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关键词:节能减排;煤矿建筑;传热系数;热惰性值
自“十二五”以来,我国相关部门把节能减排、绿色环保作为经济可持续发展的战略任务[1],大力推动低碳经济的发展。煤炭资源开采行业是“高能耗”行业之一[2-3],也是我国节能减排的重点研究对象。据相关统计资料可知,目前我国煤矿建筑处于一个相对“高碳化”发展阶段,煤矿建筑耗能占煤矿行业总耗能的42.2%,其中,采暖、制冷、通风等几个领域的耗能又占煤矿建筑耗能的77.3%,因此,本文将从夏季隔热、冬季保温措施出发,研究煤矿建筑节能减排的改造措施。
1研究思路
在生产、生活活动中,煤矿建筑运行采暖制冷设备显然会造成使用能耗增加,CO2排放量增大,因此,国内外有关专家从建筑的设计、施工、运营等方面进行了大量研究设计[6-8],提出了一些富有建设性的经验措施。本文将以山西运城某煤矿作为研究对象,首先运用先进的建筑能耗建设软件Doe-2分析其热工性能,然后结合实际热工模拟结论,就各项热工变量进行改造分析,提出几项符合实际的节能改造措施,然后采用简化生命周期(LCA)理论,借助Doe-2计算各项措施的节能效果,通过比较确定最终方案。
2研究对象热工性能分析
2.1研究对象选择
据统计,山西运城煤矿建筑以20世纪90年代建筑为主,本文选择的是于1999年建成的某煤矿生产办公楼作为研究对象(见图1)。该楼共6层,占地面积约7229.3m2,共有办公室85间、采暖制冷设备92套,该楼南、北朝向窗户面积比最高,分别占有37%与33%,东、西朝向窗户面积比最低,分别占有16%与14%,该楼未设空调。
2.2研究对象热工变量分析
将研究示例对象热工变量分析结果列于表1。根据表1,可见本次煤矿建筑节能改造措施主要可从以下几个方面进行:(1)各层楼梯口封闭性较差,楼梯口廊厅空气与建筑外对流控制性较差,建筑体形系数为0.33;(2)外墙的窗/墙面积比仅为21.5%,且外墙未采取有效的隔热措施,导致外墙传热系数K值与热惰性值D较高;(3)屋顶缺乏有效的隔热、防止太阳辐射吸收措施,导致屋顶传热系数K值与热惰性值D较高;(4)所有窗框均由热传导性较高的铝合金窗框构成,窗户玻璃也采用热传导性较高的普通白玻璃,导致外窗的传热系数较高;(5)从图1中可看出,外窗未设置任何遮挡措施,外窗的遮蔽系数SC较高。
3节能改造措施分析
根据示例对象热工分析结果,提出7种合理的技能改造措施(与前文2.2节中改造措施分析相对应),然后与基本方案(无改造措施)进行比较:(1)措施0:采用原设计方案,不进行任何措施改造,以此方案作为节能改造对比基础方案;(2)措施1:通过在1楼楼道口增设1扇楼道门、在2~6楼各楼道廊厅各增设8扇(每层南、北朝向各4扇)的措施,来控制楼梯间的空气对流,改变楼梯间封闭参数,同时,也将示例对象的体形系数由0.33降为0.29;(3)措施2:措施1中增设了楼道口窗户,因此,增大了外墙的窗/墙比比例,同时,采用先进的浅色发泡聚丙烯隔热材料涂抹外墙,降低建筑物外墙的热传递,外墙的传热系数K值与热惰性值D分别降为2.07W/(m2/K)与1.52;(4)措施3:屋顶增设隔热层,并铺设胶粉聚苯颗粒隔热保温浆料,屋顶的传热系数K值与热惰性值D分别降为2.76W/(m2/K)与1.67;(5)措施4:将铝合金窗框更换为塑钢材料,将窗户玻璃更好为白玻璃,外窗的传热系数K值降为1.65W/(m2/K);(6)措施5:安装活动百叶纶棉隔热布窗帘,外窗在夏天的遮蔽系数增大为0.75;(7)措施6:组合措施1~措施5。
4计算结果
采用LCA理论,借助Doe-2,将措施0~措施6的节能减排情况详细列于表2。分析表2可知,在单项措施中,措施3与措施2的节能减排效果最明显,可见煤矿建筑中主要的热传递都是通过外墙与屋顶产生,同时,建筑结构的体型系数直接影响了建筑内外的气体交换,因此,措施1也能产生较为明显的节能减排效果。在综合各单项措施后,示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a,降幅达到39.83%,年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a,下降幅度达到49.59%,效果十分显著。
5结论
本文在国内外推动绿色低碳、可持续发展的背景下,选择煤矿建筑为研究对象,以山西运城某煤矿办公楼为例,通过热工变量分析,相应地制定了5项单项措施以及各项措施汇总,最后借助Doe-2将各措施进行了对比计算,得到了以下结论:(1)根据示例建筑的热工变量分析,总结了外窗的传热系数K值、体形系数、外窗的遮蔽系数SC值、屋顶的传热系数K值、屋顶的热惰性值D值、外墙的传热系数K值、外墙的热惰性值D值等主要改造热工变量,并针对性地制定了相应的工程措施;(2)从单项措施来看,措施3、措施2的节能减排效果最为明显,这两项措施的节能率依次为26.16%与19.35%,减排率依次为26.83%与17.56%,由此也可见,单独依靠单项措施,往往效果有限,无法达到节能减排的目标;(3)在综合各单项措施后,示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a,降幅达到39.83%,年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a,下降幅度达到49.59%,效果十分显著。本文研究结论可为同类既有煤矿建筑改造提供借鉴与依据,同时,也可为类似煤矿建筑设计提供参考,具有十分显著的经济效益与社会效益。
作者:陈德明 单位:中天合创能源有限责任公司
参考文献:
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关键词:煤矿节能环保设施管理
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
煤是人类生产与生活中重要的能源,在煤矿作业过程中需要消耗大量的电能和水资源,同时也产生了大量的污水与粉尘等,不仅会对环境造成污染,而且还会对人的身体健康造成威胁,严重的还会影响生产安全等问题。在目前的煤矿企业生产过程中存在着一定的节能环保问题,为了进一步提高能源的使用效率和资源的优化配置,节约成本提高经济效益,需要对煤矿节能环保设施进行管理,下面对此问题进行探讨。
煤矿环保管理存在的问题
1.煤矿作业的节能问题
在煤矿作业过程中,机械设备的运行离不开电力的大量消耗,在用电高峰期由于电压下降,不仅影响机械的正常使用,降低工作效率,而且还造成电能的浪费,增加高价电的使用;在设备互相衔接操作流程中,由于设计规划不合理,生产系统网络没有互相协调,出现设备空转等现象;煤矿机械设备价格高昂且功率较大,很多老煤矿为节省资金继续使用低效高耗的设备,也有部分新煤矿不根据自身的工作量进行设备搭配,将提升、运输、通风、采掘等设备均使用固定频率器械,造成机械用电浪费;无功电流的使用不仅增加了线路与负荷无功功率的耗损,而且还降低了变压器的利用率,造成资源的浪费;由于煤矿工作环境较差,需要大量照明设备,照明设备相对大型机械来说耗电量较小容易被忽视,但是照明设备使用数量较多、使用时间长、实际使用量较大,存在很大的节能空间。
2.煤矿作业的环保问题
煤矿作业产生大量污水,有的煤矿污水处理不达标,水中还存在大量浮物、铁、锰、铜等重金属和PH就直接被排放在河道中,严重污染地方水资源使用。在机械化采掘作业、运输、转载过程中进行钻眼、爆破、切割、装载、落煤以及运输和提升操作,会因煤岩破碎产生大量粉尘,造成空气污染。
3.人员节能环保意识较差
煤矿作业需要使用大量人力劳动,但是由于工人素质水平不等,大多只懂得机器的专业操作,对节能环保意识较差。一线工人离工作环境最近,在长期的工作过程中,对某些环节可以进行节能改造最为了解,但是由于思想意识不高,不对节能减排的设计进行研究,也不注意细节过程中的节能。生产管理人员只负责各自所管辖范围之内的机器使用和人员安排,不进行部门之间的相互沟通,使生产机械之间的调度失去协调,造成能源浪费。
4.没有完善的节能减排管理体系
由于煤矿管理大多将注意力集中于企业的经济效益上,而忽视了对节能减排的管理以及相关制度或管理措施的的建立与完善,监督力较差,严重降低了煤矿节能环保的管理。
二、煤矿节能环保设施管理的措施
1.节能措施
为提高用电效率,降低生产成本,应根据用电期间调整生产管理,合理搭配用电高峰期与低谷期,可以通过高峰期对大型设备进行检修,同时,还要控制办公室用电,将生产用电与办公室用电分开,以降低用电成本;其次是要优化生产流程,对机器之间衔接、皮带运输等运作期间进行合理搭配,降低机器空作业的时间,以充分提高使用效率。第三,要对老化、效率低耗电量大的机器进行淘汰或拆除,引进节能环保技术,先进的设备与工艺,从设计源头做好节能减排的工作,降低能源消耗。根据作业量配备实际需要功率的机器设备,可使用变频装置,在保正正常工作的条件下,将耗电量较大的机器如主运输、主通风、副提升等装备采用软启动装置,自动调节电机两端电压的频率,进行变频器技术改造,也可采用供电谐波治理技术,优化生活区供电和通讯系统,节省变压器,以减少资源的高耗。采用无功补偿技术减少线路网络有功功率的损耗,提高功率因数,提高器械设备的使用效率。针对照明设备耗电问题,可选择节能绿色环保技术,如矿用防爆灯等。施行集中上下人制度,减少人车的长时间运行,节约不必要的电能浪费。
2.环保管理措施
加强污水处理设施管理,进行分质、分类供水,推行矿井水与生活用水的循环使用,加强中回水设施建设,确保煤矿排水水质达标且持续稳定。做好井巷工程质量,减少巷道掘进的劣质工程,降低电气设备的使用与巷道内的粉尘污染,在煤尘产生地点使用喷雾或除尘装置、使用防尘水幕,对矿井防尘管网进行改造等降尘工作。
3.加强环保节能教育与宣传
为了提高煤矿工人整体的环保节能意识,应加强宣传教育,对节能环保的知识、法律法规、相关制度通过讲座、会议、活动、标语、座谈会等方式进行宣传,充分调动工人节能减排的优越性,发挥一线工人的优越性对生产流程、机械设定、工作搭配、机器使用等提出合理化建议,增加交流,从一点一滴做起,注意细节能源的节约。同时,加强对工人的教育,使其能够通过自身的经验研究出新技术、新工艺或对器械使用进行合理改造,降低能源消耗,同时提高工人素质,灌输环境保护的重要意义。充分发挥部门与部门之间的协调作用,使用网络化管理,做好机器之间的衔接,提高机电操作的效率。做好部门主管人员之间的问题交流,增加环境保护的责任感,使资源得到优化利用。
4.建立健全节能环保管理的相关制度
将节能环保的管理与企业的经济指标相挂钩,与工人的经济利益相挂钩,严格按照《环境保护管理办法》、《节能考核管理办法》和《水资源指标分解及降耗控制措施》等进行标准设定,制定操作人员操作规程与工艺指标,严格执行奖惩措施,推行目标责任管理,抓好监督管理工作,将节能环保工作落实到人,严格落实责任追究。通过节能减排先进班组评比,促进工作全面落实。将企业管理与环境保护相协调,进行规范化、制度化管理。
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关键词:煤炭企业;节能减排;措施。
中图分类号:C29文献标识码:A 文章编号:
近年来,节能减排已成为全社会普遍关注的焦点问题。国家为促进煤炭企业节能降耗、减排增效,先后制定了多种法规加以推进,加上煤炭企业自身的努力,煤矿企业的节能减排工作逐步走上了科学化、规范化。对于煤矿企业开展节能减排是企业提高管理水平、 降低成本, 提高核心竞争能力、 转变经济增长方式的 客观要求, 是企业发展的必由之路, 也是煤炭工业发展的根本出路。煤炭企业的节能减排实践经验不断增加,但缺乏系统性和条理化,影响节能减排的后续推进和推广应用。本文就结合煤炭企业实际,就节能减排谈一点个人的粗浅认识。
1节能减排概念。
节能减排通俗来讲,节能减排就是节约能源、减少污染物排放。为了实现经济的可持续发展,减少能源消费和增加可再生能源及清洁能源使用,是减轻能源生产和消费负面影响的主要手段。前者属于节约能源的范畴,后者属于减少碳排放的范畴,二者有联系,又有区别。一般地讲,节能必定减排,而减排却未必节能,所以减排项目必须加强节能技术的应用,以避免因片面追求减排结果而造成的能耗激增,注重社会效益和环境效益均衡。本文结合煤炭行业的特点,梳理出煤炭企业节能减排的内容要素。
1。1节能内容要素。
煤、电、油、气 (汽)四大要素是煤炭产业的主要能源,水是煤炭产业的主要资源,且国家针对煤炭采掘、煤化、煤电、电铝等行业颁布了一系列规范性文件和清洁生产标准及指标体系,故以煤、水、电、油、蒸汽 “五要素”作为煤炭企业节能内容的主要构成因素。
1。2减排内容要素。
水、气、声、渣和生态环境五大要素能客观反映区域内的环境污染现状,且国家针对 “五要素”制定了全面的污染物排放或控制标准,故以水、气、声、渣和生态环境 “五要素”作为污染减排内容的主要构成因素。
2煤炭企业节能减排思路。
煤炭企业应以科学发展观为指导,坚持 “清洁发展、节约发展、可持续发展”的理念,以循环经济为核心,探索低碳经济新模式,统筹产业发展与节能减排的关系,促进可持续发展,全面构建和谐、生态文明矿区和 “资源节约型、环境友好型”的现代化企业。在节能方面,加速淘汰和改造落后工艺装备,促进产业及产品结构调整和优化,提高能源利用效率。在环保方面,以污染防治为中心,以污染源治理和污染物排放总量控制为手段,使各类环保指标不断满足国家相关要求,逐步完善以低消耗、 “零排放”、资源综合利用为特征的循环经济发展模式。
3煤炭企业节能减排措施。
3.1加快产业结构调整,发展循环经济。
煤炭企业可通过优化调整煤-煤化工、煤-煤电铝、废物综合利用等产业链,依靠结构优化、深化和升级,构建节能型的低碳循环经济新模式。
3.2强化技术创新,加快工艺与技术改进。
(1)采用先进的,适应井田地质条件的采煤方法及工艺研发、引进和应用一批新技术、新工艺,为节能提供技术支撑。
(2)研究推广应用煤炭开采新技术。
加强煤炭开采方面技术研究,提高煤炭资源回收率,延长矿井开采寿命。加强研究应用先进的煤化工技术、供电系统新技术,以达到通过实施工艺技术优化实现节能的目标。
(3)优化工艺技术设备。
工艺设备的优化,包括提高技术装备水平、淘汰高耗能设备、设备大型化、缩短流程、提高自动化程度等内容。通过增加、改造设备,以主体生产工序的技术改造为重点,淘汰技术落后、能耗高的设备,提高余热余能回收水平,提高设备的能源利用效率,达到单位产品生产能耗先进水平。
3.3强化污染防治,全面实施项目工程。
(1)水污染综合治理与水资源优化配置。
煤炭企业针对所有矿井,建设分散配套或集中式的矿井水处理厂,矿井水处理后作为井下及洗煤厂生产,灭尘、绿化等用水;针对生活污水,应新建或不断完善现有的生活污水处理设施,充分挖掘和发挥设施能力,保证正常设施运行以及提高出水回用率作为重点。
(2)大气污染治理。
应对脱硫、除尘、脱硝系统升级改造,保证脱硫、除尘、脱销等设施稳定运行,同时开展氮氧化物和二氧化碳减排的技术研发与工程示范。
(3)固体废弃物治理与综合利用。
煤炭企业生产运营中产生的固体废弃物,主要包括煤矸石、粉煤灰、炉渣等。针对煤矸 石,对现存的历史遗留矸石山,在煤矸石安全处置的前提下,通过建立起煤矸石综合利用链网,用于煤矸石的综合治理与利用。针对粉煤灰、炉渣,根据粉煤 灰、炉渣中C、SiO2和Al2O3等成分的含量不同,确定不同的用途,可先进行未燃碳等元素的回收,然后主要作为井下注浆、塌陷区回填、制砖和作板材、生产水泥砌块和作为生产水泥掺加料使用。
(4)噪声治理。
煤炭企业主要噪声源是风井抽风机、压风机、主井绞车、副井绞车、洗煤厂运转设备等。可采用隔声罩、墙面吸声结构、隔声门窗、消声器等处理方式,进行高噪声设备、厂区和厂界的噪声治理,确保达到工业企业厂界噪声排放标准。
(5)生态系统恢复与煤矿塌陷区综合治理。
煤炭企业需配合地方政府开展塌陷区生态恢复、复垦绿化和小流域治理。坚持 “清洁发展、节约发展、可持续发展”的理念,开展矿区生态文明建设,构建清洁文明宜居的生态型矿区。
3.4管理节能减排。
研究有效的能源管理机制,对水、电、气等能源实行集中统一管理,实现能源调度与生产调度系统的有机协调。健全管理体系,建立节能监控中心,整合分散孤立的监测点,建立集数据分析、数据采集、图像监视统一的节能监控平台,实现节能信息化、自动化管理。为了实时掌握自身的环境状况,煤炭企业还应建立环境监测监控体系,加强污染源在线监测、环境污染应急监测、辐射监测、生态环境监测能力建设。
[关键词]宁东基地;节能减排;现状分析;路径选择
[中图分类号]K901 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2011)15-0115-03
随着全球气候的变化以及人类活动对环境越来越深刻的影响,环境问题成为全球舆论的焦点,节能减排也已成为人类与自然和谐相处的必须之举。节能减排顾名思义就是减少对能源和资源的使用,减少生产和生活“三废”的排放,从环境保护和资源综合利用的角度来看,主要表现为污染的低排放甚至零排放,以及资源的高效利用和循环利用,以3R原则(“减量化、再利用、资源化”)为依据,“低消耗、低排放、高效率”为特征。宁东能源化工基地,位于宁夏中东部地区,被宁夏称为“一号工程”,是依托宁东煤田建立的以煤炭、电力、煤化工、新材料为优势产业的区域性大型重型产业基地,是中国13亿吨级煤炭生产基地之一,也是国家级重点开发区。但是,宁东能源化工基地的火电、煤炭和煤化工均为国家主要耗能工业,并且基地中年耗能10000t标准煤以上的企业属于国家重点耗能企业,煤炭工业在开采、洗选、加工、运输、使用过程中产生的大量污染物,对大气及水体、土壤等生态环境带来严重的污染和破坏,成为宁夏生态环境破坏的潜在隐患。因此,对宁东能源化工基地节能减排现状以及未来发展路径的选择研究,不仅对宁夏节能减排工作的落实起到参考与促进作用,也有利于节能减排措施在全国的实施。
1 宁东能源化工基地概况
宁东能源化工基地位于宁夏中东部、银川市东南部,范围覆盖灵武市、盐池县、同心县、红寺堡开发区等4个县市(区)。东以鸳鸯湖、马家滩、萌城矿区的边界为限;西与白芨滩东界接壤,延伸到积家井、韦州矿区西界;南至韦州矿区和萌城矿区的最南端;北邻鄂托克前旗,总面积约3500km2。宁东基地是依托宁东煤田建立的以煤炭、电力、煤化工和循环经济产业为主导的区域性大型工业化基地。
(1)煤炭基地是在宁东煤田的基础上建立起来的,宁东煤田是国家重点发展的13个大型煤炭基地之一,宁东含煤区位于灵武、盐池和同心境内,煤田探明储量272.4×108t,保有储量为271×108t,远景储量1394.3×108t,是一个全国罕见的储量大、煤质好、地质构造简单的整装煤田;主要煤种为不黏结煤、炼焦煤和无烟煤,是优质化工用煤和动力用煤。基地在建设初期规划建设八个现代化的煤矿,即羊肠湾煤矿、灵新煤矿、磁窑煤矿、石沟驿煤矿、梅花井煤矿、清水营煤矿、枣泉煤矿、石槽沟煤矿,其中现已建成的有羊肠湾煤矿、灵新煤矿、磁窑煤矿和石沟驿煤矿。
(2)煤电基
宁东含煤区特别是灵武煤田的不黏结煤(又名香砟子),具有低灰、特低硫、低磷、中发热量、高化学活性等特点,被誉为“环保煤”,是用于发电、采暖及工业锅炉和民用的理想煤种,宁东能源重化工基地正是利用了宁东煤种的这一特性规划建设电厂,即马莲台电厂、大坝电厂、方家庄电厂、鸳鸯湖电厂、灵武电厂、水洞沟电厂、枣泉电厂、永利电厂,这八个大型的现代化电厂将形成2000万千瓦级的火电基地,主要用于宁夏区内用电和外送。现已建成的电厂有:马莲台电厂、大坝电厂、灵武电厂、水洞沟电厂和枣泉电厂。
(3)煤化工基地:宁东能源重化工基地化工项目区位于银川市东南约43km处,是整个基地的中心,它西邻黎家新庄,东邻鸳鸯湖矿区,南为灵新井田北界,南北边界与银古高速公路平行,紧邻银川―青岛高速公路古窑子出口,规划面积13.57km2。
煤化工项目区基本构成包括:煤炭间接液化项目区、煤基二甲醚项目区、煤基甲醇项目区、煤化工深加工区、液化产品加工区、自由投资区、公用和公共设施区。煤化工基地生产的产品主要包括:煤基二甲醇、煤炭间接液化产品、煤基二甲醚、聚丙烯等。现已投产的有320t规模的煤炭间接液化、83×104t规模的煤基二甲醚和40×104t规模的煤基二甲醚的生产。
2 宁东能源化工基地节能减排现状分析
本部分借鉴国家提出的节能减排衡量指标和检测指标,通过实地调研,采用定量计算与定性分析相结合的方法,对宁东能源化工基地2006―2008年期间的节能减排状况进行研究,分析得出宁东能源化工基地在节能减排方面所取得的成绩以及存在的不足,并重点对不足之处详细地分析原因。
2.1 节能减排评价指标的选取
(1)评价指标选取的原则
①科学性原则。必须以科学的态度客观地选取指标,以便真实、有效地反映宁东煤电基地的节能减排成效。
②实用性原则。符合国家提出的节能减排的衡量指标,有利于节约能源,减少污染物质的排放。
③以人为本的原则。在生态环境中,人是最终被承载的对象,生态环境质量的优劣,主要应以居民的适宜程度为标准,尤其应以有利于居民的健康为原则。
④可比性原则。每一条指标都应该是确定的、可以比较的。其含义是同一评价指标可在不同煤电基地范围内进行比较,以便于使所建立的指标具有通用性。
⑤定量性原则。即每一个指标都可以定量化,以便于与国家统计的相关数据进行对比分析。
(2)宁东能源化工基地节能减排指标的选取
根据节能减排指标的选取原则以及国家制定的节能减排检测指标,再结合宁东能源化工基地是以煤炭、煤电、煤化工为主导的产业基地,主要是煤燃烧和煤炭液化、气化等造成的环境污染,本文确定以下几项指标作为本文对宁东煤电基地节能减排现状研究的指标即:万元GDP能耗、SO2排放量、COD、废弃物排放量、烟尘排放量。
2.2 宁东能源化工基地节能减排现状
(1) 宁东能源化工基地节能减排总体状况分析
根据所选取的节能减排指标,在宁东能源化工基地收集相关的一手资料,如表1、表2。由下表可以看出,宁东能源化工基地的万元GDP能耗、SO2排放量在2007年、2008年均有下降,2008年烟尘排放量下降较为明显,说明基地近几年在节能方面取得了较为显著的成效,这为今后节能工作的顺利开展开创了良好的开端。但是,COD、固体废弃物和烟尘的排放量都在增加,并且增长的幅度较大,这无疑将对基地周围的水质、大气以及整个生态环境造成严重的污染。
(2)宁东能源化工基地与全国工业节能减排状况对比分析
为了进一步分析宁东能源化工基地节能减排现状,在此特调查了全国2006―2008年工业节能减排变化状况(如表3)。通过表2 和表3的对比可以看出,宁东能源化工基地SO2的排放量与全国工业平均水平相比,下降幅度较大,且下降的比率要高于全国工业平均水平。但是,相比之下,宁东能源化工基地的万元GDP 能耗、COD的排放量以及废弃物、烟尘的排放量仍高于全国工业节能减排的水平,并且有的还有大幅度的上升,可见宁东能源化工基地在节能、控制粉煤灰、高炉渣等废弃物和烟尘方面仍然存在很大的不足。
3 宁东能源化工基地节能减排成效诱因与制约因素分析
3.1 宁东能源化工基地节能减排成效的诱因分析
从以上分析可以看出宁东基地的万元GDP能耗、SO2的排放量均有所下降,发展态势良好,主要原因有以下几点:
(1)宁东能源化工基地在规划初期就特别重视节能减排工作,坚持走循环经济的道路,重视园区内部的能量循环利用,也注意拓宽生态产业链,这样就减少了污染物的排放。
(2)宁东能源化工基地建设和规划区域地处鄂尔多斯台地西南边缘及毛乌素沙地西南边缘地区,远离大城市和人口密集的城镇,广阔的沙漠地域具有消释污染物质的能力。同时,宁东在抓生产与建设的同时,注重环境保护,建立多处绿化网点,提高森林的覆盖率,这对生产过程中排放的污染物具有较强的吸收能力。
(3)宁东能源化工基地使用了先进的脱硫技术和洁净煤技术,在源头很好的控制了污染物进入生产过程,减少了SO2排放带来的进一步污染。
3.2 宁东能源化工基地节能减排的制约因素分析
宁东能源化工基地在节能减排虽然取得了一定的成效,但是通过以上基地节能减排的总体状况的分析可以看出,宁东基地在COD、废弃物排放、烟尘排放的控制方面仍存在很大的不足,主要原因有:
(1)对节能减排工作思想认识有欠缺
在实际调研过程中发现,宁东能源化工基地的许多员工没有充分认识到节能减排工作的重要性,也不清楚节能减排的具体实践过程,有些甚至不知道节能减排有哪些指标,这样就使节能减排工作与基地的运作脱节。此外,在宁东能源化工基地的规划过程中,虽然已经建立了节能减排参考体系,但是还不够完善。
(2)资源能源的利用率低
从宁东能源化工基地的节能减排现状来看,废弃物和粉尘的排放量远高于全国水平,废弃物主要有高炉渣、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、废石膏,粉尘主要有Ni、Pb、Mn、As、Cd、Fe、Ca等重金属成分,如果利用高技术的提炼技术和净化技术,不但可以减少这些污染物质进入环境中,而且可以重新利用这些污染物质当中的可利用成分,而宁东能源化工基地目前还没有采取相应的措施。
(3)采煤机械率有待提高
随着科技的进步,煤矿开采技术迅速发展,大功率、高性能的开采技术装备、计算机技术实现了矿井生产过程自动化和矿井的高产高效及集约化生产,这种高效高产及集约化的生产方式,不仅能提高工作效率,也能大量的减少在开采煤炭过程中造成的煤炭损失。但是宁东的煤炭产业,目前仍然存在开采技术落后,装备水平低,机械化、半机械化和手工业生产并存的情况,机械率更是处于全国较低水平。
(4)基地管理工作与节能减排工作脱节
我国的煤炭企业一直以粗放式管理为主,这种长期形成的管理方式影响深远,短时间内很难将节能减排工作与基地的管理工作有机结合而融为一体,如何用先进的管理方法和手段来管理节能减排工作,或者通过节能减排工作来推动管理水平的提高,很少有人去认真地系统地研究,即使有少数人去研究也无法落实到实际。
4 宁东能源化工基地节能减排的路径选择
节能减排是一项长期的系统工程。宁东能源化工基地节能减排只有通过科学论证、长远规划,使其在规划调整煤炭、电力和煤化工三大主导产业的同时,合理控制煤炭的开采规模和速度,采用合理的煤炭开采技术,进一步延伸产业链,提高能源利用率,减少污染物质的排放量,从而找到经济效益和环境效益的最佳结合点,实现经济效益和生态保护双丰收。
4.1 实现采煤过程节煤
宁东煤田均为煤层群,并且矿区总资源量的60%的煤层平均厚度在3m左右或不足3m,这部分煤层的倾角也较大,由于目前国内的开采技术很难保证这部分煤层的生产能力,如果采用传统的采煤方式,极容易造成资源浪费。此外,宁东矿区的厚煤层厚度为8m左右,属中硬煤层,节理不发育、煤层硬度高、韧性大,如果采用大采高一次采全高技术,就会产生丢煤、回采率低的问题。因此,在开采过程中,针对不同的煤层采用相应的开采技术,将会大大减少开采过程中煤炭的损失。
4.2 大力发展先进的洁净煤技术
洁净煤技术(CCT)是指在煤炭开发和利用过程中,旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等一系列新技术的总称,是使煤炭资源达到最大限度潜能的利用,而释放的污染物控制在最低水平,达到煤的高效、洁净利用的技术。目前的洁净煤技术主要包括两个方面,一是直接烧洁净煤技术,二是煤转化为洁净燃料技术。宁东目前采用的是直接烧洁净煤技术,这种技术可以大大减少二氧化硫和氮氧化物的排放量。而第二种洁净煤技术则是将煤气化、液化,并将煤气化用于发电和热电联产,这种技术与传统技术相比,不仅能提高煤炭的利用率,而且能大量的减少污染物质的排放。而目前包括宁东在内的我国整个煤电行业都缺乏这种先进的煤气化技术,因此,在今后的发展过程中要注重引进先进的洁净煤技术、煤深加工技术,提高煤炭的综合利用率。
4.3 开辟煤―电―生态复垦一体化产业链
宁东能源化工基地属于典型的煤电联产基地,具有充足的和廉价的煤电资源,因此可以利用这种条件来开展生态复垦。可以将煤矸石、粉煤灰回填废弃矿井、塌陷土地,在这些废弃的土地上进行养殖或者种植植物等。如利用荒废塌陷土地,净化后的矿井水进行水产养殖;利用回填土地做企业建设用地等,既治理了荒废的土地、矿井,又减少了煤矸石、煤灰等难以处理的固体废弃物的排放,同时获得了可观的经济效益。
4.4 延伸煤炭产业的产业链
下图展示的是理想的煤电工业园区,它将污染严重、废气物排放多的煤炭业,设计成了一个能源循环利用、废弃物回收利用、最终实现煤炭生产污染的零排放的绿色生态工业园区。宁东能源化工基地现在虽然已经具备了煤炭―电力、煤炭―煤化工等产业链,但是实现如图所示的零排放、低污染、能源循环利用尚且存在很大的差距。在今后的规划设计中,宁东基地不妨借鉴如图所示的发展模式,尽量将煤炭、电力、建材、化工接合成一整套的生产链,增加煤炭的多重附加值,回收利用工业废水和生活污水,将能耗降到最低,污染物排放也降到最低点,实现工业发展与环境和谐共处。
4.5 建立基地的环境恢复机制
自然环境拥有一定的自净功能,宁东基地在今后的规划建设中,要积极创造环境自净所需要的条件,建设绿化带、提高植被覆盖率,同时要定时的对基地周围的环境进行生态环境承载力的评价,根据生态环境的承载力来开发能源和进行生产,严格限制超越生态环境承载力的开发项目的实施。
4.6 提高员工的节能减排意识
制定相应的培训方案如科普宣传、访问学习等,对基地员工进行节能减排意义的宣传,增强节能减排意识。相关单位要制定严格的考核制度,从宏观到细节,对各个部门进行详细的分工,抓好每个环节每个细节,切实做好节能减排工作。同时,可以咨询有关专家,根据国家节能减排的各项指标建立指标体系,对每个季度、年度、部门、员工的工作进行打分评比,这样会以一种直观的形式促使节能减排思想深入人心。
参考文献:
[1]张炜,樊瑛.德国节能减排的经验及启示[J].世界经济,2008(3):64-68.
[2]王彦彭.我国节能减排指标体系研究[J].煤炭经济研究,2009(2):31-32.
[3]许祥左.煤炭企业节能减排工作的难点及对策[J].采矿技术,2008,8(3):101-103.
[4]谷天野.煤炭洁净加工与高效利用[J].洁净煤技术,2006,12(4):88-90.
关键词:煤矿开采;机电设备;节能
煤矿企业的规模随着时代进步,科技发展,也在逐渐扩大。现如今煤矿企业发展面临的问题是如何在保证生产力条件下,提升煤矿企业的经济收益。对于煤矿企业而言,煤矿机电设备是发展的基础,设备的先进性是生产效益的决定因素。因此要重视煤矿机电设备设计,以实际生产中出现的问题为依据,不断优化设备,以此来响应国家循环经济发展的号召,控制不必要的能源消耗,提高煤矿企业的可持续发展能力[1]。文章从两个方面进行阐述:其一是机电设备设计的合理性对煤矿发展的重要意义;其二是从加强煤矿机电设备的管理入手,以节能减排,可持续发展为根本目的,实现企业转向节能减排经济发展,从而降低消耗成本,提高企业综合经济收益。
1设计科学合理的机电设备降低能源消耗
煤矿生产作为特殊行业,施工环境复杂且任务量繁重。机电设备的类型多,难以保证所有施工技术人员的使用能力。在运行中,设备的大量电能遭到消耗,如何做到节能减排且不影响设备的使用是重中之重。对于设备的科学合理性设计,从以下几个方面进行相关论述:
1.1动力变压器种类和容量的匹配程度
煤矿生产的特殊性注定其并不能采用燃油设备,相较于其他设备而言,动力变压器是最适合煤矿生产的设备,在进行井下作业时,动力变压器可以降低电能消耗,提高生产效率。而在进行动力变压器的选择上,需要根据煤矿生产的具体实际情况,进行科学合理的选择,从而提高生产的安全指数且达到节能的目的[2]。
1.2机电一体化技术对实现经济效益最大化
传统煤矿生产过程通常是一种设备配合一种作业使用,随着设备种类的增加,相对应的技术也更多。这种现象致使煤矿开采过程更加繁琐,大大降低了生产效率。但如果选择机电一体化技术,就能够在降低设备使用数量的同时,促进生产过程使之更加简单易操作。并且机电一体化技术适用于多个项目,范围十分广泛。一体化技术的广泛应用,促进煤矿企业的经济效益大幅提升,具体体现在以下三点:第一,减少人工成本;第二,降低事故发生率,减少由发生事故而造成的一系列损失;第三,可以应用到多个开采环节,从根本上降低设备投资成本,实现效益最大化。
1.3选择合理的供电电压及供电线路布置
与电力设备密不可分的是充足的电力供应,因此电力系统的完善是煤矿企业机电设备能否正常运行的重要保证[3]。科学合理的电力系统能够为机电设备提供优质保障,以下观点从电压的选择以及如何布线两个方面进行论述:第一,根据对上井下井供电结构的科学规划来降低变压的次数,控制配电负荷,降低供电系统损耗。第二,布置供电线路图时,应增加回路,密切测量电流密度。若负荷电流超出电流数值,就必须更换导线或架设第二回线路,减少负荷电量,从而降低损耗。
2加强煤矿机电设备管理提高煤矿开采综合效益
针对煤矿开采环境、工作环节等特殊性而言,所配备的机电设备种类繁杂,因此必须建立良好的设备管理体系,促进机电设备的使用科学合理,提高工作效率以及生产质量。
2.1保证安全生产
众所周知,煤矿生产属于高危行业,在生产过程中,安全是所有工作的前提,因此必须确保安全第一。随着近年来煤矿生产对机械化生产的重视,煤矿企业对机电设备的使用率也在逐步增加。因此,机电设备的质量以及能否确保操作过程安全性,成为煤矿行业选择设备的重中之重。
2.2合理降低成本投入
煤矿开采的过程如供电、运输、排风等,工序复杂并且都离不开先进稳定的机电设备。因此针对机电设备如何科学合理的管理这一问题,可以从根本上提高煤矿的开采率,降低成本。定期对设备进行检测,并及时维修养护,延长设备使用时间,最终达到控制投资成本的目的。
2.3节能减排
节能减排是煤矿企业的生产目标,在保证节约能源的同时,吸引先进的生产技术,促使高效率生产,优化资源配置。在生产过程中,需要加强生产管理,提高安全效能,严格按照循环经济发展的要求加强对煤矿机电设备的管理,保证煤矿可持续发展。
3煤矿机电设备使用过程中的管理情况
对于煤矿机电设备使用而言,科学的管理是提高工作效率、发挥出最大效能的重要基础,是机电设备能否保持良好工作状态的重要指标。为实现煤矿生产的机电节能,设备的选型是基础,节能型的设备配合合理的供电线路规划有利于大面积地减少损耗,为节能减排做好基础工作,合理的实施计划能够保障设备的高效运行。但当前煤矿机电设备管理存在很大漏洞,管理水平不够科学,不够严谨。没有形成严格规范的规章制度,在对设备的使用和维护保养上的工作不够完善,没有养成定期检查保养的习惯,因此导致在使用过程中经常出现各种事故,这不仅仅影响煤矿机电设备的使用效能,更加促使资源浪费,没有达到节能减排的效果,最重要的是,埋下了很深的安全隐患,设备会出现各种因素造成的多种问题,大大缩短设备的使用寿命,拖慢工程进度。
3.1利用煤矿设备提高机械效率
对于煤矿机电设备而言,提高机械效率有利于避免不必要的消耗,最大限度的降低能源浪费,为了提升机械效率,我们应该从以下两个角度入手:一方面,制定操作规范相关规章制度,并通过技术培训,规范操作行为;另一方面,运用信息化系统,科学管理运行的机电设备,并对其设备的运行状况进行控制,从而避免因操作不规范导致大量的资源浪费。煤矿企业的日常效益与机电设备管理息息相关,关于这一方面可以从以下两个角度分析:第一,从人力资源成本方面来说,全方位的管理以设备数量和负责人的管理理念相挂钩,有利于最大限度的排查故障以及防范风险。有效的煤矿机电设备不仅能够迅速地检测出设备故障所在,而且能够有效降低经济成本。从节约资源方面来看,加强对煤矿机电设备的管理可以最大限度的提升资源使用率。
3.2注意节约煤矿设备的用水用电量
从煤矿机电设备的角度来看,不仅仅有用电量这一巨大损耗项目,还有用水量的损耗。想要最大限度地发挥设备管理工作的作用,首先应成立降损小组,由其负责设备的节水节电工作。在月初时,根据本月生产效能制定相关用电目标,并对之进行定额管理,以本单位当月用电目标为绩效考核标准,实现监督管理责任制,提升各单位的节能意识。同时,在使用设备时,首先进行细致的计量管理,针对用水、用电数量以负荷曲线的形式进行细致的计量,明确用水、电量大的设备,采取有效措施进行改善。例如:用电量大的设备应尽量避免高峰用电,适当减少用电使用次数,促进节约用电;对于用水量大的设备应采用容量小的容器,减少不必要的损耗。
4结语
综上所述,对于煤矿生产而言,制定合理有效的机电设备管理方案有利于节能减排,先进的机电设备是煤矿生产的基础动力,想要提高机电设备效能,首先要提升技术人员操作水平,在引进先进设备的同时,引入优秀人才。以此提高生产力水平。在使用设备的过程中,应做好记录工作,明确用水、用电量较大的设备,并分析原因,做出相应的改进,提高设备使用效率。在煤矿生产过程中最重要的就是生产安全,其与先进机电设备二者相辅相成,因此,机电设备需做好日常维护工作,定期检修,保证安全生产。节能减排不仅仅是为了响应国家号召,更大程度上是为了将企业生产利益最大化,科学合理的机电设备管理既能降低企业生产成本,又能保证生产安全。从多方面角度优化设备使用效能,实现节能目标,推动煤矿企业可持续发展。
参考文献:
[1]曹书义.通过优化煤矿机电设备设计实现机电设备节能[J].科技风,2020(07):12.
[2]王语.浅议如何优化煤矿机电设备设计实现机电节能[J].科技风,2019(17):168+172.