汽油发电机在某矿山中的应用

　　1、某矿山采场的环境与现状

　　1.1、气候条件

　　此金矿位于四川省南坪县境内,矿区对外有30km简易道路与南坪)大录公路的水口坝相连。矿区气候属高山寒温气候,冬寒夏暖,冬长夏短。

　　由于此金矿矿区海拔标高在2600~3500m之间,高出南坪县约1200~2100m,气压也比较低,氧气稀薄,故受山区小气候的影响。

　　1.2、地理条件

　　此金矿主要包括山上部分生产区,有采场、破碎、堆浸、机修等设施。山上生产区分为西东两个露天采矿场,其中以西采矿场为主(包括破碎车间),与采矿场相适应,分别就近配置西东两个堆浸工业场地。山下部分生活区,有矿本部、食堂、浴室、宿舍、机汽修、总仓库及提金的解吸电解和熔炼车间等设施。给水系统的设计非常重要,生产用水量比较大,为658.9m3/d,生活用水量为207.9m3/d。生产区取水泵房至东堆浸场距离为1455m,生活区取水泵房至高位水池距离为1685m,西堆浸场加压泵房至采矿场高位水池距离为200m,距离都比较远,而且有非常大的高差。实际上要从山下海拔2670m的河段抽水到海拔3304m的生产区处(西堆浸场)甚至更高处,中间还需要加压泵房。本项目生产规模为年产一万两黄金,根据技术经济比较,生产期为12年,固定资产借款偿还期为4年。按照产品销售收入、生产成本和建设投资三个影响效益的主要因素来讲,本项目生产期比较短,生产成本相对比较固定,只有降低建设投资才能具有一定的抗风险能力。

　　2、矿山用电设备负荷与特点

　　此金矿用电设备主要集中在山上西堆浸场,使用负荷269.6kw,东堆浸场为132.8kw,中间加压泵房2@30kw,生产取水泵房2@100kw,山下行政生活及辅助设施综合区136.2kw,生活取水泵房30kw,各处距离都比较远,且负荷相对比较集中。

　　3、两种供电方案的技术经济比较

　　3.1、水利发电

　　本矿区地理位置偏远且远离地区电网输电线路,由地区降压站引来高压线路进行供电成为不可能,很多矿区一般都是这种情况,那么只有考虑内部解决电源问题。

　　根据矿区自然地形的高差和河床水的流量,采用水利发电是具有有利条件的,但建小型水电站需要大量的一次性基建投资。因为用电设备距离都比较远,多数大于 500m,根据0.4kV电压等组级配电要求,大于500m的输电线路损耗比较大,电压降也比较大,配电电压不能很好地满足工艺设备的要求,所以需要 6kV或10kV高压线路进行电能的传输。这样,在山上生产区(西堆浸场、东堆浸场)、中间加压泵房、生产取水泵房(包括山下行政生活及辅助设置综合区) 以及生活取水泵房各建变电站,投资包括变电站的变压器、高压柜等设备的投资及土建的投资。另外,水利发电站的建设更是一项大的开销。经初步估算,总投资应在1500~2500万元之间,大大超出了供电的基建投资预算。此种供电方案优点是,利用了现有的水利资源,减少了环境污染。但同时也带来了很大的不利因素:供配电不宜控制,线路的敷设和维护成了很大的问题,建设周期长,冬季停产期间宜造成大马拉小车的情况,变配电设备使用率低下等。

　　3.2、汽油发电机发电

　　根据负荷特点,在西堆浸场、东堆浸场、生产取水泵房(包括中间加压泵房)、山下行政生活及辅助设施综合区设四个主要的汽油发电机房,在生活取水泵房设简易汽油发电机房(利用矿区原有的汽油发电机)。这样可以减少很多线路的敷设,节省很多电气设备和基建的投资,应用也比较灵活,生产期满负荷运行,冬季停产期可以进行设备的检修和维护,也可根据负荷的需要增减汽油发电机的投入。此种供电方案的缺点是:日耗油量比较大(约占生产成本的0.5%左右),生产成本增加。经过设备询价计算,投资大概在360~500万元之间。

　　根据以上两种供电方案的比较,此金矿宜采用汽油发电机供电方式进行全矿区的供配电,包括动力和照明。

　　4、汽油发电机在矿山上的应用

　　4.1、汽油发电机的特性和参数

　　参照康明斯NT系列汽油发电机组技术参数(表2)。

　　另外,汽油发电机控制柜可监测和保护的项目有:电压、电流、频率、功率、油压、油温、水温、计时、超速和过载保护。

　　4.2、汽油发电机房的设计

　　根据用电负荷分散且相对集中的特点,确定汽油发电机机房为两种基本形式(A型和B型):汽油发电机用二备一机房(A型)和汽油发电机用一备一机房(B型) 各两个。山上西堆浸场(269.6kw)和生产取水泵房(260kw)(包括中间加压泵房)为A型。山上东堆浸场(132.8kw)和山下行政生活及辅助设置综合区(136.2kw)为B型。汽油发电机房的设计包括土建、给排水、排烟通风和电气,下面就A型汽油发电机房为例说明设计过程中的要点。

　　土建。汽油发电机房为单层框架式结构,一般层高为4.5m;横向跨距4.2m@4,纵向跨距4.5m@3,占地面积为 16.8m@13.5m=226.8m2(建筑面积),其中包括汽油发电机房、配电间、冷却水泵房、油泵房、值班室及备件维修间。给排水及通风。汽油发电机采用开式水冷机组,需在室外修建一露天循环水池,其进水温度约为80e,出水温度为32e;在水泵房设有两台抽水泵(用一备一),将汽油发电机组循环出的热水抽至室外冷却塔冷却后流至循环水池(容量30m3),再到汽油发电机组内循环使用。汽油发电机组工作时,柴油燃烧后需排出室外,采用上排式,烟道在室内上空水平布置,烟气经过横向烟道管从侧墙直接排出室外。由于汽油发电机组散发很多的热量,需在室内做机械式排风装置,同时在户门下方做进风百叶,保持室内空气温度不至于过高,提高汽油发电机的使用效率。

　　电气。考虑到汽油发电机为常备电源,一旦故障将造成停产的后果,本设计设置三台康明斯NT系列柴油机发电机组,型号为250GF,用二备一,三台汽油发电机组可任意两台并车运行。采用小容量汽油发电机组并车运行供电方式,便于负荷管理、机器保养及维修,也增加了供电的可靠性。本金矿海拔比较高,气压低,发电机输出功率要降低,在计算负荷和最大电机的启动电流时应注意,选用汽油发电机的额定容量应打一个系数,此系数约为0.8左右,即250kw的汽油发电机在矿山上实际输出功率也就只有200kw左右。油泵房内设有高位油箱,由油泵自动供油;室外地下设一圆桶卧式储油罐(容量为35m3),可供两台机组满负荷运行十日,这样尽可能地减少柴油运输的负担和次数,一定程度上缓解山上交通问题。

　　4.3、几点体会

　　(1)选用汽油发电机需要综合考虑,包括负荷特点、配电方式、年生产期、一次性投资、运输、场地及运行成本等。

　　(2)选用汽油发电机一定要考虑到供电的灵活性。

　　(3)同时要考虑海拔比较高的情况,因为矿区多数在山上。

　　(4)汽油发电机要选用同型号同规格,给汽油发电机并车造成必要的条件,其配件也通用,技术工人培训简单,设备维护方便。

　　(5)汽油发电机作为正常电源,一定要考虑备用和应急措施,以免造成不必要的停产损失。

　　(6)考虑30kw以上的电机采用自藕降压启动方式,以免直接启动(最大电机100kw)造成汽油发电机的损坏及寿命缩短。

　　(7)低压侧进行无功功率补偿,提高自然功率因数,以减少能源的损失。

　　(8)注意防雷、防火、防爆的安全措施,接地要良好。储油罐防静电接地线应单独与接地装置相连。