基于電氣自動(dòng)化理念的水泥廠節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)新模式

顧玉琴

摘要：節(jié)約能源是我國(guó)的基本國(guó)策，水泥本身是一種高能源消耗材料，限制了其使用和生產(chǎn)。水泥產(chǎn)業(yè)迫切需要通過(guò)各種途徑降低能耗，以獲得更佳的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；水泥工藝；節(jié)電；損耗；經(jīng)濟(jì)性

傳統(tǒng)的水泥行業(yè)是重污染行業(yè)之一，水泥生產(chǎn)過(guò)程造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染及能源的大量消耗。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境及能源的重視，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)水泥行業(yè)提出了全新的要求。水泥廠是能源消耗的大戶(hù)，相應(yīng)地是其具有巨大的節(jié)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(fèi)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，這都是水泥企業(yè)面臨的重要問(wèn)題。水泥廠電氣專(zhuān)業(yè)將節(jié)能環(huán)保的理念融入到了水泥設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過(guò)程中?，F(xiàn)分幾個(gè)方面著重說(shuō)明一下電氣專(zhuān)業(yè)是如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的。

1.合理使用儀表等檢測(cè)手段，達(dá)到有效監(jiān)測(cè)的效果

優(yōu)化檢測(cè)手段，合理的選擇儀表測(cè)量點(diǎn)，將其布置在氣流平穩(wěn)處，從而提高檢測(cè)精度，最終實(shí)現(xiàn)工藝測(cè)量的準(zhǔn)確性。對(duì)提高生產(chǎn)能力、降低生產(chǎn)成本都起到至關(guān)重要的作用。如預(yù)熱器各級(jí)旋風(fēng)筒及分解爐等溫度及壓力測(cè)量點(diǎn)的設(shè)置，使工藝操作更加有據(jù)可循。

水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾是水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)中粉塵排放量最大的排放點(diǎn)，窯外分解窯尾煙塵濃度為60g/m3～80g/m3，這一環(huán)節(jié)的污染物成分復(fù)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(cè)儀表，對(duì)粉塵排放的成分進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，從而減少對(duì)大氣環(huán)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(jì)，對(duì)排放氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到良好的作用。

2.采用先進(jìn)的電氣傳動(dòng)技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式

在水泥生產(chǎn)成本中，電動(dòng)機(jī)的電耗占總成本的較大的比重。因此，做好電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作就顯得極為重要。我們從電動(dòng)機(jī)的選型、調(diào)速方式、啟動(dòng)裝置等方面入手，在每個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降耗。傳統(tǒng)的調(diào)速采用晶閘管串級(jí)調(diào)速、直流調(diào)速、電磁滑差調(diào)速、液力耦合器調(diào)速和異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速，這些調(diào)速方法存在傳動(dòng)效率低，維護(hù)困難等缺點(diǎn)。而采用變頻調(diào)速，其擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，調(diào)速精度高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)中，風(fēng)機(jī)﹑水泵等常用閥門(mén)、擋板等進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，這樣管路損耗較大，同時(shí)電機(jī)仍舊以額定速度運(yùn)行，從而能量消耗較大。如果用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)﹑泵類(lèi)設(shè)備進(jìn)行調(diào)速控制，不需要再用閥門(mén)、擋板進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，將閥門(mén)、擋板開(kāi)到最大，管路損耗降到最小，能耗將大大減少。多傳動(dòng)變頻器使用公共的整流單元，多個(gè)逆變器的工作方式，降低了建設(shè)成本，也減小了設(shè)備的占地面積，其維護(hù)成本也有大幅度的降低。而且，使用變頻器控制，電機(jī)在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)行，減少了噪聲對(duì)環(huán)境的污染。另外，當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻裝置內(nèi)的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù)，也可以為電網(wǎng)節(jié)約容量。變頻調(diào)速的節(jié)電方法是改變用電頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)速度從而滿(mǎn)足負(fù)載要求，達(dá)到節(jié)電效果。在電壓電流都不改變的情況下，節(jié)電量與用電量成正比。其性能特點(diǎn)是：可直接使設(shè)備平滑啟動(dòng)，具有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能，調(diào)速范圍大，調(diào)速比一般可達(dá)10：1至5：1.4，調(diào)速平滑性好。無(wú)極調(diào)速根據(jù)電機(jī)負(fù)載情況，節(jié)電率可達(dá)20%～50%。變頻器在水泥廠的應(yīng)用還不止這些，如板喂機(jī)、皮帶秤、篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)等需交流調(diào)速的設(shè)備都可以采用變頻器控制。

3.使用節(jié)能降耗的設(shè)備

3.1降低變壓器的電能損耗

專(zhuān)業(yè)自身實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，使用節(jié)能降耗的設(shè)備。大型水泥生產(chǎn)線(xiàn)中變壓器容量大、數(shù)量多，因此變壓器的損耗是一個(gè)不可忽視的因素，而設(shè)計(jì)階段變壓器的選擇對(duì)以后變壓器的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性有著決定性的作用。在做用電負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)盡量核算準(zhǔn)確，使變壓器負(fù)荷率在75%～85%之間，這是變壓器最合理的運(yùn)行區(qū)間，其能夠運(yùn)行在最佳狀態(tài)。反之，變壓器負(fù)荷率低于60%或者接近滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，都是不經(jīng)濟(jì)不合理的。將傳統(tǒng)變壓器更換成新型節(jié)能S9型變壓器，減少空載時(shí)鐵損，漏磁損耗，激磁電流產(chǎn)生的鐵損和負(fù)載時(shí)由負(fù)載電流在變壓器線(xiàn)圈電阻上產(chǎn)生的損耗（其大小與負(fù)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(jìn)變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝，采用質(zhì)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(fù)載損耗下降20%以上。

3.2選用高效的電機(jī)

水泥廠運(yùn)行時(shí)的電能消耗成本約占整個(gè)運(yùn)行成本的1/3，所以著眼于降低用電量是降低整個(gè)水泥生產(chǎn)成本的非常重要的環(huán)節(jié)。而用電負(fù)荷中，電機(jī)負(fù)荷占到總負(fù)荷至少80%以上。在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，除了滿(mǎn)足拖動(dòng)功能外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。對(duì)于年運(yùn)行時(shí)間大于3000h，負(fù)載率大于50%的場(chǎng)合，選擇YX系列高效率的三相異步電動(dòng)機(jī)，與Y系列電動(dòng)機(jī)相比，其效率平均高3%，損耗降低20%～30%。

3.3合理選用電動(dòng)機(jī)的額定容量

國(guó)家規(guī)定三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載率在70%～100%之間為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，若電動(dòng)機(jī)容量選得過(guò)大，雖然能保證設(shè)備的正常運(yùn)行，但不僅增加了投資，而且它的效率和功率因數(shù)也都較低，造成電力的浪費(fèi)。因此考慮到既能滿(mǎn)足水泥廠設(shè)備運(yùn)行需要，又能使其盡可能地提高效率，水泥企業(yè)一般負(fù)載率保持在60%～l00%較為理想。對(duì)于負(fù)載率小于40%的三角形接法電動(dòng)機(jī)將其改為星型接法，以提高其效率。

3.4 線(xiàn)路降低損耗，根據(jù)負(fù)載電流，選用最經(jīng)濟(jì)的輸電線(xiàn)路線(xiàn)徑。更換不安全，不經(jīng)濟(jì)、絕緣老化的線(xiàn)路，尤其是鋁芯電纜，一般使用8年以上都要求更換。

其他設(shè)備如節(jié)能照明燈具的使用，大型電收塵器的應(yīng)用，更加直接的減少水泥廠粉塵的排放。總之，從以上幾個(gè)方面考慮，電氣專(zhuān)業(yè)為水泥廠節(jié)能減排工作做出一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海濤主編.新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006

[2]孫成寶，金哲主編.現(xiàn)代節(jié)電技術(shù)與節(jié)電工程[M].中國(guó)水利水電出版社，2005.