煤炭是我國能源的主要來源,也是我國經(jīng)濟(jì)的重要支柱。當(dāng)前,煤炭行業(yè)正處于全面深化改革、轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期,煤炭轉(zhuǎn)型發(fā)展需要開拓新的空間。隨著煤炭行業(yè)信息化水平的不斷提高,煤礦企業(yè)能源管理系統(tǒng)在我國煤炭行業(yè)已經(jīng)逐步開始應(yīng)用,與此同時,煤炭行業(yè)也面臨著從“高碳”到“低碳”的能源革命的挑戰(zhàn),隨著能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)變,煤炭比例的逐步下降將導(dǎo)致煤炭企業(yè)效益的下降,提高生產(chǎn)效率、降低煤炭生產(chǎn)成本將是促進(jìn)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展、開拓利潤空間的必由之路。

能源管理的基礎(chǔ)是計量和統(tǒng)計,做好能源計量、統(tǒng)計工作,提供準(zhǔn)確可靠的能源計量、統(tǒng)計數(shù)據(jù),是評價企業(yè)能源利用狀況的重要依據(jù):也是企業(yè)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、增強(qiáng)市場競爭力的重要保證,那么煤炭企業(yè)該如何做好能源管理,降本增效呢?

一、確定統(tǒng)計范圍

煤炭行業(yè)的主要用能的區(qū)域包含井上主工業(yè)場地、井下主要工作場地、回風(fēng)井,能源種類包含電、熱、柴油、瓦斯等,涉及的主要耗能工質(zhì)有水、壓縮空氣、通風(fēng)量等。實(shí)現(xiàn)礦井精細(xì)化能源管理的基礎(chǔ)是統(tǒng)計煤炭所涉及的能源在存儲、加工轉(zhuǎn)換、輸送分配等過程中的轉(zhuǎn)換、使用情況,進(jìn)而能夠根據(jù)能源平衡分析其中存在的跑冒滴漏情況。

(1)用電統(tǒng)計范圍包含井上、井下以及風(fēng)井場地各變電所、配電室、重要用能設(shè)備的用電消費(fèi)情況。

(2)用水統(tǒng)計范圍包含井上、井下各工業(yè)場所用水、消防用水、井上各社區(qū)的生活用水以及礦井的污水、經(jīng)污水處理后凈水量、凈水去向,根據(jù)礦井進(jìn)水、排水情況建立整個礦區(qū)的用水、排水平衡圖。

(3)用熱統(tǒng)計范圍包含主工業(yè)場地生活區(qū)用熱、風(fēng)井場地用熱以及井口用熱,根據(jù)礦井用熱情況建立整個礦區(qū)的用熱平衡圖。

(4)柴油統(tǒng)計范圍包含裝載機(jī)、發(fā)電機(jī)、無軌膠輪車等設(shè)備設(shè)施的擁用油情況。

(5)瓦斯統(tǒng)計范圍包含瓦斯抽采量、瓦斯排放量、去往瓦斯電廠的瓦斯量。

二、理清用能邊界

理清用能邊界是計算企業(yè)“噸原煤生產(chǎn)綜合能耗”、“噸原煤生產(chǎn)電耗”“工序能耗”等重要指標(biāo)的基礎(chǔ)。沒有此基礎(chǔ),企業(yè)的節(jié)能降耗難以找到衡量的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。

按照GB/T 2589-2020《綜合能耗計算通則》、GB/T29723.1/2/3/4/5—2013《煤礦主要工序能耗等級和限值》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),煤炭企業(yè)用能邊界可參照主要生產(chǎn)系統(tǒng)的邊界形式進(jìn)行劃分,具體劃分如下:

(1)主要生產(chǎn)系統(tǒng):開拓、掘進(jìn)、回采、提升、運(yùn)輸、排水、通風(fēng)、壓風(fēng)、瓦斯抽采、井下充填、制冷降溫等;

(2)輔助生產(chǎn)系統(tǒng):生產(chǎn)指揮、設(shè)備維修、動力供應(yīng)、地面運(yùn)輸、礦燈充電、生產(chǎn)照明、生產(chǎn)供水、選矸、井口保溫、滅火注漿等;

(3)附屬生產(chǎn)系統(tǒng):職工食堂、浴室、職工宿舍、洗衣、烘干、采暖、制冷、化驗(yàn)室、開水爐灶、環(huán)保及生態(tài)建設(shè)等;

三、核算工序能耗

(1)主要通風(fēng)系統(tǒng)

用能邊界:以控制主要通風(fēng)機(jī)的電動機(jī)啟動、停止及運(yùn)行的開關(guān)柜作為系統(tǒng)電能計量始點(diǎn),以風(fēng)機(jī)出風(fēng)口為能量終端。

統(tǒng)計參數(shù)范圍:統(tǒng)計參數(shù)范圍:耗電量(W)、風(fēng)量(Q)、全壓(P);

(2)主排水系統(tǒng)

用能邊界:以控制主排水泵的電動機(jī)啟動、停止及運(yùn)行的開關(guān)柜作為系統(tǒng)電能計量始點(diǎn),以排水管路出口處為主排水系統(tǒng)終端。主排水系統(tǒng)包括電動機(jī)、傳動裝置、主排水泵、進(jìn)水管、排水管和管路上其他附件。

統(tǒng)計參數(shù)范圍:耗電量(W)、排水量(Q)、排水垂高、排水管路傾角(α)。

(3)空氣壓縮系統(tǒng)

用能邊界:以控制空氣壓縮機(jī)的電動機(jī)啟動、停止及運(yùn)行的開關(guān)柜作為系統(tǒng)電能計量始點(diǎn),以空氣壓縮機(jī)的排氣口為終點(diǎn)。

統(tǒng)計參數(shù)范圍:耗電量(W)、壓縮空氣量(Q)、平均吸氣溫度和吸氣壓力(Mpa)、平均排氣溫度和排氣壓力(Mpa)。

(4)主提升帶式輸送系統(tǒng)

用能邊界:以控制主提升的第一部帶式輸送機(jī)電動機(jī)啟動、停止及運(yùn)行的開關(guān)柜作為系統(tǒng)電能計量始點(diǎn)。整個系統(tǒng)包括所有主提升帶式輸送機(jī)的電動機(jī)、皮帶、傳動裝置、控制裝置、調(diào)速裝置。

統(tǒng)計參數(shù)范圍:耗電量(W)、物料量(Q、Qt)、垂直位移量(H、Ht)、水平位移量(L)。

(5)主提升系統(tǒng)

用能邊界:以控制礦井提升機(jī)或礦用絞車的電動機(jī)啟動、停止及運(yùn)行的開關(guān)柜作為系統(tǒng)電能計量始點(diǎn),以礦井提升機(jī)或礦用絞車出口處為主提升系統(tǒng)終端。包括礦井提升機(jī)或礦用絞車牽引電動機(jī)、電控設(shè)備、安全保護(hù)裝置、信號系統(tǒng)等設(shè)備的能源消耗。

統(tǒng)計參數(shù)范圍:耗電量(W)、提升質(zhì)量(Q)、提升垂直高度(H)、斜井提升傾角(α)、鋼絲繩質(zhì)量(m0)、提升一次人員或物料的平均質(zhì)量(m)。

四、建立能源績效參數(shù)

能源績效參數(shù)與監(jiān)控對象(如用能設(shè)備、用能系統(tǒng))的能源績效水平密切相關(guān)企業(yè)通過對能源績效參數(shù)的監(jiān)視和測量,可及時掌握監(jiān)控對象的能源績效水平,采取控制措施,確保能源目標(biāo)和能源指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

能源績效參數(shù)通常可分為兩類,第一類是根據(jù)改進(jìn)能源績效的機(jī)會確定的,這一類能源績效參數(shù)是需要通過后續(xù)的能源管理實(shí)施方案得以完善的:第二類是通過能源評審發(fā)現(xiàn)目前沒有改進(jìn)的空間,但是需要企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)營過程中重點(diǎn)控制的參數(shù)。

煤炭生產(chǎn)企業(yè)的能源績效參數(shù)可包括:

(1)產(chǎn)值能耗指標(biāo)萬元產(chǎn)值綜合能耗萬元工業(yè)增加值綜合能耗

(2)產(chǎn)品能耗指標(biāo):

1)煤炭井工開采:噸原煤生產(chǎn)綜合能耗(可按 GB29444進(jìn)行計算);原煤生產(chǎn)電耗等;

2)煤炭露天開采:噸原煤生產(chǎn)綜合能耗(可按GB29445進(jìn)行計算);原煤生產(chǎn)電耗、原煤生產(chǎn)柴油耗等;

3)煤炭洗選:選煤電力單耗(可按 GB29556 進(jìn)行計算);

(3)工序或設(shè)備能耗指標(biāo):

1)煤炭井工開采:主要通風(fēng)系統(tǒng)工序能耗、主排水系統(tǒng)工序能耗、空氣壓縮系統(tǒng)(壓風(fēng)系統(tǒng))工序能耗、主提升帶式輸送系統(tǒng)工序能耗、提升系統(tǒng)工序能耗、工作面噸煤生產(chǎn)電耗、供暖系統(tǒng)能耗等;

2)煤炭露天開采:重型載重車往返單位工作量耗油、單斗挖掘機(jī)單位工作量電能(柴油)消耗、回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)單位工作量柴油消耗、主排水系統(tǒng)工序能耗、主提升帶式輸送系統(tǒng)工序能耗等:

3)選煤廠:噸精煤脫水電耗、噸煤泥處理電耗等3-

4)其他:中煤運(yùn)輸電耗、煤運(yùn)輸能耗等

(4)能源成本指標(biāo),能源消費(fèi)成本比例等

五、人員能力建設(shè)

企業(yè)應(yīng)從教育、培訓(xùn)、技能和經(jīng)驗(yàn)等方面考察、聘用和培訓(xùn)為其或代表其工作的、與主要能源使用相關(guān)的人員,使其具備相應(yīng)的能力,并保存相關(guān)記錄。可行時,對特別重要的能源崗位要求資格認(rèn)可。

企業(yè)通過強(qiáng)化為其或代表其工作人員的節(jié)能意識來確保能源管理體系運(yùn)行的有效性和適宜性。企業(yè)可采取如下措施提高員工節(jié)能意識和能力:

a)加強(qiáng)宣傳教育,內(nèi)容可包括:節(jié)能形勢、節(jié)能政策、能源方針、能源目標(biāo)和能源指標(biāo),節(jié)約能源所帶來的社會和經(jīng)濟(jì)效益等;

b)開展節(jié)能活動,內(nèi)容可包括:節(jié)能技術(shù)交流、節(jié)能知識競賽、節(jié)能小組組建、合理化建議征集、節(jié)能先進(jìn)評選等;

c)完善規(guī)章制度。內(nèi)容可包括:節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制、績效考核制度及繼續(xù)教育制度等;

六、建設(shè)信息化系統(tǒng)

通過建立煤礦企業(yè)智慧能源管理平臺,規(guī)范企業(yè)能源管理過程,提升企業(yè)能源管理利用水平,提高企業(yè)能源生產(chǎn)或能源消費(fèi)過程中的能源利用率,同時提高企業(yè)能源利用的智能化水平,從而降低企業(yè)用能、產(chǎn)能成本,提高企業(yè)核心競爭力。

(1)能源管理駕駛艙

建設(shè)能源管理駕駛艙,展示信息包括:礦區(qū)主通風(fēng)、壓風(fēng)、主排水、提升、洗煤廠等各生產(chǎn)系統(tǒng)接入所有電、汽、水實(shí)時運(yùn)行信息、能耗費(fèi)用統(tǒng)計、能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、能耗排名分析等。利用高清大屏系統(tǒng)展示公司整體的實(shí)時生產(chǎn)情況。

(2)能耗統(tǒng)計

統(tǒng)計煤礦企業(yè)產(chǎn)值能耗指標(biāo)、產(chǎn)品能耗指標(biāo)以及工序設(shè)備能耗指標(biāo)。

產(chǎn)值綜合能耗指標(biāo)包含:萬元產(chǎn)值綜合能耗、萬元工業(yè)增加值綜合能耗。

產(chǎn)品綜合能耗指標(biāo)包含:噸原煤生產(chǎn)綜合能耗、噸原煤生產(chǎn)電耗等。

工序或設(shè)備能耗指標(biāo):主要通風(fēng)系統(tǒng)工序能耗、主排水系統(tǒng)工序能耗、壓風(fēng)系統(tǒng)工序能耗、主提升帶式輸送系統(tǒng)工序能耗、提升系統(tǒng)工序能耗、工作面噸煤生產(chǎn)電耗、供暖系統(tǒng)能耗等。

(3)能效分析

核算煤礦企業(yè)級及主要通風(fēng)系統(tǒng)、主排水系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、主提升帶式輸送系統(tǒng)、主提升系統(tǒng)等主要工序單元的能效指標(biāo),參考標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 29723《煤礦主要工序能耗等級和限值》第1-5部分。可查看的能效指標(biāo)包含但不限于綜合能耗、單位產(chǎn)品能耗/電耗、噸原煤生產(chǎn)電耗、噸原煤生產(chǎn)油耗、選煤電力單耗、碳排放量、各能源折標(biāo)量、噸產(chǎn)品能耗、萬元產(chǎn)值綜合能耗、萬元產(chǎn)值工業(yè)增加值綜合能耗。

(4)能耗費(fèi)用

具備能源費(fèi)用核算功能,電價分時計費(fèi),容改需電價計算,功率因數(shù)對比,給出不同電價時段用電建議,給出按容或按需計費(fèi)的建議,給出無功補(bǔ)償?shù)慕ㄗh及補(bǔ)償容量。提高用能核算能力,負(fù)荷預(yù)測,電能質(zhì)量優(yōu)化,功率因數(shù)調(diào)整,負(fù)荷平衡,遠(yuǎn)程抄表,遠(yuǎn)程控制,異常報警,提供用能戰(zhàn)略決策分析,降低用能成本,輔助企業(yè)制定“削峰填谷”策略。

(5)智能算法告警

設(shè)備歷史數(shù)據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線,當(dāng)某一刻數(shù)據(jù)出現(xiàn)突變時,系統(tǒng)通過內(nèi)置算法自動進(jìn)行告警并推送告警數(shù)據(jù);同時對一段時間內(nèi)的能耗消耗量異常進(jìn)行告警,以便識別節(jié)能降碳的機(jī)會。

(6)報表服務(wù)

可根據(jù)用戶的實(shí)際使用需求,設(shè)定自定義報表,可靈活配置各單元格的行列顯示內(nèi)容,無需進(jìn)行二次開發(fā)。

(7)電力需求側(cè)管理

監(jiān)測企業(yè)內(nèi)部電力線路及配電設(shè)備的電壓、負(fù)荷、功率因數(shù)、對企業(yè)用電進(jìn)行全方位成本分析和用電優(yōu)化;通過需求側(cè)管理實(shí)現(xiàn)的節(jié)能量的統(tǒng)計,對實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約和污染物減排進(jìn)行量化,做為“虛擬電廠”容量的指標(biāo)數(shù)據(jù)。