铁矿用电指标优化实践

张晓煜（山东金岭铁矿，山东淄博255000）



铁矿用电指标优化实践

张晓煜
（山东金岭铁矿，山东淄博255000）

摘要：山东金岭铁矿选矿厂通过采取优化生产控制、空气能改造、淘汰耗能设备、照明改造、推广使用变频器等节能降耗措施，各项用电指标显著改善，2015年选矿厂尖峰比例、峰谷差平均值分别为37.09%和1.29，各项节能改造年节约费用约43.4万元。

关键词：生产单耗；峰谷用电；原矿品位；变频器

1　前　言

2014年山东金岭铁矿选矿厂铁精粉产量123万t，生产单耗23.95 kW·h/t，顺利完成全年节能降耗的目标。但2015年受采场出矿品位降低、金鼎矿占原矿比例上升、压滤生产等因素的影响，选矿厂各项用电指标均大幅高于2014年，为此，选矿厂积极探索、推行新的设备运行方式及用电管理方式，以实现全年节能降耗目标。

2　影响选矿厂用电指标的主要因素

2.1原矿品位降低

选矿厂共有铁山、召口、侯庄、金鼎4个采场，2015年以来，前3个采场的矿石品位较2014年有所降低，而且由于矿石供应比较紧张，外购了一部分矿石，其品位仅为36%，比2014年同期平均41.87%的品位下降了1.22%，造成选比增大，从而导致设备运行时间增加，而铁精矿产量却减少。据统计，前9个月细碎电机比2014年同期多运行了579 h，球磨电机多运行了1 002 h，破碎量比2014年同期增加9万余t，磨矿量增加9万t，而铁精粉的产量比去年同期减少4万余t，原矿品位降低大约增加了5%的铁精矿单耗。

2.2外购矿和金鼎矿的比例增加

金鼎矿的矿石较硬，难破碎、难磨，而外购矿比金鼎矿更难破碎、难磨，这不但造成每小时破碎量的降低，也造成了入磨量的降低，因此，生产同样数量的铁精粉，主要设备的运行时间要延长，造成铁精单耗大幅上升。2015年前9个月，金鼎矿、外购矿的处理量占总处理量的22.97%，而2014年同期则为20.03%，据统计，处理外购矿的铁精单耗比处理另外3个采场矿石时增加了9 kW·h/t。

2.3压滤增加生产用电

2014年选矿厂的尾矿一般通过尾矿泵直接排入尾矿库，而2015年以来，由于采场充填的需要，尾矿先排到浓缩池，然后经压滤机排水，剩下滤饼做充填用料。由于压滤工段一直生产，比2014年多用电509 256 kW·h，使铁精粉单耗提高了0.55 kW·h/t。

2.4采场出矿湿度大

2015年8月，采场的矿石湿度大，造成74 m和49 m振动筛筛分困难，严重影响筛分效率，造成破碎效率降低。为保证5台球磨供料，碎矿系统不得不延长峰期用电时间。粗碎、细碎运行时间延长，直接影响峰谷调控和用电单耗，造成峰谷差仅为0.59，远低于0.9的目标值。

3　优化用电指标措施

3.1优化生产控制

选矿厂磨选设备均连续运行，要实现峰谷调控，只能从碎矿间断运行设备入手。为避免高峰特别是尖峰时段用电，做到高峰让电，削峰填谷，碎矿工段将“停车交接班”改为“开车交接班”，用电峰期再停车检修，即供料紧张时（10：30～11：30、19:00～21:00）停车检修，其他时间运行，优先避开尖峰用电。供料不紧张时（8：30～11：30、18:00～23:00）停车进行检修，避开整个用电峰期。措施实施后，碎矿峰期用电由30%降到26%左右，其中，尖峰比例由42%左右降到26%，避峰填谷效果明显。

3.2空气能改造

空气能热水机组是一种不受资源限制的节能环保热水供应装置，目前已广泛应用于浴池、宾馆、别墅、工厂等需要热水热源的场所。空气能热水机组是以少量电能为驱动力，以制冷剂为载体，不断地吸收空气中的低品位热能，通过压缩机做功转化为可用的高品位热能，再将高品位热能释放到水中制取生活热水（最高温度可达60℃）。

2015年，选矿厂将2台18 kW空气能机组用于职工浴池。以前选矿厂洗浴方式全部为淋浴，热水与冷水混合使用，热水全部用蒸汽加热，每天热水用量20余t左右，选矿厂浴池锅炉使用天然气约5 t，天然气1 a费用约为36.5万元，而改为空气能机组以后，年节约费用约27.3万元，空气能投资费用约17万元，1 a可收回成本（忽略空气能设备维修费用）。

3.3淘汰耗能设备

选矿厂共有6台变压器，总容量为4 375 kVA，其中，碎矿、2#配电室及回水变压器均属于SJL系列的高耗低能设备。近年来，已先后对中央配电室东变、西变以及回水、2#配电室等4台变压器进行扩容改造，总容量达5 810 kVA，其中，将SJL系列的高耗低能的变压器更换为S9系列的节能型变压器，并更换部分电力电缆，减少线路损耗，提高用电的安全可靠性。此外，逐步淘汰厂内高能耗的老式电机，在浮选、分级机等全厂各个岗位，用新型Y系列电动机代替JO系列电机，以提高电机功率因数。

3.4照明改造

选矿厂磨选厂房原使用照明灯具为投光灯和普通节能灯，灯具的功率大、效率低，现场照明状况不能满足生产照明要求，特别是二三班时，不利于现场操作人员对矿浆浓度、浮选气泡颜色和厚度的准确判断，影响工艺指标，也不利于现场安全生产。球磨浮选厂房灯具改造后配备情况见表1（灯具平均照度均为82.7 lux）。

表1　改造后磨选厂房灯具配备情况

通过计算，照明改造每年可节省用电量约2万kW·h，节约电费、维护费约1.7万元，4 a即可收回投资成本，不仅节约了电能，还提高了照明效果。

3.5推广使用变频器

泵和风机采用变速调节时，其效率几乎不变，流量随转速按一次方规律变化，而轴功率按三次方规律变化，同时采用变频调节，可以降低泵和风机的噪声，减轻磨损，延长使用寿命，变频器的节电率可达到23%～40%，且可延长电机寿命2～4倍以上。以鼓风机为例，选矿厂鼓风机机房共有3台75 kW电机，主要是为浮选选别供风。若开1台设备，风量过小，起泡量少，浮选效果差；若开2台设备，则风量过大，需要关风口闸门来控制风量，此时，两台电机满负荷运行，造成了电能的浪费。安装SVF3000变频器以后，电机频率一般调到40 Hz，两台鼓风机各达自身75%风量时就能满足生产要求。根据风机功耗计算公式，关阀调节控制风量时，75%风量的功耗为55 kW；变频调节控制风量时，75%风量的功耗为40 kW，每年节省费用约14万余元。

此外，选矿厂变频器还应用于三磁、板式给矿机、皮带给矿机、岩石破碎等场合，取得良好的节能效果。

4　结　语

采用优化用电指标措施，铁精粉生产用电单耗在克服多种不利因素影响的情况下，基本与2014年持平，各项节能改造年节约费用约43.4万元。此外，选矿厂通过优化生产控制，更加科学、合理、细致地安排用电时间，各项用电指标显著改善，2015年选矿厂尖峰比例、峰谷差平均值分别为37.09%和1.29，完成了37.9%和0.9的目标指标任务。

Optimization of Electric Parameters for Iron Mine

ZHANG Xiaoyu
（Shandong Jinling Iron Mine, Zibo 255000, China）

Abstrraacctt:: By optimizing production control, air energy transform, eliminating energy-consuming equipment, lighting energy saving measures, such as promote the use of frequency converter, the power index was improved significantly in Shandong Jin Ling iron ore concentrator. The proportion of peak, the difference of peak and valley of concentrator in 2015 averaged are 37.09% and 1.29 respectively, the various cost saving in energy saving reconstruction is about 434 000 Yuan.

Key worrddss:: production and consumption; peak electricity; ore grade

常见单位符号大小写混淆示例

信息化建设

作者简介：张晓煜，男，1984年生，2008年毕业于山东科技大学自动化专业。现为山东金岭铁矿金钢矿业公司工程师，从事电气工作。

收稿日期：2015-09-30

中图分类号：TM73

文献标识码：B

文章编号：1004-4620（2015）06-0058-02