機械行業節能設計規范

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機械行業節能設計規范范文第1篇

關鍵詞：清潔；節能減排；綜合治理；利用率

1概述

節能減排作為經濟發展過程中不可回避的問題，正在逐漸成為中央政府和社會各界普遍關注的焦點問題。

煤炭行業是我國重點工業污染控制行業之一，煤炭開采最大的問題一是浪費嚴重, 二是環境成本大。據載, 國有煤礦每采出1 t煤平均要動用2.5 t的煤炭儲量, 損耗2.48 t的水資源。如果再加上煤炭燃燒過程中對環境的污染, 煤炭利用成本更高。這樣的狀況, 本身對中國的經濟持續健康發展就造成了很大的破壞。環境也是希缺資源, 在一定意義上講也具有不可逆性, 破壞之后很難恢復。

我國正處于經濟高速發展的工業化階段，一方面能源資源相對不足，另一方面能耗高、浪費大、效率低下。我國要在21世紀中葉達到中等發達國家的水平，必須一靠開發，二靠節約。

我國是一個以煤炭為主要能源的國家，每年數萬名煤礦工人寶貴的生命、數億t煙塵、煤渣和各類有害氣體的排放，支撐著我們國家85％的能源需求，節約能源，在這里不但是為了節約開支，還體現著保護環境和對生命的關愛。節能有助于解決現實污染問題，還能緩解經濟發展對能源需求的增長給環境帶來的潛在的巨大壓力。

設計認真貫徹落實國家節能方針，通過合理采用既節約能源又有經濟效益的新技術、新工藝、新產品和新經驗，達到以最小的能源消耗取得最大的經濟效益之目的。

運河煤礦于1999年5月1日實現投產。2003年11月通過了環保工程專項驗收。驗收檢測結果表明，礦井外排廢水及鍋爐廢氣各項監測指標均符合排放標準規定的限值和任城區政府下達的有關總量指標要求。

根據已審批的《唐口礦井環境影響評價報告書》中對該區域所進行的現狀調查資料表明，區域內環境空氣質量基本符合《環境空氣質量標準》中的二級標準值，除TSP超標外，SO2和NOx基本不超標。

運河煤礦以建設資源節約型、環境友好型礦井為目標，圍繞礦井提升、排水、通風、運輸、采掘、供電、供熱等關鍵環節，深入開展科技攻關和新技術、新設備推廣應用，節能減排工作取得了明顯成效。一是建立和完善節能減排管理機制，形成了礦、管理部門、基層各區隊和車間三級節能減排管理網絡和節能減排指標考核體系，將節能目標層層分解落實，逐級考核，實行能耗定額管理制度，有效調動了各方面的工作積極性。二是積極推進節能科技創新。近年來，為突破煤炭企業發展面臨的資源、安全、環境等瓶頸問題，提高資源利用效率，不斷加大節能技改投入，在革新生產工藝、提高生產系統設備自動化程度下功夫。三是推廣應用系統優化改造、變頻調速、智能控制、無功功率補償、綠色照明等節能技術提高了設備效率，大幅度節約了電能。

運河煤礦現已建成3000m3礦井處理站一座，1500m3生活水處理站一座，每天處理礦井水700―800m3，一部分處理水回復到井下循環利用，一部分作為選煤廠生產用水，實現了零排放，年節約水資源費400萬元以上。

2009年又對礦井電控系統進行了部分改造，將井下中央泵房、2.5m絞車、主井等電控系統改造成變頻調速，每年可節省電費300萬元以上。

2運河選煤廠節能減排措施

2.1工藝節能

（1）為了拉長企業產品鏈條，提高企業效益，運河煤礦建成了60萬噸的選煤廠一座，該選煤廠符合國家積極發展煤炭洗選、促進煤炭工業節約、清潔、安全和可持續發展的方針政策。

（2）根據運河煤礦原煤的煤質特點，確定采用先進高效的重介分選工藝。重介分選工藝分選精度高、對煤質變化適應性強，可提高精煤回收率，具有生產低灰精煤等優勢。

（3）根據運河煤礦的煤質及今后市場的用戶要求，工藝的調節作用大，能均衡地在最小誤差范圍內達到煤炭質量和數量的調整要求，滿足用戶。

（4）原煤50～25、25～13mm粒級灰分遠高于設計用50~0mm原煤灰分，說明>13mm原煤中矸石含量高，煤質差，設計采用13mm分級入選工藝，可在相同設計規模的前提下，多排矸石，更有效、全面地改善了煤質，減少了矸石無效運輸。

（5）根據原煤及浮煤工業分析，原煤全硫為0.61％，浮煤全硫為0.51％，經過洗選可有效降低產品硫含量，減少二氧化硫排放量，降低環境污染。

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（8）選煤廠布置在運河煤礦工廣內，產品儲存在原有的煤倉內，便于產品的銷售，水源、電源、熱源、生活輔助設施依托運河煤礦，降低了選煤廠投資。

（9）選煤廠地面工藝簡單，布置緊湊，物料轉載環節少、運輸距離短。煤泥卸載點位于工廣北側，有利于煤泥從東側貨運門外運；矸石倉位于煤倉西側，便于矸石通過運河煤礦西門外運，有效縮短了運輸距離。

（10）根據運河煤礦煤倉設備布置、使用情況，設計對倉頂室進行改造、加固，將13mm分級篩布置在倉頂室內。原煤分級后，

（11）廠內煤流及煤泥水盡量選擇合適角度、坡度，使其自流，降低能耗。濃縮機入料煤泥水應盡可能采用自流方式，車間內的事故放水，跑、冒滴、漏水應自流至集中水池。選煤廠實現洗水一級閉路循環，節約水資源。選煤廠噸煤耗清水0.1m3，滿足《煤炭工業節能減排工作意見》中洗選原煤清水耗控制在0.15m3以內的要求。

2.2機械設備節能

（1）無壓三產品旋流器自身無動力消耗，節省大量動力消耗。

（2）各種水泵選型做到與工藝數據匹配，達到最低能耗下的工況指標。

（3）磁選機選用國內組裝磁選機，6磁極超強磁場，磁場分布均勻，適應于煤泥含量高的工作環境，該設備煤漿通過量大，磁選效率高，磁選精煤回收率可達99.8%以上。

（4）煤泥濃縮機選用了周邊傳動高效型，處理能力較大，電耗較小。

（5）煤泥壓濾機選用快開式隔膜壓濾機，處理能力大，煤泥水分低，且設備能耗比較小。

（6）對于濃縮機需要的絮凝劑加藥，設置自動加藥系統，將藥劑用量控制在最佳范圍。

（7）路管選用無縫鋼管，流速在經濟流速2m/s左右；減小管路阻力損失，提高系統效率，減小能耗。管路的敷設在條件具備的場合均采用焊接。

2.3 供電節能

各變電所或組合變電站靠近負荷中心，提高了電壓質量，減少了電纜數量和線路損失，節省投資，電能損耗少。

在各變電所或組合變電站設電容器補償裝置，提高功率因數，減少線路損耗、變壓器銅損等，從而減少了電能損耗。

旋流器入料泵采用變頻器調速，保證入料壓力的基本恒定的同時，減少了電機的輸出功率，使電能損耗最小。

選煤廠單機設備采用660V供電，選煤廠噸煤電耗6.192kWh/t，滿足《煤炭工業節能減排工作意見》中要求的洗選原煤單位能耗不高于8kW的要求。

全廠實現集中控制及單機自動化。

2.4主要污染源及污染物排放狀況

運河礦井選煤廠采用動篩排矸無壓三產品重介分選工藝，生產過程中產生的主要污染物有動篩煤泥水、重介煤泥水、動篩車間內跳汰機及主廠房內脫介篩等機械設備噪聲、原煤輸送轉載產生的煤粉塵、洗煤的副產品動篩矸石和重介矸石。由于動篩車間已經建成，其煤泥水處理、噪聲防治、粉塵治理均已經在礦井設計中考慮，本次設計中針對不同的污染物特性分別采取有效的處理和利用措施。

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2.5各污染源的治理措施與治理效果

（1）煤塵防治

在原煤倉下給料點、主廠房內落煤點等產塵點分別設置噴霧灑水噴頭和自動噴霧控制器，根據煤塵大小調整噴霧灑水裝置灑水量，控制作業場所粉塵濃度達到國家衛生標準的要求。

（2）為避免初期堆放矸石產生揚塵對地面的影響，煤泥卸載點、矸石周轉場周圍按照有關要求建設擋渣圍墻，四周布設噴霧灑水裝置降低揚塵產生。

采取以上措施后，估算選煤廠工業場地界外顆粒物濃度小于1mg/Nm3，符合《煤炭工業污染物排放標準》（GB20246-2006）對無組織排放顆粒物限值的規定。

（3）生活污水處理

選煤廠生活污水排水量約6m3/d，排入工業場地排水管網，進入礦井生活污水處理站統一處理。礦井建設有處理規模為1500m3/d的生活污水處理站，采用BAF二級生化處理工藝。設計進水水質為：CODCr：170mg/L， SS：100mg/L；出水水質為：CODC≤20mg/L, SS≤10mg/L。符合《山東省南水北調沿線水污染物排放標準》（山東省地方標準DB37/599-2006）中重點保護區標準。

（4）煤泥水處理

選煤廠排放的廢水包括兩部分：一是洗煤生產廢水包括重介系統煤泥水、地板沖洗水和洗煤溢流水，二是主廠房和辦公樓內排放的部分生活污水。選煤廠中各生產環節的沖洗水和重介系統煤泥水回收粗精煤泥后進入煤泥濃縮機濃縮，底流經過壓濾機壓濾，煤泥作為低熱值燃料使用，濾液進入循環水池。選煤廠煤泥水實現一級閉路循環，不外排。當生產出現事故，洗水不能閉路循環時，全廠的事故煤泥水由一臺事故濃縮機處理，其底流打入壓濾機，濾液流入循環水池。

選煤廠輸送機走廊沖洗水經過排水管網收集后先進入煤泥水沉淀池沉淀處理，上清液采用潛污泵提升進入礦井水處理站處理。

（5）噪聲污染控制

選煤廠機械設備運轉噪聲是選煤廠的主要污染源之一。其中主廠房內的機械設備比較集中，噪聲源強高，對場區及廠界環境影響較大。設計依據《工業企業噪聲控制設計規范》（GBJ87－85）、《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB12348－2008）的要求采取以下的綜合治理措施：

（6）隔聲措施

在主廠房內設置隔聲集中控制室，控制室內采取墻面吸聲門窗隔聲措施，隔聲量為25~30dB(A)，控制室室內噪聲級低于70 dB(A)。主廠房脫介篩層強噪聲源的值班點設置隔聲值班間，值班室內噪聲級低于75 dB(A)，保護操作人員的身體健康。

（7）主廠房噪聲控制

主廠房內主要噪聲設備有脫介篩、各種離心機、各種溜槽、帶式輸送機等，噪聲設備較多，布置分散，噪聲控制從主要噪聲源入手，首先考慮對各種振動弧形篩和直線振動篩采用減振基礎和減振彈簧支座，其次采取隔聲和吸聲措施。在噪聲比較嚴重的脫介篩層，根據設備布置情況在不影響設備檢修的前提下，利用組裝隔聲板將脫介篩分別隔成相對獨立的隔聲間，隔聲板內表面采用穿孔吸聲結構，脫介篩層墻壁敷設吸聲結構，減少噪聲混響。在離心脫水機周圍設置移動式隔聲屏障；各種皮帶輸送機的落料口和驅動電機端采用局部敞開式隔聲罩降噪；對各種溜槽噪聲處理采用阻尼隔振降噪措施，在溜槽的外壁面上利用高強度粘結劑粘貼復合阻尼材料，其平均隔聲量在15 dB(A)左右。主廠房朝向場界側的門窗采用雙層玻璃隔聲窗和鋼制復合隔聲門，以降低主廠房內設備運轉噪聲對廠界的影響。

經過采取以上綜合治理措施后，預計各作業場所將達到《工業企業噪聲控制設計規范》(GBJ87-85)中的有關要求，廠界噪聲將達到《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB12348-2008)中的2類區標準值要求。

2.6固體廢物的綜合利用與處理措施

運河礦井選煤廠排出的固體廢物主要是重介洗選矸石和煤泥，主廠房重介矸石由膠帶輸送機運往矸石倉儲存，再通過汽車運往矸石周轉場存放，由汽車運往礦井開采形成的塌陷區內充填復墾，多余部分運往建材廠用于生產矸石磚。煤泥水系統壓濾機排出的煤泥落地晾干外銷。

煤矸石的利用包括直接利用和綜合利用，直接利用主要是作為路基和塌陷區的充填材料；綜合利用主要是用于生產各種建筑材料。選煤廠排矸成分主要為砂巖和泥巖，質軟具有較好的可塑性，易于加工粉碎，可以用于生產建材。從國內的矸石利用狀況來看，矸石生產建材已有比較成熟的應用經驗，因此選煤廠投產后可以根據市場發展情況建設矸石建材生產線，利用國家有關廢物資源化方面的優惠政策，生產免燒矸石磚或煤矸石輕骨料水泥砌塊，既可以消耗掉一部分矸石又可以提高礦井的經濟效益，是綜合利用煤矸石資源發展循環經濟實現煤炭生產可持續發展的重要途徑。

按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）中的相關規定，運河選煤廠的矸石屬于第Ⅰ類一般工業固體廢物。礦井主要開采3煤層，含硫量為0.6%，屬于低硫份煤，根據濟寧礦區生產實際情況，矸石臨時堆積不會產生自燃。為了防止矸石臨時堆存產生風蝕揚塵影響周圍環境，礦井設計時已考慮在矸石周轉場設置高壓噴霧降塵設施，定時對矸石堆噴霧灑水防止產生揚塵，矸石堆場按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）的規定采取防滲措施和淋溶水收集設施。另外根據運河煤礦和濟寧礦業集團科美新型建材有限公司簽訂的矸石利用協議，科美新型建材有限公司已于2004年1月正式投產，年生產50000萬標塊煤矸石空心磚，主要用于消耗濟寧礦業集團周圍幾個煤礦的煤矸石，每年可消耗煤矸石約1.50Mt，年消耗運河礦井選煤廠0.24Mt煤矸石用于制作矸石磚，可將選煤廠矸石全部消耗掉。

2.7地面建筑節能

選煤廠的工業建筑，在滿足工藝要求的前提下，盡量爭取布置為良好朝向，盡量縮小其外墻面積與所包圍建筑體積的比值，建筑材料優先選用阻燃性能好的輕質材料，建筑物屋面均采取適當的保溫措施，既要達一定的保溫隔熱效果，又要避免過于保守造成浪費，除工藝有特殊要求之外，設計均采用自然采光、自然通風方式，在這一前提下，外墻開窗面積控制在合理的范圍內，適當控制窗墻面積比。門窗選型方面也應注意選用氣密性保溫性能好的產品。以達到節約能源的目的。

2.8綜合利用

運河選煤廠洗選加工的副產品為煤泥和矸石。

煤泥年產量為0.02Mt/a，灰分37.58％；矸石年產量為0.24Mt/a，灰分84.97％。

（1）煤泥的綜合利用

煤泥主要供山東濟寧運河電廠。該電廠隸屬于濟寧礦業集團有限公司。

該電廠建在運河煤礦工業場地附近，是一座煤矸石綜合利用熱電廠，以運河煤礦、霄云煤礦等生產的洗混煤、煤泥、洗矸、臟雜煤等低熱值燃料做為電廠燃料。其中運河選煤廠每年生產煤泥全部供該低熱值燃料電廠作為燃料。

（2）矸石的綜合利用

矸石主要作為新型建材廠原料和充填礦井塌陷區。

選煤廠年產生洗選矸石量為0.24Mt/a，通過矸石上倉輸送機進入重介矸石倉內儲存，除用于充填塌陷區用于土地復墾，其余部分全部用于礦業集團科美建材廠生產矸石磚綜合利用。

生產用水由完善的選煤工藝保證洗水閉路循環不外排。

運河選煤廠排出的固體廢物主要是重介矸石和煤泥。

選煤廠排出的矸石由膠帶輸送機運往矸石倉儲存，再通過礦車運往矸石周轉場存放，由礦井統一處理。

壓濾煤泥落地晾干汽車外銷。

3選煤廠節水措施

（1）選煤廠供水根據用水地點的不同要求采用分質分壓供水方式，生活給水采用地下水，生產補充水及沖洗水全部采用處理后的礦井井下排水，以節約利用水資源，年節約水量6萬m3。煤泥水系統采用閉路循環措施，煤泥經過濃縮機濃縮后進入壓濾機處理，濾液循環使用。

（2）主廠房內的衛生潔具均選用符合國家節水標準的節水型衛生潔具，所有水龍頭均選用陶瓷片密封水龍頭，沖洗水箱選用兩段式節水水箱。

（3）選煤廠消防室內外給水系統均采用臨時高壓制滅火，日常供水采用低壓給水系統，保證了能源的有效利用。

4結語

運河煤礦選煤廠通過不斷強化節能管理，推動節能減排,共建生態文明,逐步形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式,實現人與自然、經濟與環境的和諧相處。不斷推廣應用節能新技術、新工藝，取得了節能減排的實效，產生了巨大的經濟和社會效益。

參考文獻

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［8］《一般工業固體廢物儲存、處置場所污染控制標準》（GB18599-2001）中Ⅰ類一般工業廢物標準。

［9］廢水執行《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》DB37/599-2006中的重點保護區標準。

［10］選煤廢水排放限值執行《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426－2006）中表3標準。