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进行起停车优化降低选煤厂电耗

发布时间: 2015-11-29 浏览次数: 1635

王瑞斌,蒋涵元

(神华神东煤炭集团洗选中心 保德选煤厂,陕西 榆林 719315)

摘  要:电费是神东洗选中心各项成本中的重要一项,为开展“双增双节”工作,神东洗选中心实施了起停车方案优化,以降低设备之间运行所产生的等待浪费,缩短起车时间,起到节能降耗的作用。起停车优化以后起先停大功率设备、小功率设备同时起停、压缩不必要等待时间为原则,起到了较好的效果。保德选煤厂根据洗选中心安排,对起停车优化进行了落实,收效显著,达到了预期的目的。文章对起停车优化的方法进行了介绍,可供其他选煤厂参考。

关键词:选煤厂,起停车,优化,电耗

中图分类号: TD94  文献标识码: A

0 引言

选煤厂设备多、工艺复杂[1],生产过程中需要各主要工艺设备甚至其他辅助设备协同运转,共同作业,才能完成生产任务[2]。神东煤炭集团洗选中心目前共有选煤厂14座,设计处理能力总计215Mt/a,有力的保证了神东亿吨煤炭基地的生产,特别是在当前煤炭市场不景气的情况下,更是起到了提质增效的作用。得益于规模生产效应,2013年神东洗选中心吨入洗原煤电耗为2.12度/吨,远低于《选煤电力消耗限额》规定的3.2度/吨标准[3],但是因为神东产量大原煤处理量大,以2013年原煤处理总量为27300万吨计算,用电量就高达57876万度,合计32550万元。神东洗选中心将“双增双节”作为一项重点工作开展,因电耗占成本比重高(17%),如何采取措施,全过程进行电耗控制,对于“双增双节”工作开展具有重要的意义。

1 起停车优化方案的提出

选煤厂作为一个各生产设备协调工作来完成生产任务的单位[2],提高工艺环节中各设备的配合情况尤为重要,即,在生产中不因某一台设备的运行情况而影响全系统的生产工作,这就需要加强对单台设备的检查、维护、保养工作,在这方面神东洗选中心已经做了较多的工作。在设备的协同运行方面,当做好设备的维护工作后,正常生产时只需保证单位时间带煤量足够,即可保证协同运行的设备效率发挥到最大化,从而提高生产效率降低单位处理量电耗。运行中的设备状况得到保证后,就需要考虑生产系统起、停环节的衔接情况。因选煤厂设备多,且需要工艺环节各设备均运行正常后才能正常生产,因此生产系统起、停的过程越短越好,否则就存在已经带电运行的设备等未运行的设备,或者已经停止运行的设备等未停的设备这些情况,造成不必要的等待浪费。

据此,神东洗选中心提出了对起停车方案进行优化的要求,并由各选煤厂分析、论证后实施。总体要求便是合理地组织生产,减少无必要的设备磨损及电力损耗,深入贯彻节能减排的要求,根据实际生产情况,梳理了各厂启停车过程中存在的不合理之处,并对其做出了相应的调整,从而完成起停车顺序及时间的优化。整体实施后,洗选中心各厂平均单次起停车时间缩短了553秒,平均生产效率由2012年的88.31%提高到91.93%,提高了3.62%,效果极为显著。现以保德选煤厂南部区为例,对起停车优化进行详述。

2 起停车优化方案

2.1优化原则

1)用时最短原则

起车:在供电设备允许负荷的前提下,将设备在最短的时间内启动;不同变压器下的大功率设备也可以同时启动;优先开启主洗的循环系统及重介泵,在启动后续设备的过程中,循环系统可达到平衡,如此全系统设备开启后可直接加煤;根据厂房结构综合考虑,避免起车不均衡造成的厂房共振。

停车:从停给煤机开始计时,准确掌握每台设备上无煤的时间节点;顺煤流方向,以无煤的节点为准,依次逐台停止设备,直至停至仓上设备;为杜绝设备压煤,可将停设备的时间在无煤节点的基础上适当延迟3-5s;因每次停车时拉空浅槽所需的时间不同,故在入洗原煤皮带停止后,将所有循环设备及主洗、上仓的混煤皮带全部打就地,由调度员手动停止,根据厂房结构综合考虑,避免停车不均衡造成的厂房共振。

2)能耗最低原则

启车时,在允许的情况下,尽量晚启大功率设备;停车时,在设备上无煤时,及时将设备停止,优先停大功率设备,减少无用功。

在生产工艺不变,不影响系统正常运转的情况下,保德选煤厂厂部定出了“先主厂房后产品原煤,主厂房及原煤逆煤流,产品设备顺煤流,小功率设备先起车,大功率设备延后起车,能同时启设备同时启”的总体原则。

2.2优化方案

保德选煤厂南部区于2004年建成并投产,设计年处理能力为1000万吨,采用全重介主、再洗选煤工艺,原煤分级入选,+13mm重介浅槽分选、13-2mm两产品重介旋流器分选,块矸石后经过分级破碎后与末矸石混合采用重介旋流器再选回收中煤、粗煤泥螺旋分选机分选、煤泥水加压过滤机处理,循环水实现一级洗水闭路循环,产品主要为洗精煤和混煤。块煤、末煤、矸石、粗煤泥系统均为双系统(A、B系统),系统较为灵活。南部区系统主要工艺设备共计137台。根据洗选中心对南部产品煤及矸石灰分的考核指标,南部区需要同时启块煤A/B系统、末煤A/B系统、矸石系统,设备总功率6954.86KW。优化前南部区集控起车顺序为先产品,再主厂房设备,最后原煤设备,按照“逆煤流”的原则,启车时间约为13分50秒。

停车时由于设备上有煤,故只能采取顺煤流停车,否则会发生设备上积煤,甚至造成设备的压死,故对于停车,在本次方案优化中不进行改变。

具体优化方案如下:

1)按逆煤流顺序将主厂房中小功率设备最先启动,由于功率比较小,采用多台设备同时启动,减少时间间隔。

2)将部分设备的启车时间间隔由原来的10s改为8s。

3)待主厂房设备启动后,原煤设备按逆煤流设备启动,将大功率的矸石和产品仓上设备按顺煤流顺序启动。

4)待给煤机启动带煤后将产品仓上大功率设备按顺煤流顺序再启动,尽量减少大功率设备无效运行时间。

3 工艺环节优化举例

3.1起车预警期起车顺序优化

为保证安全生产,选煤厂起车时均设有起车预警,以使员工能够及时意识到系统起车,从而停止在系统内的作业。起车预警期内可以先行开起一些小功率的、不会对员工产生伤害的、需要预先开起的油泵电机,原预警期起车顺序见图一。

图一  保德选煤厂南部区原起车预警期内起车顺序


这里,起车预警期180s固定不变,但是原起车顺序中存在这如下问题:

1)大功率设备先起,910矸石胶带机为南部区主运设备,带煤生产后所有矸石均由910胶带机运至矸石山,该胶带机长700m,功率高达450KW,根据原则,大功率设备能晚起尽量晚起,因此将910矸石胶带机起车顺序放至最后。

2)油泵电机需先于离心机转动电机30s起动,因功率较小,不需要分开起动,可集中开起,因此预警后起动三台、延时5s起三台、再延时5s起动两台油泵电机,而后延时170s起动离心机转动电机,存在不合理之处,可将七台油泵电机同时于预警150s后开起。

根据以上分析所进行的预警期内起车顺序见图二

图二  保德选煤厂南部区优化后起车预警期起车顺序


3.2起车过程中起车顺序优化

图三  优化前部分车车顺序


在如图所示的这些设备中,功率均不高,供电设备负荷也允许,因此没有必要单台设备依次起动,可以同时开起,据此进行了起车顺序优化,见图三。

优化后,五台设备,功率总计302.5KW一次性开起,减少了先起设备的等待时间,缩短了总体的起车时间,这里从6320.1开起到6353.3开起合计节约时间80s。

图四  优化后的部分车车顺序


3.3不在相同供电设备上的大功率设备

图五  不在相同供电设备上的大功率设备同时起动


910矸石胶带机的原起车顺序见图一,优化后,910胶带机放在起车带煤前的最后位置,与6502产品胶带机同时起动。

4 优化后运行效果

系统优化后,保德选煤厂南部区正常起车状态下系统运行平稳正常,启车时间得以缩短。

1)优化前每次启车设备消耗电量为673.16KW·h,优化后每次启车设备消耗电量为206.37 KW·h,优化后每次启车可节约电能:

673.16 KW·h -206.37 KW·h =466.79 KW·h(1)

按照每天启车一次,每年365天计算,启车时每年共节约电能:

466.79×365= 170378.4 KW·h(2)

2)优化后每次启车节省时间6分17秒。由于带煤时间缩短,所以每次停车时间缩短6分17秒,则每年可节省电能:

365×6954.86KW×377/3600h=265839.9 KW·h(3)

以上两项合计后,本次系统优化共节省电能:

170378.4 KW·h +265839.9 KW·h =436218.2 KW·h(4)

根据实际运行情况,2012年保德选煤厂吨煤电耗2.66KW·h/t,2013年为2.21KW·h/t,这其中起停车优化工作起了一定作用。

4 总结

为切实做到“双增双节”工作,达到节支降耗的目的,神东洗选中心组织各厂开展了起停车优化工作,起停车优化以时间最短化、能耗最低化为原则,将大功率设备后起,小功率设备同时起,改变原有起车顺序,最终起到了十分积极的效果。保德选煤厂根据神东洗选中心的要求组织开展了起停车优化工作,收效显著。该优化思路,可供其他选煤厂参考。

参考文献

[1]刘伯海,刘清林. 中小型模块选煤厂设计优化[J]. 山东煤炭科技, 2007 (1): 62-63.

[2]崔向龙. 选煤厂集控系统分析[J]. 中国高新技术企业,2012(15):139-140.

[3]GB 29446-2012 选煤电力消耗限额,[S].


 


 

附:

作者简介:王瑞斌(1983-),男,蒙古族,内蒙古呼和浩特人,助理工程师,2005年毕业于内蒙古科技大学应用电子技术程专业,现为神东保德选煤厂副厂长,从事选煤厂机电管理工作。

联系电话:18691272278,联系地址:陕西省神木县大柳塔镇神东洗选中心

蒋涵元 神华神东煤炭集团洗选中心上榆泉选煤厂



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