基于電氣自動化理念的水泥廠節能環保生產新模式

顧玉琴

摘要：節約能源是我國的基本國策，水泥本身是一種高能源消耗材料，限制了其使用和生產。水泥產業迫切需要通過各種途徑降低能耗，以獲得更佳的經濟效益、社會效益和更高的勞動生產率。

關鍵詞：電氣自動化；水泥工藝；節電；損耗；經濟性

傳統的水泥行業是重污染行業之一，水泥生產過程造成對環境的嚴重污染及能源的大量消耗。隨著社會對環境及能源的重視，現代工業對水泥行業提出了全新的要求。水泥廠是能源消耗的大戶，相應地是其具有巨大的節能潛力。如何合理利用能源，提高能源利用效率，如何從源頭上杜絕能源的浪費，提高企業的經濟效益，這都是水泥企業面臨的重要問題。水泥廠電氣專業將節能環保的理念融入到了水泥設計及生產過程中。現分幾個方面著重說明一下電氣專業是如何實現節能環保的。

1.合理使用儀表等檢測手段，達到有效監測的效果

優化檢測手段，合理的選擇儀表測量點，將其布置在氣流平穩處，從而提高檢測精度，最終實現工藝測量的準確性。對提高生產能力、降低生產成本都起到至關重要的作用。如預熱器各級旋風筒及分解爐等溫度及壓力測量點的設置，使工藝操作更加有據可循。

水泥回轉窯窯尾是水泥生產環節中粉塵排放量最大的排放點，窯外分解窯尾煙塵濃度為60g/m3～80g/m3，這一環節的污染物成分復雜，除粉塵、煙塵外，還有二氧化硫、氮氧化物、氟化物等有害氣體。在排氣煙囪高度的1/3到2/3之間安裝粉塵濃度檢測儀表，對粉塵排放的成分進行有效的監測，從而減少對大氣環境的污染。除此之外，窯頭及煤磨煙氣排放煙囪處都安置粉塵濃度計，對排放氣體進行監測，對環境保護起到良好的作用。

2.采用先進的電氣傳動技術，代替傳統方式

在水泥生產成本中，電動機的電耗占總成本的較大的比重。因此，做好電動機的降耗增效工作就顯得極為重要。我們從電動機的選型、調速方式、啟動裝置等方面入手，在每個環節展開嚴謹細致的工作，促進企業節能降耗。傳統的調速采用晶閘管串級調速、直流調速、電磁滑差調速、液力耦合器調速和異步電動機的變極調速，這些調速方法存在傳動效率低，維護困難等缺點。而采用變頻調速，其擁有結構簡單，穩定可靠，調速精度高，啟動轉矩大，調速范圍廣等優點。生產中，風機﹑水泵等常用閥門、擋板等進行節流調節，這樣管路損耗較大，同時電機仍舊以額定速度運行，從而能量消耗較大。如果用變頻器對風機﹑泵類設備進行調速控制，不需要再用閥門、擋板進行節流調節，將閥門、擋板開到最大，管路損耗降到最小，能耗將大大減少。多傳動變頻器使用公共的整流單元，多個逆變器的工作方式，降低了建設成本，也減小了設備的占地面積，其維護成本也有大幅度的降低。而且，使用變頻器控制，電機在低于額定轉速的狀態下運行，減少了噪聲對環境的污染。另外，當采用變頻調速時，由于變頻裝置內的直流電抗器能很好的改善功率因數，也可以為電網節約容量。變頻調速的節電方法是改變用電頻率來調節電機速度從而滿足負載要求，達到節電效果。在電壓電流都不改變的情況下，節電量與用電量成正比。其性能特點是：可直接使設備平滑啟動，具有自動轉矩補償功能，調速范圍大，調速比一般可達10：1至5：1.4，調速平滑性好。無極調速根據電機負載情況，節電率可達20%～50%。變頻器在水泥廠的應用還不止這些，如板喂機、皮帶秤、篦冷機風機等需交流調速的設備都可以采用變頻器控制。

3.使用節能降耗的設備

3.1降低變壓器的電能損耗

專業自身實現節能降耗，使用節能降耗的設備。大型水泥生產線中變壓器容量大、數量多，因此變壓器的損耗是一個不可忽視的因素，而設計階段變壓器的選擇對以后變壓器的運行效率和經濟性有著決定性的作用。在做用電負荷計算時，應盡量核算準確，使變壓器負荷率在75%～85%之間，這是變壓器最合理的運行區間，其能夠運行在最佳狀態。反之，變壓器負荷率低于60%或者接近滿負荷運轉，都是不經濟不合理的。將傳統變壓器更換成新型節能S9型變壓器，減少空載時鐵損，漏磁損耗，激磁電流產生的鐵損和負載時由負載電流在變壓器線圈電阻上產生的損耗（其大小與負載電流的平方成正比）。它在降低空載損耗的主要方法下改進變壓器的設計和制造工藝，采用質量更好的鐵芯材料（低損耗硅鋼片）與S7系列相比，其空載損耗比S7下降10%以上，負載損耗下降20%以上。

3.2選用高效的電機

水泥廠運行時的電能消耗成本約占整個運行成本的1/3，所以著眼于降低用電量是降低整個水泥生產成本的非常重要的環節。而用電負荷中，電機負荷占到總負荷至少80%以上。在選擇電動機時，除了滿足拖動功能外，還應考慮經濟運行性能。對于年運行時間大于3000h，負載率大于50%的場合，選擇YX系列高效率的三相異步電動機，與Y系列電動機相比，其效率平均高3%，損耗降低20%～30%。

3.3合理選用電動機的額定容量

國家規定三相異步電動機負載率在70%～100%之間為經濟運行區，若電動機容量選得過大，雖然能保證設備的正常運行，但不僅增加了投資，而且它的效率和功率因數也都較低，造成電力的浪費。因此考慮到既能滿足水泥廠設備運行需要，又能使其盡可能地提高效率，水泥企業一般負載率保持在60%～l00%較為理想。對于負載率小于40%的三角形接法電動機將其改為星型接法，以提高其效率。

3.4 線路降低損耗，根據負載電流，選用最經濟的輸電線路線徑。更換不安全，不經濟、絕緣老化的線路，尤其是鋁芯電纜，一般使用8年以上都要求更換。

其他設備如節能照明燈具的使用，大型電收塵器的應用，更加直接的減少水泥廠粉塵的排放。總之，從以上幾個方面考慮，電氣專業為水泥廠節能減排工作做出一定的貢獻。

參考文獻：

[1]李海濤主編.新型干法水泥生產技術與設備[M].化學工業出版社，2006

[2]孫成寶，金哲主編.現代節電技術與節電工程[M].中國水利水電出版社，2005.