电器节能技术在水泥行业的应用

　　一、前言

　　节约能源是我国的基本国策，在“节能中长期专项规划”中，水泥行业作为高耗能重点能源控制企业担负着重要的节能任务，而降低能源消耗，提高产品质量也是提高企业竞争力的重要措施。长期以来，我国的水泥制造行业一直延续着高耗能、高污染的生产模式，特别是在矿石粉碎、煅烧工序，在电能和设备损耗方面的成本都是非常高的，水泥行业节能降耗的管理工作大部分是围绕企业热工设备的电器节能方面来展开的。水泥行业的电器节能要本着设计合理、运行可靠、节能效果明显的原则进行电器节能的管理。近些年，在水泥行业中的很多电器节能技术也已经得到了广泛认可，很多窑炉改造、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、绿色照明等节能项目，在企业的节能降耗工作中，得到了普及推广，收到了明显的成效。

　　二、水泥行业电器节能的原则

　　水泥行业的电器节能具有潜力大、效果明显等特点，在实施过程中，重点要坚持如下原则：

　　1.采用节能型的供配电设备，降低供配电消耗

　　水泥企业的供配电系统是指从国家高压电网中引入变电站，然后输送到生产线用电设备的所有线路、变压器、控制开关、保护装置等设备。在供配电系统中的无功损耗和有功损耗都是非常大的。据统计试验验证，运行电压每提高1%，损耗可降低1.2%，所以选择高压运行电网可提高输送容量，降低线路损耗；新型变压器（如S9、S11系列）的空载损耗、负载损耗都比老式的变压器（比如S7系列）要低10%以上；SVC型无功补偿装置，能实现三相对称或不对称补偿功能，滤除高次谐波。

　　2.总体运行管理的电器节能运行机制，实现能源科学管理

　　供配电系统的经济运行方式是降低系统损耗和节能的有效途径，通过合理的运行管理和方式使电网的损耗降为最低。例如，在实际生产用电中，三相电流的每一相之间电流不平衡时，即有功功率不平衡，此时对于变压器的安全经济运行影响较大，有功损耗也较大，可以通过无功补偿装置进行平衡补偿；避峰用电也是企业在电器用电运行管理中的一个有效策略，直接的通过峰谷不同电价达到节约成本的功效；实行经济调度，减少空载损耗；利用全集成能源管理系统体现系统调度功能的优越性。

　　3.选用节能型用电设备，降低生产用电能耗

　　在电器节能的供配电系统和软件管理系统具备条件之后，对于用电设备的节能性能的选择，是一项一次投资、长期见效的简便措施。节能型高效电动机、传动系统、交流变频调速系统等的选用，可以在很大程度上节约电能。如ABB或SIEMENS技术的高效电动机相比普通国产电机效能提高约2-3%，损耗下降约20%左右；大功率高压变频器，对电网的谐波干扰小，在风机和水泵的应用中可以起到明显的节能效果；推广应用节能型照明电器，效果也十分明显。

　　4.对设备和用电管理开展节能降耗技术改造，减少能源消耗

　　对设备、供配电系统配置、电力调度运营管理模式的优化配置，在很大程度上对于电器节能发挥了重要作用，在此基础上，还要进一步对耗电大的设备和用电管理模式展开节能降耗技术改造，是企业深入挖潜的最佳策略。

　　5.全员参与，提高节能意识，是企业实施长期节能降耗工作的基础，也是这项工作实施有效性的保障

　　三、电器节能技术应用分析

　　1.配电系统节能改造

　　在水泥企业中，一般是采用的低压配电系统，如此一来大量的小型电机的启动对电流的冲击、对电网的无功损耗影响是非常大的，因此，要解决这个问题，可以从两方面采取措施：一是采用WGQ7固态软启动器作为小型电机的启动设备，缓冲启动过程中的启动电流的波幅，可以有效的延长电机的使用寿命，降低电机启动时的温度升幅；二是采用WBJ精确补偿方式，对低压三相配电系统的感性负载的无功功率进行共补和分补相结合的办法，从而做到了精确补偿，在低压配电线路的末端负载处的就地补偿可以直接提供无功补偿，功率因数有较大幅度的提高。配电系统的技术改造在提高企业效益的同时，可以降低维护频次，保证安全生产。

　　2.用电设备节能改造

　　用电设备的节能改造重点选择耗能大、台数多的用电设备，根据生产过程中的实际使用情况，对于单位耗能进行统计对比分析，采取针对性的技术改造措施，比如：以日产5000吨新型干法水泥生产线为例，风机装机容量约为13000kW，约占总装机功率的35%，耗电量约占厂用电量30%～40%。由于生产设备各系统之间需要密切配合，考虑到系统安全及设备效率变化，风机系统的设计选型是按照满负荷状态，并留有较大余量。在水泥行业生产过程中，由于原料、气候和产量的变化，实际工况出入较大，需要调整风量、风压。传统调节方法是风机采用入口挡板开度控制，也有通过液力耦合器装置调整电机转速，实现风量、风压的调节。这种方法使大量电能消耗在档板、阀门阻力以及液力耦合器机械损耗上，相对来讲是一种经济效益差、能耗大、设备损坏频繁、维修难度大、运行费用高的落后办法。变频调速节约了原来在挡板截流的能量损耗或液力耦合器机械损耗和水电阻内部发热的能量损耗。实现了软起动，对电网和机械负载的冲击大大减小，延长了电机和风机的寿命。根据具体情况，风机采用变频调速节电率在20%-40%之间。现在国内新设计的干法水泥生产线，重要系统的风机、水泵、篦冷机、选粉机等均采用了变频调速。

　　3.工艺优化节能

　　在水泥生产中，分解窑的升温投料要充分考虑分解炉出口气体的温度、投料时的窑速、投料量的大小和加料的幅度、窑尾排风机的风量等因素，确定投料前烧成带温度的控制、投料时分解炉出口气体的温度的控制、投料时窑速的控制、喂料量的大小等工艺参数的调整优化，例如：调整内外风比例，加大外风，减少内风，待烧成带温度、亮度适中，窑尾及预热器温度适当后，再进行投料操作；注意监控分解炉出口气体温度、窑尾烟室温度和主机电流等参数的变化趋势，来调整窑速。

　　四、结束语

　　水泥行业在节能降耗方面、生态环境保护方面的社会责任重大，企业可持续发展的要求，以及经济效益的追求，都迫使水泥企业在节能降耗方面，要下大力气进行技术改造以及运营管理的措施优化。电能是最经济适用、容易传输、控制、转换的清洁能源，电器节能技术的应用，是节约能源，保护生态环境和社会可持续发展的重要措施。水泥行业推行节能降耗工作，有助于减少一次能源的消耗和环境污染，也降低水泥厂运行成本。