关于水泥生产系统的电气节能

摘要：一个大型水泥企业的供配电系统，是指从国家电网将高压电引入总降压变电站到各用电设备间的全部线路，包括变压器、开关、控制和保护装置等设备，要设法降低供配电的线路与变压器的损耗是其节能的主要措施。（水泥行业节能从在大型风机）

关键词：电气；节能；

前言 ：节能降耗是对于水泥行业来说是一项迫在眉睫的大事。本文简要介绍了现代水泥生产工艺中的重点耗能环节，并针对各耗能环节介绍有效的电气节能设备和应用，形成一套完整的电气节能措施。

1.采用节能型的供配电设备

1.1合理选择供配电电压。合理选择供配电电压可提高输送容量，也可以降低线损率。对于配电网来说，供电电压的等级越高，线损率就越低，而线损率是随电压平方成反比而下降，目前有些新建的水泥厂已将供电电压升为10kV，降低运行成本。

1.2选用节能型变压器，合理选择变压器的容量。我国节能型变压器在质量方面已达到较高水平，目前新建的水泥厂大多选用了S9系列节能变压器，其损耗值与S7系列相比，空载损耗可降低10%，负载损耗可降低10%，另外，新型低损耗产品S11型卷铁心变压器及非晶合金铁心变压器都已进入市场，但价格还偏高，今后将逐步推广。

1.3采用节能型无功补偿装置，实现无功分散和就地补偿。无功补偿就是借助无功补偿设备提供必要的无功功率，来提高系统的功率因数，从而降低能耗。目前大多数水泥厂的无功补偿设备做到了分级补偿和集中补偿，但分散就地补偿还不够，如有些负荷波动较大的用电设备未装就地补偿装置。

2.运行管理的电气节能

对已投入运行的水泥企业，供配电系统的经济运行是降低系统损耗和节能的有效途径，通过合理的运行管理方式达到电网的损耗降为最低的目的。

2.1调整系统总体负荷平衡，配电系统负荷应做到总体和分级的逐级平衡。变压器的三相负荷不平衡时，特别是低压网络，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这是三相电流不平衡，在这种情况下，不仅影响变压器的安全经济运行，还会造成有功功率的损失，必须定期进行三相负荷测定和调整，力求变压器三相电流的平衡。在高压系统中，如辊压机系统负荷波动较大，易引起三相电流的不平衡，建议装配无功动态补偿装置。

2.2减少空载损耗，对暂不用供电回路，应及时断开电源线路，减少线路上的空载运行损耗，一般可达3%～5%。实行经济调度，提高变压器运行效率。变压器消耗的无功功率一般为其额定容量的10%～15%，它的空载无功功率约为满载时的1/3，为改善水泥厂的功率因数，应使变压器的负荷率最佳，实现经济调度。

3.选用节能型高效电动机

选用节能型用电设备水泥厂电动机的装机容量占全厂总装机容量90%以上，电动机系统的节能包括电动机本体、电动机传动系统。例如风机、水泵类变频调速系统节能，采用高效的传动系统，如高效的减速机及适合于各种主设备的传动系统，大型磨机的双传动系统等。水泥厂的照明也占有一定负荷，选用节能型照明设备对水泥企业有着举足轻重的地位。

目前我国水泥企业主要采用Y系列和Y2系列电动机，其平均效率分别是87.3%和86.3%，平均功率因数分别是0.84和0.846，符合国家标准GB18613-2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》中能效限定值的要求。而有些外资水泥企业，采用ABB或SIEMENS技术引进的高效电动机，其效率能提高2%～3%，损耗可下降20%左右，虽然价格要高出约30%，但对于每年运行时间超过5000小时，负荷率大于70%的电动机，应采用高效电动机。据了解某厂装机20000kW电动机，如改用平均效率提高1%的节能型高效电动机，年平均运行时间按5000小时计算，节电可达100万kWh。我国新研发的YX、Y2-E系列高效电动机与Y系列相比损耗可下降20%～30%，效率提高1%～3%，相信不久的将来我国水泥企业在工艺改革前提下，也会逐渐使用节能型高效电动机。

4.交流变频调速系统节能

4.1变频调速能节约原来损耗在挡板截流过程中的大量能量，大幅度提高了经济效益。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率f来改变同步转速而实现调速的，在调速中从高速到低速都可以保持较小的转差率，因而消耗转差功率小，效率高，是异步电动机的最为合理的调速方法。

4.2由电动机转速公式：n=60f/p（1一s）可以看出，均匀地改变供电频率f，即可平滑地改变电动机的同步转速。异步电动机变频调速具有调速范围宽、平滑性较高、机械特性较硬的优点，目前变频调速己成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都获得了广泛的应用。

4.3高压变频器本身损耗极小，整机效率在97%以上。对离心式风机来说，由设备设计余量而导致“大马拉小车”现象，电机定速旋转不可调节，这样运行自然浪费很大，由负载档板或阀门调节导致的大量节流损失，而变频调节彻底解决了这一问题。

4.4采用变频调速后，可实现软起动，对电网的冲击和机械负载的冲击都不存在了，同时延长了电机和风机的寿命。同时，采用变频调速后，电机的无功功率通过变频器直流227节约用电第一届用电企业安全供电、节约用电技术交流文集环节的滤波电容进行了瞬时补偿，变频器的输入功率因数可大0.95以上。相对电机直接工频运行而言，功率因数大大改善，对低速电机效果尤为明显。实现变频调速后，风机经常在额定转速以下运行，介质对风机风扇和挡板的磨损，轴承的磨损，密封的损坏都大大降低，减少了维护工作量。电机运行的振动和噪声也明显降低。

4.5采用变频调速后，可以很方便地构成闭环控制，进行自动调节，调节器输出的4—20mA信号输到变频器（或通过通信接口进行控制），风门调节方式控制风量变化，调节精度差。因为开合度大小不与流量成比例，而档板调节线性太差，跟不上工况变化速度，能耗很高，而变频调节响应极快，基本与工况变化同步，通过变频器调节电机转速，可以平稳地调节风量，且线形度较好，动态响应快，使设备在更经济的状态下安全稳定运行。

4.6交流调速装置应用事项。

4.6.1交流变频调速传动装置对电网会产生谐波干扰，应按中国的谐波标准GB/T14549-93加谐波滤波器或电抗器，使其对电网干扰最小。

4.6.2为使变频调速器受外界干扰影响最小，控制电源电缆与电动机的连接电缆的走线，必须相互隔离。不要把它们放在一个电缆线槽中或电缆架上；输入和输出信号回路必须用屏敝对绞线，根据需要还可考虑加隔离变压器和进线电抗器，使其受干扰影响最小。

4.6.3在低速运行时，须防止轴系统的震荡，在高速运行时，须防止超速。

5.结论

电能是各种能源中最为经济实用、清洁方便，且容易传输、控制和转换的能源，电气节能技术推广将有助于显著减少一次能源的消耗和环境污染。水泥厂电气节能，就是要从电网开始，在供、配、用电的各环节上挖掘节电的潜力，其中有：线路和变压器的节能，尽量降低供电系统的损耗；电机系统的节能，采用高效的传动系统，提高电动机系统的效率；大力推广 “ 绿色照明工程 ”，使用高效节能电光源；低温废气的余热综合利用，实现纯低温余热发电和供热工程；在运行过程中，还要对整个电网实施在运行管理技术上的节能技术。

参考文献

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[2] 李鄂民；邵晓寒；张大鹏；王中龙； 20kg铝锭连续铸造机液压系统的节能改造[J]；液压与气动；2010年02期