè)備。例如，新投產(chǎn)的球團(tuán)燒結(jié)工序采用新設(shè)備、新工藝能耗指標(biāo)，從2005年的59.5 kg標(biāo)煤/t球團(tuán)降到2017年的22.75 kg標(biāo)煤/t球團(tuán)，能耗指標(biāo)每年下降一個(gè)臺(tái)階，充分體現(xiàn)了礦山燒結(jié)新設(shè)備、新工藝等帶來(lái)低能耗、高效率的優(yōu)越性。

（2）水泵電機(jī)、燃煤鍋爐、選別設(shè)備和內(nèi)燃設(shè)備，要科學(xué)計(jì)算檢測(cè)能耗指標(biāo)和主要技術(shù)性能，對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，要定期檢測(cè)工作狀態(tài)，及時(shí)點(diǎn)檢和定修，及時(shí)排除故障；對(duì)于“跑、冒、漏、滲”的設(shè)備，要及時(shí)進(jìn)行技術(shù)改造，保證設(shè)備運(yùn)行技術(shù)性能良好和工作高效。

（3）開(kāi)創(chuàng)性進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，例如，礦山設(shè)備油站原來(lái)用水冷卻，要逐步推廣用空氣冷卻，既改善冷卻效果，又節(jié)能減排。因?yàn)楝F(xiàn)在礦山用水成本遠(yuǎn)比用電成本高，在減量用水的同時(shí)，也可降低供水電能。

3.3 實(shí)施工藝改造，降低設(shè)備運(yùn)行能耗

（1）將礦山供水高壓泵站440 kW，JSQ148-4三相異步電機(jī)改造為高效高壓永磁電機(jī)工藝，單臺(tái)泵供水電耗由1.45 kWh/t降低到了1.27 kWh/t，綜合電耗由1.9 kWh/t下降到了1.88 kWh/t，改造后每臺(tái)每年可節(jié)電16萬(wàn)元人民幣，10臺(tái)每年可節(jié)電約近160萬(wàn)元人民幣，3.5年可收回電機(jī)改造投資成本。

（2）對(duì)選礦設(shè)備現(xiàn)有工藝流程進(jìn)行了設(shè)備工藝改造，增建1臺(tái)MQY3200×4500球磨機(jī)作為三段磨礦，由兩段磨礦改為三段磨礦，二段雙螺旋分級(jí)機(jī)改為FX500mm－GT×4旋流器，旋流器溢流用6臺(tái)CTB1024磁選機(jī)進(jìn)行二次磁選，二磁精礦用3臺(tái)CTB1024磁選機(jī)進(jìn)行三次磁選，三精直接泵送到高頻細(xì)篩，增加2臺(tái)2SG48—60W—5STK德瑞克細(xì)篩作為三段分級(jí)設(shè)備，篩下物料先用磁團(tuán)聚選別再進(jìn)行磁重選別，磁重選精礦再用3臺(tái)CTB1024磁選機(jī)進(jìn)行第四次選別，既提高了礦山設(shè)備原礦處理量，又降低了礦山設(shè)備能源消耗。

（3）2016年峨口鐵礦又投資增加了提鐵降硅淘洗機(jī)選別工藝，細(xì)碎后干選甩尾工藝，尾礦回收撈選工藝，從尾礦漿中回收鐵精礦，節(jié)約了資源，提高了設(shè)備產(chǎn)能；增加了鐵精礦漿過(guò)濾干燥工藝，對(duì)鐵精礦漿進(jìn)行初濾，經(jīng)過(guò)濾干燥工藝將鐵礦漿含水量從70%降到10%，實(shí)現(xiàn)高濃度鐵精礦漿多輸送20 km，降低了輸送能耗，而且使綜合精礦品位達(dá)到了66.40±0.40%的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）將運(yùn)行功率1000 kW大型滑動(dòng)軸承球磨機(jī)，改進(jìn)為大型滾動(dòng)軸承球磨機(jī)工藝，設(shè)備運(yùn)行降低能耗9%～11%。

（5）電鍋爐改為空氣能鍋爐新工藝，降低運(yùn)行能耗6%～8%。

綜上所述，一系列礦山設(shè)備工藝技術(shù)改造，極大降低了礦山能源消耗，提高了設(shè)備運(yùn)行效率。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山設(shè)備運(yùn)行能耗是礦山企業(yè)能源管理的核心，做為能耗大戶的礦山企業(yè)，要堅(jiān)定不移地走礦產(chǎn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型可持續(xù)發(fā)展道路，要做好節(jié)能減排工作，要以長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的眼光、以科學(xué)求實(shí)的態(tài)度、以真抓實(shí)干的作風(fēng)，大力推行設(shè)備節(jié)能降耗，要使用節(jié)能型新材料，節(jié)電型新設(shè)備，節(jié)煤型新鍋爐等礦山設(shè)備，全面推廣礦山設(shè)備低能耗管理的標(biāo)準(zhǔn)化模式。