汽油發(fā)電機(jī)在某礦山中的應(yīng)用

　　1、某礦山采場的環(huán)境與現(xiàn)狀

　　1.1、氣候條件

　　此金礦位于四川省南坪縣境內(nèi),礦區(qū)對外有30km簡易道路與南坪)大錄公路的水口壩相連。礦區(qū)氣候?qū)俑呱胶疁貧夂?冬寒夏暖,冬長夏短。

　　由于此金礦礦區(qū)海拔標(biāo)高在2600~3500m之間,高出南坪縣約1200~2100m,氣壓也比較低,氧氣稀薄,故受山區(qū)小氣候的影響。

　　1.2、地理條件

　　此金礦主要包括山上部分生產(chǎn)區(qū),有采場、破碎、堆浸、機(jī)修等設(shè)施。山上生產(chǎn)區(qū)分為西東兩個露天采礦場,其中以西采礦場為主(包括破碎車間),與采礦場相適應(yīng),分別就近配置西東兩個堆浸工業(yè)場地。山下部分生活區(qū),有礦本部、食堂、浴室、宿舍、機(jī)汽修、總倉庫及提金的解吸電解和熔煉車間等設(shè)施。給水系統(tǒng)的設(shè)計非常重要,生產(chǎn)用水量比較大,為658.9m3/d,生活用水量為207.9m3/d。生產(chǎn)區(qū)取水泵房至東堆浸場距離為1455m,生活區(qū)取水泵房至高位水池距離為1685m,西堆浸場加壓泵房至采礦場高位水池距離為200m,距離都比較遠(yuǎn),而且有非常大的高差。實(shí)際上要從山下海拔2670m的河段抽水到海拔3304m的生產(chǎn)區(qū)處(西堆浸場)甚至更高處,中間還需要加壓泵房。本項目生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)一萬兩黃金,根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,生產(chǎn)期為12年,固定資產(chǎn)借款償還期為4年。按照產(chǎn)品銷售收入、生產(chǎn)成本和建設(shè)投資三個影響效益的主要因素來講,本項目生產(chǎn)期比較短,生產(chǎn)成本相對比較固定,只有降低建設(shè)投資才能具有一定的抗風(fēng)險能力。

　　2、礦山用電設(shè)備負(fù)荷與特點(diǎn)

　　此金礦用電設(shè)備主要集中在山上西堆浸場,使用負(fù)荷269.6kw,東堆浸場為132.8kw,中間加壓泵房2@30kw,生產(chǎn)取水泵房2@100kw,山下行政生活及輔助設(shè)施綜合區(qū)136.2kw,生活取水泵房30kw,各處距離都比較遠(yuǎn),且負(fù)荷相對比較集中。

　　3、兩種供電方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

　　3.1、水利發(fā)電

　　本礦區(qū)地理位置偏遠(yuǎn)且遠(yuǎn)離地區(qū)電網(wǎng)輸電線路,由地區(qū)降壓站引來高壓線路進(jìn)行供電成為不可能,很多礦區(qū)一般都是這種情況,那么只有考慮內(nèi)部解決電源問題。

　　根據(jù)礦區(qū)自然地形的高差和河床水的流量,采用水利發(fā)電是具有有利條件的,但建小型水電站需要大量的一次性基建投資。因?yàn)橛秒娫O(shè)備距離都比較遠(yuǎn),多數(shù)大于 500m,根據(jù)0.4kV電壓等組級配電要求,大于500m的輸電線路損耗比較大,電壓降也比較大,配電電壓不能很好地滿足工藝設(shè)備的要求,所以需要 6kV或10kV高壓線路進(jìn)行電能的傳輸。這樣,在山上生產(chǎn)區(qū)(西堆浸場、東堆浸場)、中間加壓泵房、生產(chǎn)取水泵房(包括山下行政生活及輔助設(shè)置綜合區(qū)) 以及生活取水泵房各建變電站,投資包括變電站的變壓器、高壓柜等設(shè)備的投資及土建的投資。另外,水利發(fā)電站的建設(shè)更是一項大的開銷。經(jīng)初步估算,總投資應(yīng)在1500~2500萬元之間,大大超出了供電的基建投資預(yù)算。此種供電方案優(yōu)點(diǎn)是,利用了現(xiàn)有的水利資源,減少了環(huán)境污染。但同時也帶來了很大的不利因素:供配電不宜控制,線路的敷設(shè)和維護(hù)成了很大的問題,建設(shè)周期長,冬季停產(chǎn)期間宜造成大馬拉小車的情況,變配電設(shè)備使用率低下等。

　　3.2、汽油發(fā)電機(jī)發(fā)電

　　根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn),在西堆浸場、東堆浸場、生產(chǎn)取水泵房(包括中間加壓泵房)、山下行政生活及輔助設(shè)施綜合區(qū)設(shè)四個主要的汽油發(fā)電機(jī)房,在生活取水泵房設(shè)簡易汽油發(fā)電機(jī)房(利用礦區(qū)原有的汽油發(fā)電機(jī))。這樣可以減少很多線路的敷設(shè),節(jié)省很多電氣設(shè)備和基建的投資,應(yīng)用也比較靈活,生產(chǎn)期滿負(fù)荷運(yùn)行,冬季停產(chǎn)期可以進(jìn)行設(shè)備的檢修和維護(hù),也可根據(jù)負(fù)荷的需要增減汽油發(fā)電機(jī)的投入。此種供電方案的缺點(diǎn)是:日耗油量比較大(約占生產(chǎn)成本的0.5%左右),生產(chǎn)成本增加。經(jīng)過設(shè)備詢價計算,投資大概在360~500萬元之間。

　　根據(jù)以上兩種供電方案的比較,此金礦宜采用汽油發(fā)電機(jī)供電方式進(jìn)行全礦區(qū)的供配電,包括動力和照明。

　　4、汽油發(fā)電機(jī)在礦山上的應(yīng)用

　　4.1、汽油發(fā)電機(jī)的特性和參數(shù)

　　參照康明斯NT系列汽油發(fā)電機(jī)組技術(shù)參數(shù)(表2)。

　　另外,汽油發(fā)電機(jī)控制柜可監(jiān)測和保護(hù)的項目有:電壓、電流、頻率、功率、油壓、油溫、水溫、計時、超速和過載保護(hù)。

　　4.2、汽油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計

　　根據(jù)用電負(fù)荷分散且相對集中的特點(diǎn),確定汽油發(fā)電機(jī)機(jī)房為兩種基本形式(A型和B型):汽油發(fā)電機(jī)用二備一機(jī)房(A型)和汽油發(fā)電機(jī)用一備一機(jī)房(B型) 各兩個。山上西堆浸場(269.6kw)和生產(chǎn)取水泵房(260kw)(包括中間加壓泵房)為A型。山上東堆浸場(132.8kw)和山下行政生活及輔助設(shè)置綜合區(qū)(136.2kw)為B型。汽油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計包括土建、給排水、排煙通風(fēng)和電氣,下面就A型汽油發(fā)電機(jī)房為例說明設(shè)計過程中的要點(diǎn)。

　　土建。汽油發(fā)電機(jī)房為單層框架式結(jié)構(gòu),一般層高為4.5m;橫向跨距4.2m@4,縱向跨距4.5m@3,占地面積為 16.8m@13.5m=226.8m2(建筑面積),其中包括汽油發(fā)電機(jī)房、配電間、冷卻水泵房、油泵房、值班室及備件維修間。給排水及通風(fēng)。汽油發(fā)電機(jī)采用開式水冷機(jī)組,需在室外修建一露天循環(huán)水池,其進(jìn)水溫度約為80e,出水溫度為32e;在水泵房設(shè)有兩臺抽水泵(用一備一),將汽油發(fā)電機(jī)組循環(huán)出的熱水抽至室外冷卻塔冷卻后流至循環(huán)水池(容量30m3),再到汽油發(fā)電機(jī)組內(nèi)循環(huán)使用。汽油發(fā)電機(jī)組工作時,柴油燃燒后需排出室外,采用上排式,煙道在室內(nèi)上空水平布置,煙氣經(jīng)過橫向煙道管從側(cè)墻直接排出室外。由于汽油發(fā)電機(jī)組散發(fā)很多的熱量,需在室內(nèi)做機(jī)械式排風(fēng)裝置,同時在戶門下方做進(jìn)風(fēng)百葉,保持室內(nèi)空氣溫度不至于過高,提高汽油發(fā)電機(jī)的使用效率。

　　電氣?？紤]到汽油發(fā)電機(jī)為常備電源,一旦故障將造成停產(chǎn)的后果,本設(shè)計設(shè)置三臺康明斯NT系列柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組,型號為250GF,用二備一,三臺汽油發(fā)電機(jī)組可任意兩臺并車運(yùn)行。采用小容量汽油發(fā)電機(jī)組并車運(yùn)行供電方式,便于負(fù)荷管理、機(jī)器保養(yǎng)及維修,也增加了供電的可靠性。本金礦海拔比較高,氣壓低,發(fā)電機(jī)輸出功率要降低,在計算負(fù)荷和最大電機(jī)的啟動電流時應(yīng)注意,選用汽油發(fā)電機(jī)的額定容量應(yīng)打一個系數(shù),此系數(shù)約為0.8左右,即250kw的汽油發(fā)電機(jī)在礦山上實(shí)際輸出功率也就只有200kw左右。油泵房內(nèi)設(shè)有高位油箱,由油泵自動供油;室外地下設(shè)一圓桶臥式儲油罐(容量為35m3),可供兩臺機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行十日,這樣盡可能地減少柴油運(yùn)輸?shù)呢?fù)擔(dān)和次數(shù),一定程度上緩解山上交通問題。

　　4.3、幾點(diǎn)體會

　　(1)選用汽油發(fā)電機(jī)需要綜合考慮,包括負(fù)荷特點(diǎn)、配電方式、年生產(chǎn)期、一次性投資、運(yùn)輸、場地及運(yùn)行成本等。

　　(2)選用汽油發(fā)電機(jī)一定要考慮到供電的靈活性。

　　(3)同時要考慮海拔比較高的情況,因?yàn)榈V區(qū)多數(shù)在山上。

　　(4)汽油發(fā)電機(jī)要選用同型號同規(guī)格,給汽油發(fā)電機(jī)并車造成必要的條件,其配件也通用,技術(shù)工人培訓(xùn)簡單,設(shè)備維護(hù)方便。

　　(5)汽油發(fā)電機(jī)作為正常電源,一定要考慮備用和應(yīng)急措施,以免造成不必要的停產(chǎn)損失。

　　(6)考慮30kw以上的電機(jī)采用自藕降壓啟動方式,以免直接啟動(最大電機(jī)100kw)造成汽油發(fā)電機(jī)的損壞及壽命縮短。

　　(7)低壓側(cè)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償,提高自然功率因數(shù),以減少能源的損失。

　　(8)注意防雷、防火、防爆的安全措施,接地要良好。儲油罐防靜電接地線應(yīng)單獨(dú)與接地裝置相連。