我国煤炭行业节能研究

第15卷第3期(总第94期)煤矿开采Vol.15No.3 (Series No 94)2010年6月Coal mining TechnologyJune2010四综I述量我国煤炭行业节能研究高建广'，张国涛”(1.山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛266510; 2.山东科技大学经济管理学院，山东青岛266510)[摘要]分析了我国煤炭行业节能研究的现状，将节能研究的主要方向分类归纳为6类:节能研究必要性、节能法律与政策、行业系统节能、单机节能、节能技术及节能审计,并根据分类总结了我国煤炭行业节能研究的主要成果，指出了煤炭行业节能研究中的不足，并提出了改进措施。[关键词]煤炭行业; 节能研究;现状;措施[中團分类号] F407. 21[文献标识码] A[文章编号] 1006-6225 (2010) 03-0001.04Research on Energy Conservation of Coal Industry in ChinaGAO Jjan-guang'，ZHANG Guo-tao'(1. Resources & Envionment School, Shandong Univernity of Science & Technology , Qingdao 266510, China;2. Economics & Management School , Shandong Univernity of Science & Technology , Qingdao 266510, China)Abstract: This paper analyzed status quo of energy conservation of coal industry in China and cassified main directions of energy con-servation research into 6 classes: necessity of energy conservation research, energy conservation law and policy, industry system energyconservation , one-machine energy conservation, energy conservation technology and energy conservation audit. Based on the casifica-tion, it concluded main achievement of enengy conservation research in coal industry of China and indicated lacking in energy conserva-tion and put forward improvement measure.Key words: coal industry; energy conservation research; status quo; measure近年来，随着经济的发展，我国对于能源的需身研究时间的双重浪费，而且也不利于煤炭行业节求逐渐增加。“富煤、贫油、少气”的能源结构，能研究的进- 步发展。因此，有必要对我国煤炭行决定了煤炭是我国的基础能源。但是，煤炭行业又业 节能研究的现状进行研究，总结当前节能研究的是国家确定的9大高能耗行业之- -，而且我国煤炭方向、程度和成果等，并指出研究中尚存在的不企业的能源利用率极低，仅为22%，比国外先进足，为研究人员节约研究时间，并使煤炭行业的节水平低28%”。此外，国家在《煤炭工业节能减能研究更加科学合理。排工作意见》中明确提出，到“十一五”末，煤1我国煤炭行 业节能研究的主要方向炭企业单位生产总值能耗比2005年下降20%，为煤炭行业提出了节能的约束性指标。因此，我国煤1994年我国在《中国21世纪议程》中首次提炭行业的节能工作势在必行，对煤炭行业的节能研出清洁生产的概念，并指出清洁生产应该以节能、究也显得愈发必要。降耗、减污、增效为目标2。近年来，由于国家但是，在当前众多的节能研究中,缺少对我国对煤炭行业节能减排的重视和引导，我国对于煤炭煤炭行业节能研究的综述。因此，研究者只能繁琐矿区节能减排的研究发展很快。我国对煤炭行业节地检索相关文献或根据自身了解，确定自已节能研能研究不但有宏观法规和政策层面的，也有节能技究的方向和研究问题。受阅读文献数量、质量以及术、 单机节能等微观层面的，既参考了其他行业的个人知识的有限性等影响，许多研究者并不能在短思路，又结合了煤炭行业的一-些具体问题。时间内对我国煤炭行业节能研究方向、程度、成果1.1 对煤炭行业节能必要性的研究和不足形成--个较好的把握，因而节能研究中也产当前，国内对于煤炭行业开展节能必要性的研生了一些问题。比如，一些学者会重复前人的研究主要从定性的角度开展，多数研究在提出节能的究,不能较好地把握节能研究的方向，也不能参考同时中国煤化主，吴少杰通过分析前人研究成果。这样不但会造成前人研究成果和自煤炭求的影响，指出煤TYHCNMHG[收稿日期] 2010-01-11[作者简介]高建广(1969-), 男,山东泰安人，博士,副教授,从事资源经济与管理教学与科研。总第94期煤矿开采2010年第3期炭行业当前肩负着煤炭开采和节能减排的双重任1.3对煤炭行业系统节能 的研究务，并提出了节能减排的方法措施2)。陈金伟认目前我国煤炭行业系统节能的研究主要集中在为实现能源资源节约，是摆在煤炭企业面前的重大通风系统、排水系统、矿区供热系统、供电系统和课题和迫切任务，并提出通过结构调整、科技进步井下照明系统等系统的研究，从整体上研究系统节和管理创新来促进煤炭企业节能减排。刘建功能的同时，也对系统内一些环节、节能设备和节能认为提高能源生产利用效率,整体实现煤炭生产和技术应用等方面进行了探讨。利用的集约化、科学化，对煤炭行业来讲势在必(1)通风系统的节能研究在对通风系统高行，并指出煤炭企业在节能减排方面应该发挥重要能耗的原因分析的基础上，研究系统内一些高能耗作用[4)。倪健民主编《国家能源安全报告》中提环节、设备的节能措施与技术等。张立炎等分析了出:“节能在我国能源战略中具有重要地位。我国金属矿山通风系统能耗高的根本原因，并提出通过必须继续‘坚持开发与节约并举，把节约放在首优化通风网络、更新及合理配置通风动力设备和合位’的能源总方针”[5]。理设置及维护通风构筑物来达到通风节能的目1.2对煤炭行业节能法律与政策的研究的0]。杜欣慧等对风机的几种常用的节能调节方政策、法律的研究能为煤炭行业节能提供法律法进行了比较分析，得出变频调速为最理想的节能与政策层面的约束、激励与保障。当前，我国相关调节方法，并对变频调速节能的原理进行了分的节能法律和政策还有很多需要完善的地方。析”"。汪仁认为对风机进行变频改造后可以达到法律方面的研究，以国家相关部门的研究为节能省电、提高风机效率、延长电机使用寿命和提主。我国早在1997年就制定了《节能法》,随后高风量控制精度等目的121。武永胜提出使用变频又相继颁布、实施了《可再生能源法》、《固体废器调节通风机转速和调节通风机叶片安装角度来实物污染环境防治法》、《清洁生产促进法》等法律,现通风机节能运行3]。并对《节能法》等法律进行了适时的修订，提高(2)排水系统的节能研究主要集中在如何了相关法律的时代适应性和可执行性。相关学者主提高水泵与管路效率方面。杜工会认为在矿井排水要从立法与执法角度，对节能法律相关内容开展研系统中，水泵本身的节能是前提，系统节能是关究。孙艺超对我国节能立法和执法上的不足进行了键，并提出采用合理的水泵运行方式、简化排水系探讨，并提出节能立法要务实、普法要同步、修改统、水泵采用无底阀运行,提高主排水管网效率等措施促进主排水系统的节能4。贾平提出通过合现行法律并完善配套法规'6]。政策方面的研究，无论是国家，还是学者个理选择水泵、降低管路阻力、挖掘电机潜力来对煤人，研究均集中在节能减排问责制、价格杠杆和税矿排水系统进行节能改造['5]。王柏华分析了水泵收政策等方面。节能减排问责制方面，温家宝总理效率、管路效率、系统效率和吨水百米电耗，提出在2007年的全国节能减排工作电视电话会议上提通过更换老型号的低效泵、去除水泵的富裕扬程和出建立健全节能减排工作责任制和问责制，把节能清扫排水管路提高矿山水泵效率(6]。杨斌等认为减排各项工作目标和任务逐级分解到各地和重点企在水泵中采用变频技术，能够降低电机运行电流和业。价格杠杆方面，曹长庆、张卫东认为应该通过线路损耗，可以节约电能[17]。推进资源性产品价格和环保收费改革,建立资源消(3)供热系统的节能研究研究相对较少,耗的约束机制和节能减排的激励机制，利用价格杠朱杰分析了当前矿区供热系统存在的问题，并指出杆促进节能减排”。税收政策方面,国家税务总局矿区供热系统的节能应从锅炉房、热力管网、热用副局长宋兰指出应该逐步促进节能减排的税收政策户3个方面开展(”]。(4) 供电系统的节能研究方面 主要围绕合措施，充分运用税收政策限制高耗能、高污染、资理设置变压器台数与提高功率因数2个方面。王秀源型产品。朱晓冲等分析了其他国家的节能减排税兰指出功率因数偏低是目前我国煤矿井下电网的一收政策，并根据我国国情提出通过征收环境税、燃个共性问瓯电网的影响以及提油税等税收政策来促进我国节能减排!$]。苗田分高煤中国煤化工的效益[响。汪元析了我国节能绿色税收体系的现状，并提出通过开江指MHCNMHG企业降低电能消征燃油税和环境税，完善资源税、消费税和税收优耗、节约成本的有效措施，并提出通过合理安排变惠政策来完善我国节能绿色税收体系'°]。压器运行台数和提高变压器负载的功率因数等措施高建广等:我国煤炭行业节能研究2010年第3期降低电力损耗[20]。(1)低浓度瓦斯发电技术郝继锋研究了瓦(5)井下照明系统的节能研究主要研究如斯发电的经济、余热和节能减排效益，并指出要健何在确保生产与安全的前提下节约电能。魏幼平等全完善有关法律法规和规章制度，强制煤矿建立瓦讨论^了煤矿井下照明节能的原则，并提出了优选高斯抽采系统，以推进煤矿瓦斯抽采利用工作[2。效光源、选配高效灯具和应用优质启动设备等措王琳从设备布置、冷却循环系统、照明和地面燃气施，以提高煤矿井下照明效率、节约能源、提高煤进气系统等方面对低浓度瓦斯发电技术进行了改矿生产安全性和效率(21。李英建等介绍了目前煤进，使得改进后的发电技术发电效率提高、瓦斯利矿矿灯存在的问题，并研制了一种基于镍氢电池的用率增大(28。节能型矿灯(2]。(2)低真空供热技术张 子敬认为将抽汽凝1.4对煤炭行业单机节 能的研究汽式汽轮机改为低真空供热方式能有效促进热电厂目前国内煤矿单机节能的研究对象主要是一些的节能减排，而且指出低真空供热改造过程中应为高能耗、节能潜力较大的装备，比如挖掘机、钻原热网系统的扩容及改造选择合理的方案[9。王机、空压机、升降机、风机、水泵等。这些设备的晓红等通过对凝汽器低真空供热技术的可行性、安节能方法主要有更换节能设备、对原有设备进行节全性和经济效益进行了分析,指出该技术能有效降能改造、加强设备能耗管理等。此类研究是偏重于低热电厂冷源损失、提高热电厂热效率30。技术和管理方面的研究。(3)矿用机械变频改造技术陈旭等提出用(1)挖掘机节能吴蓓等指出单斗液压挖掘高-低压变频调速方式取代现在广泛使用的转子机由于其作业过程中负荷变化频繁、变化范围大,串、切电阻和晶闸管串级调速方式，同时设计了一存在着不少环节的能量损失，提出采用节能控制系种基于模糊控制理论的由单片机和变频器组成的速统，以液压系统压力为判断信号,判断挖掘机的工度闭环结构，降低了提升机能耗”。于刚对矿用作状态，由电脑根据挖掘机所处的不同状态，通过提升机的不同制动方式进行了比较分析,并认为主控制步进电机的输出，进而控制电动机油门,是电井提升机变频器采用电阻制动方式，而副井采用回动机稳定在要求的转速附近，以达到节能目的231。馈制动方式能有效节能'32)。(2)钻机节能王贺剑等通过对ZDY1200L此外，还有学者提出将变频调速技术应用于通和ZDY1200S煤矿用坑道钻机的液压系统进行比较风机、水泵等设备，提高设备运行效率，降低电能分析，提出采用了流量适应回路节能技术的液压钻消耗。机比采用传统定量泵系统的钻机能耗损耗更少、效1.6对煤矿 节能审计的研究率更高(24)。目前国内学者主要从理论层面研究煤炭企业的(3)空压机节能李文华 等针对矿山空压机节能审计，以期对节能审计实践产生- -定的指导 意在煤矿生产中能耗较大的问题，提出采用变频调速义。李冬梅等认为煤炭企业内部开展节能审计有助的调节方式对空压机进行节能改造，通过变频器频于企业完成国家下达的节能目标，并提出了开展节率变化来实现空压机转速的变化进而调节空压机的能审计的建议3),随后还结合煤炭企业的实际情能量，使制风量与实际用风量相匹配，从而降低空况，设计了节能审计评价指标体系框架刊。高建压机的能耗[5)。丽等分析了煤炭企业节能审计的现状，并提出了煤(4)升降机节能 张大欢在分析液压升降机炭企业开展节能审计的实施策略['5]。的工况和结构原理的基础上，提出用蓄能器回收液2我国煤炭行业节 能研究的主要成果压系统工作台下降过程中所释放出的势能，减小工作台再次上升过程中油泵消耗的功率，并提高能量从上述分析中可以看出，近年来国内对于煤炭的利用效率1[26]。此外，国内对于风机和水泵等设行业节能减排的研究发展很快，产生了相当多的研备的节能研究主要集中在对其进行变频节能改造等究成果，主要有以下几点:方面。法律的研究，推1.5 对煤矿节能技术的研究进了YH中国煤化工策的修订，并促目前国内对于煤矿节能技术层面的研究主要集生了CN M H G标节能碱排问责中在低浓度瓦斯发电技术、低真空供热技术、矿用制等一系列新的法律和政策，为矿区节能提供了政机械变频改造技术等方面。策指引和法律约束。3总第94期煤矿开采2010年第3期(2)对煤炭矿区节能工作存在的问题、解决响，不同的矿井生产组织不同，其单位产品的能耗措施、节能工作管理方法和系统节能等的研究，从量也不同。所以，煤炭行业的节能研究工作必须充宏观上为煤炭企业推进节能工作提供了参考思路。分考虑不同煤炭企业能源消耗的差异性以及同一企(3)对煤炭矿区节能技术和单机节能的研究，业不同条件下能耗的动态性。从微观上为煤炭企业开展节能工作提供了具体借鉴4°结论.方法，促进了低浓度瓦斯发电技术、低真空供热技术、矿用机械变频改造技术等节能技术的应用，也当前，国内主要从节能必要性、节能法律与政促进了设备节能改造、强化设备能耗管理等单机节策、系统节能、单机节能、节能技术与节能审计等能措施的推广。方面开展对于煤炭行业的节能研究,这些研究促生(4)对煤炭矿区的能源审计的研究，为企业了一系列新的节能法律和政策，从宏观上为煤炭企开展节能审计提供了模式参考和方法借鉴，促进了业提供节能思路的同时，从节能技术和单机节能等煤炭行业能源审计工作的开展，便于企业了解本企微观层面为煤炭行业节能提供了具体借鉴，促进了业的能耗水平。煤炭行业能源审计工作的开展，对我国煤炭行业的节能工作产生了积极的作用。但是，目前国内对于3我国煤炭行业 节能研究中的不足煤炭行业的节能研究还存在一些问题，主要表现在不可否认，国内对于煤炭行业的节能研究中还缺少对煤炭企业能耗机理的深人研究、没能将不同存在着一些问题，制约着煤炭企业节能工作的进一能耗特点的煤炭企业区别对待、未能考虑到煤炭行步开展，主要有:业能源消耗的特殊性等方面。因此，今后的节能研(1)缺少对于煤炭企业能耗机理的深入研究究应该充分考虑煤炭企业能源消耗的特殊性，应以对煤炭企业能耗主要环节、能源流动、能耗网.能耗机理研究和聚类分析为基础，使节能研究更加络、能耗动态变化等相关机理的研究，能为煤炭行科学合理，更好地促进煤炭行业的节能减排。业的节能研究提供科学的理论指导。缺少对能耗机[参考文献]理的细致分析，会使得节能研究产生的结论也缺乏系统性、科学性，比如为所有煤炭企业设置统- -能[1]倪先锋.煤炭企业能源转换与节能[J] .陕丙能源与节能，耗标准的不合理做法就是因为没有考虑到煤炭生产2006 (2): 30-31.能耗动态变化的机理，在此指导下企业可能会做出[2]吴少杰，节能减排，媒炭企业责任重大[]] .科技信息，2008 (32)一些错误的节能设备投资决策,从而导致更高的能[3]陈金伟，节能降耗:煤炭企业的紧迫任务[J] .中国煤炭工耗水平，与节约能源的初衷背道而驰。业，200 (4): 57-58.(2)研究中没能将能耗特点不同的煤炭企业[4]刘建功.煤炭企业应在节能减排工作中发挥重要作用[J].进行区别对待矿井地质条件、 服务年限、煤层厚中国煤炭，2008 (8): 11-14.度与埋藏深度、开采工艺等条件的不同，使得不同[5]倪键民。国家能源安全报告[M] .北京:人民出版社，2005.企业有着不同的能耗特点，而目前多数相关研究并[6]孙艺超.对我国节能法律的思考[] .山东煤炭科技，2008没有考虑到不同企业间能耗特点的不同，- 一些研究(2): 172-173.结论就会缺乏针对性和可操作性。因此，应该按照[7]张E东.运用价格手段促进节能减排的实贱与思考[J].价能耗特点的不同，选取合理的指标，对煤炭企业进格理论与实践，2007 (8): 7-9.行聚类分析，节能研究也应该考虑到煤炭企业能耗[8]朱骁冲，毕丽. 促进节能减排的财税政策研究[]] .经济纵横，20070 (7): 38-40.类别的不同，将不同煤炭企业区别对待。[9]苗田。推动节能减排的绿色税收体系研究[D] .天津:天(3)很多研究未能考虑到煤炭行业能源消耗津财经大学, 2008.的特殊性煤炭行业 的能耗情况与机械制造、化[10]张立炎，叶义华。金属矿山通风节能的技术途径[J] .工业工、水泥等行业有着明显的区别:煤炭生产的工作安全与防尘, 2000 (9): 18-19.地点是变动的，工作条件是变化的，不同地点、不[11]杜欣慧，王孝。风机变频节能及节能预算方法的研究同工作条件下能耗量不同。随着开采水平的延深,[12]中国煤化工3:用[J] .煤矿机械，采区向两翼拓展，生产环节增加，设备老化加重,MYHCNMHG加上自然条件的变化，同一矿井在不同生产时期单[13]武水胜，李旗.利用变频技术实现煤矿主通风机节能运行位产值或单位产量的能耗量不同;受自然条件的影[J].煤矿开采, 2008 (12):68-69.(下转13页)王文波:海城覆岩岩性结构特征及隔水性能研究2010年第3期水性能和抗裂性;覆岩地层有80%左右的黏土层高、膨胀量大、易崩解的特点，当地下水进入岩层及泥岩，这些软、弱、塑、韧相间的岩层在受采动原生裂隙和采动产生的导水裂缝中，岩石易产生膨影响时，表现出更多的软弱性和抗破坏性，提高了胀、崩解，这种情况下有利于提高覆岩隔水性能。防水性能。泥质岩类良好的物化特性、较高的吸水[参考文献]率和强烈的膨胀性等物化特性，使得产生的导水裂缝带受压缩后易于弥合，并恢复其原有的隔水和隔[1] 范庆忠，李术才，商延法.软岩轴螨变特性的试验研究水性能。[J] . 岩石力学与工程学报，2007 (7): 1381-1385.[2] 陈佩佩，刘鸿泉，等.首个海城下综放工作面试采叮行性研4结论究[J].煤矿开采, 2006. 11 (1): 1-5.(1)海域覆岩地层结构为软弱-软弱结构，覆[3] 谢海峰，对龙口矿区海下采煤安全性的认识[] .煤炭L程，2003 (12)岩类型属软弱-极软弱类型。岩石强度低，流变性[4]姚建伟.小浪底水库对新安矿水害威胁的影响分析[].煤强，各向异性特征明显，亲水性强，蒙脱石含量矿开采，2006, 11 (1): 64"65.高，属于软弱易膨胀岩层。[5] 国家煤凝「.业局。建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设(2)海域煤系地层的主要物质组成为黏土矿与压煤开采规程[M] .北京:媒炭工业出版社，2006.物、非黏土矿物和有机质等。黏土层的黏土矿物为[6]煤炭科学研究总院北京开采所.龙口矿务局北皂煤矿煤。层露头综放开采上限确定预劃研究报告[R] . 1998.伊利石、蒙脱石，这些黏土矿物具有较好的吸水[7]许延春.水体下综放开采保护层留设的" 有效隔水厚度”法性、遇水膨胀，是良好的隔水层。[A]。全国开采沉陷规律与“三下”采煤学术论文集[C] .(3)海域岩层大都水稳性较差，具有吸水率2005, 61-64.[责任编辑:徐乃忠](上接4页)[25]李文华，韦荔蕊，张益祥。改善空压机运行的节能技术[14] 杜工会.煤矿主排水系统的能耗分析和节能措施[J] .矿山[J] .煤矿机械, 2007 (8): 173-174.机械，2004 (8): 73-75.[26] 张大欢.节能型升降机液压系统改进设计[J] .煤矿机械，[15]贾平.煤矿排水系统节能技术改造[J] .陕西煤炭，20012009 (2): 162-163.(3): 37-38. .[27]郝继锋，煤层气开发利用过程中节能减排的初步研究[J] .[16]王柏华。矿山水泵运行状况及节能改造分析[J] .矿山机中国煤层气，2008 (11): 37-38. .械，2002 (8): 11-12 .[28]王琳.低浓度瓦斯发电技术的改进[J] .煤矿机电, 2008[17]杨斌，刘东，水泵变频节能分析[J] .煤炭工程, 2003(1): 106-107.(7): 53-54.[29]张子敬.低真空供热热网改造中的经济性探讨[J] .节能技[18]朱杰.矿区供热系统的节能措施[]] .中国煤炭，2000[30] 王晓红，孙超.凝汽器低真空供热经济性分析[] .华电术，2005 (3): 267-269.(3): 15-18.[19]王秀兰.煤矿井下电网无功补偿与节能探析[J] .山西焦煤技术，2009 (1): 37-39.科技，2008 (12): 15-17.[31]陈旭，少华，徐瑞洁.矿井提升机变频调速方案的研究[20]汪元江.变压器节能管理[J].矿山机械，2006 (9) .[J] .黑龙江科技信息，2009 (6): 37-38. .[21]魏幼平，岳云涛，郭永生。煤矿井下照明中节能策略的探讨[32]于刚.矿井提升机变频制动方式的选择[] .矿山机械,[] .煤炭工程, 2009 (1): 63-64.2007 (2): 74-75.[22] 李英建，陈志巧，孙慧。安全节能型矿灯的研究与设计[33] 李冬梅，张同全，李旗刚.对煤炭企业内部开展节能审计的[J] .煤矿机械，2005 (6): 5-7.思考[J].煤炭经济研究，2007 (12): 58-60.[23]吴蓓，潘天红。单斗液压挖掘机分工况节能控制系统[34] 李冬梅.煤炭企业节能审计评价指标体系初探[J] .中國煤[J] .矿山机械，2001 (11): 24-26. .炭，2008 (6): 35-38. .[24]王贺剑，姚亚峰,凡东,等. ZDY1200L型全被压坑道钻机[35]高建丽，张同全.煤埃企业开展节能审计的实施策略[J] .液K系统节能性改进与提高[]煤矿安全,009<2).能源技术与管理，2007 (4): 94-95. [责任编辑: 施红霞](上接105页)[2]陈金玉.唐口煤矿瓦斯基础参数测试及治理方案研究报告瓦斯涌出影响范围也随小断层落差增加而增大。[R] .北京，2006. .[3]中国煤化工中国矿业大学出版社，[4]YHCNMHG告[R].北京209[1]山东中煤物探测量总公司.唐口煤矿建井地质报告[R] .济[5] 王大曾。瓦斯地质[M] .北京:煤炭L业出版社，1992.[责任编辑:邹正立]宁，2005. .3