一、前言
節(jié)約能源是我國的基本國策，在“節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃”中，水泥行業(yè)作為高耗能重點(diǎn)能源控制企業(yè)擔(dān)負(fù)著重要的節(jié)能任務(wù)，而降低能源消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量也是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。長(zhǎng)期以來，我國的水泥制造行業(yè)一直延續(xù)著高耗能、高污染的生產(chǎn)模式，特別是在礦石粉碎、煅燒工序，在電能和設(shè)備損耗方面的成本都是非常高的，水泥行業(yè)節(jié)能降耗的管理工作大部分是圍繞企業(yè)熱工設(shè)備的電器節(jié)能方面來展開的。水泥行業(yè)的電器節(jié)能要本著設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行可靠、節(jié)能效果明顯的原則進(jìn)行電器節(jié)能的管理。近些年，在水泥行業(yè)中的很多電器節(jié)能技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可，很多窯爐改造、余熱余壓利用、電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能、能量系統(tǒng)優(yōu)化、綠色照明等節(jié)能項(xiàng)目，在企業(yè)的節(jié)能降耗工作中，得到了普及推廣，收到了明顯的成效。
二、水泥行業(yè)電器節(jié)能的原則
水泥行業(yè)的電器節(jié)能具有潛力大、效果明顯等特點(diǎn)，在實(shí)施過程中，重點(diǎn)要堅(jiān)持如下原則：
1.采用節(jié)能型的供配電設(shè)備，降低供配電消耗
水泥企業(yè)的供配電系統(tǒng)是指從國家高壓電網(wǎng)中引入變電站，然后輸送到生產(chǎn)線用電設(shè)備的所有線路、變壓器、控制開關(guān)、保護(hù)裝置等設(shè)備。在供配電系統(tǒng)中的無功損耗和有功損耗都是非常大的。據(jù)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證，運(yùn)行電壓每提高1%，損耗可降低1.2%，所以選擇高壓運(yùn)行電網(wǎng)可提高輸送容量，降低線路損耗；新型變壓器（如S9、S11系列）的空載損耗、負(fù)載損耗都比老式的變壓器（比如S7系列）要低10%以上；SVC型無功補(bǔ)償裝置，能實(shí)現(xiàn)三相對(duì)稱或不對(duì)稱補(bǔ)償功能，濾除高次諧波。
2.總體運(yùn)行管理的電器節(jié)能運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)能源科學(xué)管理
供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式是降低系統(tǒng)損耗和節(jié)能的有效途徑，通過合理的運(yùn)行管理和方式使電網(wǎng)的損耗降為最低。例如，在實(shí)際生產(chǎn)用電中，三相電流的每一相之間電流不平衡時(shí)，即有功功率不平衡，此時(shí)對(duì)于變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響較大，有功損耗也較大，可以通過無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行平衡補(bǔ)償；避峰用電也是企業(yè)在電器用電運(yùn)行管理中的一個(gè)有效策略，直接的通過峰谷不同電價(jià)達(dá)到節(jié)約成本的功效；實(shí)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，減少空載損耗；利用全集成能源管理系統(tǒng)體現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度功能的優(yōu)越性。
3.選用節(jié)能型用電設(shè)備，降低生產(chǎn)用電能耗
在電器節(jié)能的供配電系統(tǒng)和軟件管理系統(tǒng)具備條件之后，對(duì)于用電設(shè)備的節(jié)能性能的選擇，是一項(xiàng)一次投資、長(zhǎng)期見效的簡(jiǎn)便措施。節(jié)能型高效電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)等的選用，可以在很大程度上節(jié)約電能。如ABB或SIEMENS技術(shù)的高效電動(dòng)機(jī)相比普通國產(chǎn)電機(jī)效能提高約2-3%，損耗下降約20%左右；大功率高壓變頻器，對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾小，在風(fēng)機(jī)和水泵的應(yīng)用中可以起到明顯的節(jié)能效果；推廣應(yīng)用節(jié)能型照明電器，效果也十分明顯。
4.對(duì)設(shè)備和用電管理開展節(jié)能降耗技術(shù)改造，減少能源消耗
對(duì)設(shè)備、供配電系統(tǒng)配置、電力調(diào)度運(yùn)營(yíng)管理模式的優(yōu)化配置，在很大程度上對(duì)于電器節(jié)能發(fā)揮了重要作用，在此基礎(chǔ)上，還要進(jìn)一步對(duì)耗電大的設(shè)備和用電管理模式展開節(jié)能降耗技術(shù)改造，是企業(yè)深入挖潛的最佳策略。
5.全員參與，提高節(jié)能意識(shí)，是企業(yè)實(shí)施長(zhǎng)期節(jié)能降耗工作的基礎(chǔ)，也是這項(xiàng)工作實(shí)施有效性的保障
三、電器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析
1.配電系統(tǒng)節(jié)能改造
在水泥企業(yè)中，一般是采用的低壓配電系統(tǒng)，如此一來大量的小型電機(jī)的啟動(dòng)對(duì)電流的沖擊、對(duì)電網(wǎng)的無功損耗影響是非常大的，因此，要解決這個(gè)問題，可以從兩方面采取措施：一是采用WGQ7固態(tài)軟啟動(dòng)器作為小型電機(jī)的啟動(dòng)設(shè)備，緩沖啟動(dòng)過程中的啟動(dòng)電流的波幅，可以有效的延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的溫度升幅；二是采用WBJ精確補(bǔ)償方式，對(duì)低壓三相配電系統(tǒng)的感性負(fù)載的無功功率進(jìn)行共補(bǔ)和分補(bǔ)相結(jié)合的辦法，從而做到了精確補(bǔ)償，在低壓配電線路的末端負(fù)載處的就地補(bǔ)償可以直接提供無功補(bǔ)償，功率因數(shù)有較大幅度的提高。配電系統(tǒng)的技術(shù)改造在提高企業(yè)效益的同時(shí)，可以降低維護(hù)頻次，保證安全生產(chǎn)。
2.用電設(shè)備節(jié)能改造
用電設(shè)備的節(jié)能改造重點(diǎn)選擇耗能大、臺(tái)數(shù)多的用電設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)過程中的實(shí)際使用情況，對(duì)于單位耗能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析，采取針對(duì)性的技術(shù)改造措施，比如：以日產(chǎn)5000噸新型干法水泥生產(chǎn)線為例，風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量約為13000kW，約占總裝機(jī)功率的35%，耗電量約占廠用電量30%～40%。由于生產(chǎn)設(shè)備各系統(tǒng)之間需要密切配合，考慮到系統(tǒng)安全及設(shè)備效率變化，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型是按照滿負(fù)荷狀態(tài)，并留有較大余量。在水泥行業(yè)生產(chǎn)過程中，由于原料、氣候和產(chǎn)量的變化，實(shí)際工況出入較大，需要調(diào)整風(fēng)量、風(fēng)壓。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法是風(fēng)機(jī)采用入口擋板開度控制，也有通過液力耦合器裝置調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量、風(fēng)壓的調(diào)節(jié)。這種方法使大量電能消耗在檔板、閥門阻力以及液力耦合器機(jī)械損耗上，相對(duì)來講是一種經(jīng)濟(jì)效益差、能耗大、設(shè)備損壞頻繁、維修難度大、運(yùn)行費(fèi)用高的落后辦法。變頻調(diào)速節(jié)約了原來在擋板截流的能量損耗或液力耦合器機(jī)械損耗和水電阻內(nèi)部發(fā)熱的能量損耗。實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械負(fù)載的沖擊大大減小，延長(zhǎng)了電機(jī)和風(fēng)機(jī)的壽命。根據(jù)具體情況，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速節(jié)電率在20%-40%之間。現(xiàn)在國內(nèi)新設(shè)計(jì)的干法水泥生產(chǎn)線，重要系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、水泵、篦冷機(jī)、選粉機(jī)等均采用了變頻調(diào)速。
3.工藝優(yōu)化節(jié)能
在水泥生產(chǎn)中，分解窯的升溫投料要充分考慮分解爐出口氣體的溫度、投料時(shí)的窯速、投料量的大小和加料的幅度、窯尾排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等因素，確定投料前燒成帶溫度的控制、投料時(shí)分解爐出口氣體的溫度的控制、投料時(shí)窯速的控制、喂料量的大小等工藝參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化，例如：調(diào)整內(nèi)外風(fēng)比例，加大外風(fēng)，減少內(nèi)風(fēng)，待燒成帶溫度、亮度適中，窯尾及預(yù)熱器溫度適當(dāng)后，再進(jìn)行投料操作；注意監(jiān)控分解爐出口氣體溫度、窯尾煙室溫度和主機(jī)電流等參數(shù)的變化趨勢(shì)，來調(diào)整窯速。
四、結(jié)束語
水泥行業(yè)在節(jié)能降耗方面、生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的社會(huì)責(zé)任重大，企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，以及經(jīng)濟(jì)效益的追求，都迫使水泥企業(yè)在節(jié)能降耗方面，要下大力氣進(jìn)行技術(shù)改造以及運(yùn)營(yíng)管理的措施優(yōu)化。電能是最經(jīng)濟(jì)適用、容易傳輸、控制、轉(zhuǎn)換的清潔能源，電器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，是節(jié)約能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。水泥行業(yè)推行節(jié)能降耗工作，有助于減少一次能源的消耗和環(huán)境污染，也降低水泥廠運(yùn)行成本。
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