水泥行业电气节能降耗浅析

摘要：水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，特别是我国正处在基础设施建设的时期，在今后的几十年仍是无可替代的基础建筑材料。当前节能降耗已经成为从中共中央到地方政府的重要工作，国家发改委启动了十项重点节能工程。这十项重点节能工程中与水泥行业有关的有燃煤工业改造（窑），余热余压利用（余热发电），电机系统节能等。而在我国水泥行业中以上问题都有存在，水泥行业的节能降耗迫在眉睫。

1.生产工艺中的消耗与节能

现代水泥的主要工艺流程是两磨一窑，即原料在矿山通过破碎通过皮带运输在加入不同的辅料（如砂岩，粘土）进入立磨，形成的生料经过窑的煅烧形成熟料，在通过水泥磨将熟料粉磨形成水泥。最主要的用电设备有破碎机，生料磨主电机，循环风机，高温风机，煤磨主电机，水泥磨主电机，窑头窑尾排风机和水泥磨排风机等高压电机，利用变频技术或软起技术启动的低压电机和直接启动风机等。对电网冲击较大的就是高压电机。

1.1采用节能型的供配电设备，合理选择供配电电压，在额定电压允许的情况下，提高引入高压电压等级，以减少电压在电缆传输过程中的损耗。在110KV及以上供电电网中，每提高运行电压1%，可降损1.2%。在5000t/d新型干法水泥生产线中，大多水泥厂直接用110KV110KV或更高的220KV引入总降变压器。目前许多新建的干法水泥生产线已经将输向各车间供电电压升为10KV，将传统的6KV提升了一级，一次投资成本可能增加，如在高压电缆和车间变压器的投入。但运行成本会大大降低。选用节能型变压器，合理选择变压器容量，在5000d/t新型干法水泥生产工艺总，每个电力室放置1-2台，在传递功率过程中会产生消耗，在确保变压器安全可靠运行的基础上，要选用消耗更低的变压器。如东芝系列S11型卷铁芯变压器，相对于老旧的的S7损耗更低。被在建的新型干法水泥厂所大量使用。合理的选择变压器的容量，是变压器的负荷率处于最佳，一边认为配电变压器的负荷率处在额定容量80%为最佳，而对主电压器则应按最大需求选择容量

1.2无功补偿装置，实现无功分散和就地补偿。无功补偿就是借助于无功补偿装置提供必要的无功功率。以提高整个系统中的功率因数，降低耗能。为使电网电压稳定，通常情况下电力部门会对水泥厂的总将变电站的功率因数提出要求，在新型干法水泥生产工艺中，无功补偿设备做到了分散补偿和集中补偿，但分散就地补偿还不够。现在新型节能补偿装置已得到普遍的应用，如国产山东迪生电气生产的DSM系列动态无功自动补偿装置，通过自动调节MCR的感性无功，实现平滑稳定系统的功率因数和无功需求；减少系统电压波动，稳定系统电压，降低系统电压闪变，提高供电电压质量。特别适合于负荷变化频繁，广泛应用于水泥行业中，以减少大型设备对电网的冲击。

1.3水泥行业使用大量的大功率风机，比如篦冷机风机群，袋收尘风机，罗茨风机，辅助设备电机启动过程中同样存在启动电流过大，运行过程中功率因数过低等问题，使得风机运行效率比较低，线路损耗比较高，严重损害了企业的效益。风机在我国使用过程中普遍存在选型余量比较大的问题，风机的放风率高达20%左右。而还有许多旧式水泥厂采用挡风板和放风阀等老式方法控制风量，这种传统的方法降低了风机的利用率，客观的造成了不必要的资源浪费。针对这一现象，考虑到满足水泥厂设备的正常运行，又能使其尽可能的的提高效率，水泥企业负载率一般保持在70%-90%比较理想，采用新一代智能电机节电器作为电机的节电设备。如北京中天节能科技生产的CEW-DJ电机节电器，基于微处理器数字控制技术，通过内置的专用节能优化控制软件，动态调整电机运行过程中的电压和电流，在不改变转速的条件下，保证电机输出转矩与负载精确匹配，从而达到节能的效果，节电率一般可以达到15～25%，节电功能十分突出。

2.生产管理中的电气节能

相对在建的新型水泥生产线，对已投产的水泥厂，供配电系统的合理运行是减低内部系统损耗和节能的有效途径，通过合理的运行方法和管理使内部电网的损耗降到最低。

2.1实现集成能源管理，总降采用电站综合自动化系统，这种系统前台装有各种各样的综合保护装置外，还装有中控监视系统，保护定值可在后台系统中修复，可以方便的对水泥厂的各个配电室进行修改，对高压电机的保护大大增强，充分显示了系统的调度优越性。电力系统也要求各级电力部门采用电网自动化系统，是各级配电站具有相同的系统与之通讯。

2.2加强电度计量管理，对已经采用中央集成控制自动化的水泥厂，主要工作及时查找电量损失，进行全面的分析，未采用中央集成控制自动化的水泥厂，应加大对计量装置的投入，保证计量的准确性，提高计量精度，定期校表。减少空载损耗，如不用的供电回路，及时切断电源或加装自动投切装置以保证空载线路上无必要的损耗。

2.3系统总体负荷平衡，合理利用电流波峰资源，配电系统的负荷需做到总体的和分级的平衡，变压器的三相电流不平衡时，特别是在低压网络，不仅仅造成有功功率的损失，还影响变压器的安全经济运行，必须进行变压器三相负荷测定调整，是变压器输出三相电流平衡，

3.选用节能高效设备

从一个水泥厂的长远利益出发，选择节能高效设备是符合企业的未来发展的。如选择节能型照明电器，绿色照明的核心出发点就是推广和应用节能型照明电器。在中控室，办公楼，配电室，电缆隧道，分厂办公室等推广使用自整流式紧凑节能灯，采用节能型电感整流器效果也十分明显，在水泥厂厂前区和窑尾框架照明积极推广高压钠灯和节能灯。

选用节能高效电动机和交流变频调速控制系统，有些外资水泥厂选用ABB或SEIMENS技术的高效电动机，比起我国水泥厂主要采用的Y系列电动机，其效率提高3%左右，电能损耗可下降20%，虽然采用进口的电机价格略高，但最终在经济上体现还是合算的。在交流变频调速领域中，现行水泥厂使用率不高，在90KW-250KW这个区域电机的启动方式一般会选择变频启动。为使变频调速器受外界干扰最小，控制电缆和动力电缆必须和其他电缆相隔离。根据需要可考虑加入信号隔离器。在5000t/d新型干法水泥生产线中高温风机一般会配用2500KW的中压变频器，窑主传动也会采用590KW的直流变频传动。中压变频器的可供选择方案有几种，选择原则是安全可靠，对电网所产生的谐波影响小，价格适中。

4.结束语

电能是最容易传输、清洁方便、经济适用、控制和转换的资源。水泥行业的节能降耗技术会大大减少一次能源的消耗和缓解环境污染，从而降低单位水泥生产的成本。水泥行业面临宏观调控，中国对耗能企业的改革也会继续下去，水泥行业的节能降耗势在必行。为此水泥行业应用战略的眼光爸节能降耗作为很重的工作去实施。