煤炭是我國能源的主要來源,也是我國經濟的重要支柱。當前,煤炭行業正處于全面深化改革、轉型發展的關鍵時期,煤炭轉型發展需要開拓新的空間。隨著煤炭行業信息化水平的不斷提高,煤礦企業能源管理系統在我國煤炭行業已經逐步開始應用,與此同時,煤炭行業也面臨著從“高碳”到“低碳”的能源革命的挑戰,隨著能源結構向清潔低碳轉變,煤炭比例的逐步下降將導致煤炭企業效益的下降,提高生產效率、降低煤炭生產成本將是促進煤炭行業轉型發展、開拓利潤空間的必由之路。

能源管理的基礎是計量和統計,做好能源計量、統計工作,提供準確可靠的能源計量、統計數據,是評價企業能源利用狀況的重要依據:也是企業優化能源結構、提高能源利用效率、增強市場競爭力的重要保證,那么煤炭企業該如何做好能源管理,降本增效呢?

一、確定統計范圍

煤炭行業的主要用能的區域包含井上主工業場地、井下主要工作場地、回風井,能源種類包含電、熱、柴油、瓦斯等,涉及的主要耗能工質有水、壓縮空氣、通風量等。實現礦井精細化能源管理的基礎是統計煤炭所涉及的能源在存儲、加工轉換、輸送分配等過程中的轉換、使用情況,進而能夠根據能源平衡分析其中存在的跑冒滴漏情況。

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

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

(3)用熱統計范圍包含主工業場地生活區用熱、風井場地用熱以及井口用熱,根據礦井用熱情況建立整個礦區的用熱平衡圖。

(4)柴油統計范圍包含裝載機、發電機、無軌膠輪車等設備設施的擁用油情況。

(5)瓦斯統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“噸原煤生產綜合能耗”、“噸原煤生產電耗”“工序能耗”等重要指標的基礎。沒有此基礎,企業的節能降耗難以找到衡量的標準和依據。

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》等相關標準,煤炭企業用能邊界可參照主要生產系統的邊界形式進行劃分,具體劃分如下:

(1)主要生產系統:開拓、掘進、回采、提升、運輸、排水、通風、壓風、瓦斯抽采、井下充填、制冷降溫等;

(2)輔助生產系統:生產指揮、設備維修、動力供應、地面運輸、礦燈充電、生產照明、生產供水、選矸、井口保溫、滅火注漿等;

(3)附屬生產系統:職工食堂、浴室、職工宿舍、洗衣、烘干、采暖、制冷、化驗室、開水爐灶、環保及生態建設等;

三、核算工序能耗

(1)主要通風系統

用能邊界:以控制主要通風機的電動機啟動、停止及運行的開關柜作為系統電能計量始點,以風機出風口為能量終端。

統計參數范圍:統計參數范圍:耗電量(W)、風量(Q)、全壓(P);

(2)主排水系統

用能邊界:以控制主排水泵的電動機啟動、停止及運行的開關柜作為系統電能計量始點,以排水管路出口處為主排水系統終端。主排水系統包括電動機、傳動裝置、主排水泵、進水管、排水管和管路上其他附件。

統計參數范圍: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

用能邊界:以控制空氣壓縮機的電動機啟動、停止及運行的開關柜作為系統電能計量始點,以空氣壓縮機的排氣口為終點。

統計參數范圍: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

用能邊界:以控制主提升的第一部帶式輸送機電動機啟動、停止及運行的開關柜作為系統電能計量始點。整個系統包括所有主提升帶式輸送機的電動機、皮帶、傳動裝置、控制裝置、調速裝置。

統計參數范圍: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

用能邊界:以控制礦井提升機或礦用絞車的電動機啟動、停止及運行的開關柜作為系統電能計量始點,以礦井提升機或礦用絞車出口處為主提升系統終端。包括礦井提升機或礦用絞車牽引電動機、電控設備、安全保護裝置、信號系統等設備的能源消耗。

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

四、建立能源績效參數

能源績效參數與監控對象(如用能設備、用能系統)的能源績效水平密切相關企業通過對能源績效參數的監視和測量,可及時掌握監控對象的能源績效水平,采取控制措施,確保能源目標和能源指標的實現。

能源績效參數通常可分為兩類,第一類是根據改進能源績效的機會確定的,這一類能源績效參數是需要通過后續的能源管理實施方案得以完善的:第二類是通過能源評審發現目前沒有改進的空間,但是需要企業在生產運營過程中重點控制的參數。

煤炭生產企業的能源績效參數可包括:

(1)產值能耗指標萬元產值綜合能耗萬元工業增加值綜合能耗

(2)產品能耗指標:

1)煤炭井工開采:噸原煤生產綜合能耗(可按 GB29444進行計算);原煤生產電耗等;

2)煤炭露天開采:噸原煤生產綜合能耗(可按GB29445進行計算);原煤生產電耗、原煤生產柴油耗等;

3)煤炭洗選:選煤電力單耗(可按 GB29556 進行計算);

(3)工序或設備能耗指標:

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

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

3)選煤廠:噸精煤脫水電耗、噸煤泥處理電耗等3-

4)其他:中煤運輸電耗、煤運輸能耗等

(4)能源成本指標,能源消費成本比例等

五、人員能力建設

企業應從教育、培訓、技能和經驗等方面考察、聘用和培訓為其或代表其工作的、與主要能源使用相關的人員,使其具備相應的能力,并保存相關記錄。可行時,對特別重要的能源崗位要求資格認可。

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

a)加強宣傳教育,內容可包括:節能形勢、節能政策、能源方針、能源目標和能源指標,節約能源所帶來的社會和經濟效益等;

b)開展節能活動,內容可包括:節能技術交流、節能知識競賽、節能小組組建、合理化建議征集、節能先進評選等;

c)完善規章制度。內容可包括:節能目標責任制、績效考核制度及繼續教育制度等;

六、建設信息化系統

通過建立煤礦企業智慧能源管理平臺,規范企業能源管理過程,提升企業能源管理利用水平,提高企業能源生產或能源消費過程中的能源利用率,同時提高企業能源利用的智能化水平,從而降低企業用能、產能成本,提高企業核心競爭力。

(1)能源管理駕駛艙

建設能源管理駕駛艙,展示信息包括:礦區主通風、壓風、主排水、提升、洗煤廠等各生產系統接入所有電、汽、水實時運行信息、能耗費用統計、能源數據統計分析、能耗排名分析等。利用高清大屏系統展示公司整體的實時生產情況。

(2)能耗統計

統計煤礦企業產值能耗指標、產品能耗指標以及工序設備能耗指標。

產值綜合能耗指標包含:萬元產值綜合能耗、萬元工業增加值綜合能耗。

產品綜合能耗指標包含:噸原煤生產綜合能耗、噸原煤生產電耗等。

工序或設備能耗指標:主要通風系統工序能耗、主排水系統工序能耗、壓風系統工序能耗、主提升帶式輸送系統工序能耗、提升系統工序能耗、工作面噸煤生產電耗、供暖系統能耗等。

(3)能效分析

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

(4)能耗費用

具備能源費用核算功能,電價分時計費,容改需電價計算,功率因數對比,給出不同電價時段用電建議,給出按容或按需計費的建議,給出無功補償的建議及補償容量。提高用能核算能力,負荷預測,電能質量優化,功率因數調整,負荷平衡,遠程抄表,遠程控制,異常報警,提供用能戰略決策分析,降低用能成本,輔助企業制定“削峰填谷”策略。

(5)智能算法告警

設備歷史數據運行數據曲線,當某一刻數據出現突變時,系統通過內置算法自動進行告警并推送告警數據;同時對一段時間內的能耗消耗量異常進行告警,以便識別節能降碳的機會。

(6)報表服務

可根據用戶的實際使用需求,設定自定義報表,可靈活配置各單元格的行列顯示內容,無需進行二次開發。

(7)電力需求側管理

監測企業內部電力線路及配電設備的電壓、負荷、功率因數、對企業用電進行全方位成本分析和用電優化;通過需求側管理實現的節能量的統計,對實現能源節約和污染物減排進行量化,做為“虛擬電廠”容量的指標數據。