汽油發電機在某礦山中的應用

　　1、某礦山采場的環境與現狀

　　1.1、氣候條件

　　此金礦位于四川省南坪縣境內,礦區對外有30km簡易道路與南坪)大錄公路的水口壩相連。礦區氣候屬高山寒溫氣候,冬寒夏暖,冬長夏短。

　　由于此金礦礦區海拔標高在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區,有采場、破碎、堆浸、機修等設施。山上生產區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,分別就近配置西東兩個堆浸工業場地。山下部分生活區,有礦本部、食堂、浴室、宿舍、機汽修、總倉庫及提金的解吸電解和熔煉車間等設施。給水系統的設計非常重要,生產用水量比較大,為658.9m3/d,生活用水量為207.9m3/d。生產區取水泵房至東堆浸場距離為1455m,生活區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,而且有非常大的高差。實際上要從山下海拔2670m的河段抽水到海拔3304m的生產區處(西堆浸場)甚至更高處,中間還需要加壓泵房。本項目生產規模為年產一萬兩黃金,根據技術經濟比較,生產期為12年,固定資產借款償還期為4年。按照產品銷售收入、生產成本和建設投資三個影響效益的主要因素來講,本項目生產期比較短,生產成本相對比較固定,只有降低建設投資才能具有一定的抗風險能力。

　　2、礦山用電設備負荷與特點

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

　　3、兩種供電方案的技術經濟比較

　　3.1、水利發電

　　本礦區地理位置偏遠且遠離地區電網輸電線路,由地區降壓站引來高壓線路進行供電成為不可能,很多礦區一般都是這種情況,那么只有考慮內部解決電源問題。

　　根據礦區自然地形的高差和河床水的流量,采用水利發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。因為用電設備距離都比較遠,多數大于 500m,根據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備的要求,所以需要 6kV或10kV高壓線路進行電能的傳輸。這樣,在山上生產區(西堆浸場、東堆浸場)、中間加壓泵房、生產取水泵房(包括山下行政生活及輔助設置綜合區) 以及生活取水泵房各建變電站,投資包括變電站的變壓器、高壓柜等設備的投資及土建的投資。另外,水利發電站的建設更是一項大的開銷。經初步估算,總投資應在1500~2500萬元之間,大大超出了供電的基建投資預算。此種供電方案優點是,利用了現有的水利資源,減少了環境污染。但同時也帶來了很大的不利因素:供配電不宜控制,線路的敷設和維護成了很大的問題,建設周期長,冬季停產期間宜造成大馬拉小車的情況,變配電設備使用率低下等。

　　3.2、汽油發電機發電

　　根據負荷特點,在西堆浸場、東堆浸場、生產取水泵房(包括中間加壓泵房)、山下行政生活及輔助設施綜合區設四個主要的汽油發電機房,在生活取水泵房設簡易汽油發電機房(利用礦區原有的汽油發電機)。這樣可以減少很多線路的敷設,節省很多電氣設備和基建的投資,應用也比較靈活,生產期滿負荷運行,冬季停產期可以進行設備的檢修和維護,也可根據負荷的需要增減汽油發電機的投入。此種供電方案的缺點是:日耗油量比較大(約占生產成本的0.5%左右),生產成本增加。經過設備詢價計算,投資大概在360~500萬元之間。

　　根據以上兩種供電方案的比較,此金礦宜采用汽油發電機供電方式進行全礦區的供配電,包括動力和照明。

　　4、汽油發電機在礦山上的應用

　　4.1、汽油發電機的特性和參數

　　參照康明斯NT系列汽油發電機組技術參數(表2)。

　　另外,汽油發電機控制柜可監測和保護的項目有:電壓、電流、頻率、功率、油壓、油溫、水溫、計時、超速和過載保護。

　　4.2、汽油發電機房的設計

　　根據用電負荷分散且相對集中的特點,確定汽油發電機機房為兩種基本形式(A型和B型):汽油發電機用二備一機房(A型)和汽油發電機用一備一機房(B型) 各兩個。山上西堆浸場(269.6kw)和生產取水泵房(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置綜合區(136.2kw)為B型。汽油發電機房的設計包括土建、給排水、排煙通風和電氣,下面就A型汽油發電機房為例說明設計過程中的要點。

　　土建。汽油發電機房為單層框架式結構,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),其中包括汽油發電機房、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。汽油發電機采用開式水冷機組,需在室外修建一露天循環水池,其進水溫度約為80e,出水溫度為32e;在水泵房設有兩臺抽水泵(用一備一),將汽油發電機組循環出的熱水抽至室外冷卻塔冷卻后流至循環水池(容量30m3),再到汽油發電機組內循環使用。汽油發電機組工作時,柴油燃燒后需排出室外,采用上排式,煙道在室內上空水平布置,煙氣經過橫向煙道管從側墻直接排出室外。由于汽油發電機組散發很多的熱量,需在室內做機械式排風裝置,同時在戶門下方做進風百葉,保持室內空氣溫度不至于過高,提高汽油發電機的使用效率。

　　電氣?？紤]到汽油發電機為常備電源,一旦故障將造成停產的后果,本設計設置三臺康明斯NT系列柴油機發電機組,型號為250GF,用二備一,三臺汽油發電機組可任意兩臺并車運行。采用小容量汽油發電機組并車運行供電方式,便于負荷管理、機器保養及維修,也增加了供電的可靠性。本金礦海拔比較高,氣壓低,發電機輸出功率要降低,在計算負荷和最大電機的啟動電流時應注意,選用汽油發電機的額定容量應打一個系數,此系數約為0.8左右,即250kw的汽油發電機在礦山上實際輸出功率也就只有200kw左右。油泵房內設有高位油箱,由油泵自動供油;室外地下設一圓桶臥式儲油罐(容量為35m3),可供兩臺機組滿負荷運行十日,這樣盡可能地減少柴油運輸的負擔和次數,一定程度上緩解山上交通問題。

　　4.3、幾點體會

　　(1)選用汽油發電機需要綜合考慮,包括負荷特點、配電方式、年生產期、一次性投資、運輸、場地及運行成本等。

　　(2)選用汽油發電機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,因為礦區多數在山上。

　　(4)汽油發電機要選用同型號同規格,給汽油發電機并車造成必要的條件,其配件也通用,技術工人培訓簡單,設備維護方便。

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

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

　　(7)低壓側進行無功功率補償,提高自然功率因數,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單獨與接地裝置相連。