水泥廠部分新工藝新設(shè)備采購節(jié)能思考

岳艷超（蘇州中材建設(shè)有限公司，江蘇 蘇州 215300）

0 前言

隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢，節(jié)能減排已經(jīng)成為全世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。我國目前還處于高速發(fā)展階段，在追求速度的同時，高消耗的矛盾也日趨尖銳。自國家“十一五”發(fā)展戰(zhàn)略提出節(jié)能減排后，中國的水泥設(shè)計單位、水泥成套設(shè)備供應(yīng)商都在積極配合發(fā)展新工藝、新技術(shù)、新裝備?；诖?，筆者從水泥廠工藝設(shè)備采購角度出發(fā)，對采購過程中碰到的一些新工藝、新設(shè)備進(jìn)行分析總結(jié)。

1 永磁電機(jī)

近年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電動機(jī)得以迅速的推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電勵磁同步電機(jī)相比，永磁電機(jī)具有損耗少、效率高、節(jié)電效果明顯的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計，永磁電機(jī)已經(jīng)在煤礦業(yè)、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、醫(yī)療器械、石油開采等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，但是在水泥行業(yè)應(yīng)用較少。近幾年國內(nèi)各水泥廠也陸續(xù)開始引進(jìn)永磁電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，起到了良好的效果。

國內(nèi)某水泥廠一臺窯尾排風(fēng)機(jī)原電機(jī)型號為YRKK710-6,1600 kW，原電機(jī)有功功率為10676.60kWh，更換永磁電機(jī)后有功功率為10425.50kWh，經(jīng)計算節(jié)能率達(dá)到15%。按年運(yùn)轉(zhuǎn)80000h算，年節(jié)約用電（10676.6-1425.5）×8000×1=2000808000kWh。按每度電0.6元計，僅一臺電機(jī)每年可以節(jié)約成本120.528萬元，節(jié)能效果顯著。根據(jù)永磁電機(jī)特點(diǎn)，在設(shè)備負(fù)載率低的情況下節(jié)能效果顯著，而工藝風(fēng)機(jī)由于設(shè)計時一般都擴(kuò)大系數(shù)考慮，真正運(yùn)轉(zhuǎn)工況穩(wěn)定時，負(fù)載率都比較低，因此對于該類設(shè)備節(jié)能效果非常顯著。而如果設(shè)備本身就是在滿載情況下運(yùn)行，雖然也有節(jié)能效果，但是僅僅是靠電機(jī)本身節(jié)能（根據(jù)設(shè)備廠家介紹約為6%），其效果并不顯著。根據(jù)水泥廠各類設(shè)備負(fù)載情況及各永磁電機(jī)廠家節(jié)能改造經(jīng)驗分析，水泥廠選粉機(jī)、管磨機(jī)、工藝風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)、斗式提升機(jī)、皮帶機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)類設(shè)備可以使用永磁電機(jī)，節(jié)能效果比較理想。

2 節(jié)能型空壓機(jī)

空壓機(jī)為水泥廠的必備產(chǎn)品，相對整個水泥廠來說節(jié)能影響不大，但是節(jié)能型和非節(jié)能型空壓機(jī)節(jié)能效果能達(dá)到30%左右，節(jié)能率還是比較高的。節(jié)能型空壓機(jī)雖然采購成本較高，但是其采購成本可以在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)1～2年內(nèi)收回，從長遠(yuǎn)利益角度，業(yè)主使用節(jié)能型空壓機(jī)還是很有必要的。某企業(yè)對原有的普通工頻空壓機(jī)改造為永磁變頻雙極空壓機(jī)計算，節(jié)電率達(dá)到31.39%，見表1。

由于每個企業(yè)節(jié)能空壓機(jī)節(jié)能效率可能會有差異，以及每個廠原來使用的空壓機(jī)廠家不同，數(shù)據(jù)可能會有偏差。根據(jù)現(xiàn)在中國市場主要做節(jié)能型空壓機(jī)企業(yè)了解，節(jié)能空壓機(jī)比普通空壓機(jī)節(jié)能效率可以達(dá)到25%～35%。

3 節(jié)能型風(fēng)機(jī)

在鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計制造過程中，為了計算方便，以往風(fēng)機(jī)廠家常把流體簡化成“二元流體”進(jìn)行力學(xué)分析計算。近幾年，隨著三元流理論的發(fā)展，利用“三元流”理論改造鼓風(fēng)機(jī)已成為一種新的發(fā)展方向。這為鼓風(fēng)機(jī)等相關(guān)機(jī)械擴(kuò)大效能，減少投資，開辟了一條新的途徑。近期國內(nèi)很多水泥廠風(fēng)機(jī)也都在進(jìn)行節(jié)能改造，根據(jù)改造效果分析，成果顯著，見表2。

表1 某企業(yè)普通空壓機(jī)和節(jié)能空壓機(jī)節(jié)能率對比表

表2 某工廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造數(shù)據(jù)

從表1中可見，風(fēng)機(jī)節(jié)能改造前后對比節(jié)能率可達(dá)15.8%。通過對多個廠家改造節(jié)能效果分析，雖然節(jié)能效果差異較大，但總體效果明顯，對未來新線設(shè)備采購有指導(dǎo)意義。如果未來水泥廠設(shè)備采購，直接考慮三元流風(fēng)機(jī)，勢必會大幅度降低電耗。

4 材料類采購

水泥廠的高效低耗運(yùn)轉(zhuǎn)與科學(xué)保溫和隔熱分不開。傳統(tǒng)的保溫材料一般為硅酸鈣板或者陶瓷纖維毯，這兩種保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)較大，雖能夠滿足水泥廠的使用，但是熱損耗較大?，F(xiàn)在新型納米材料是采用納米技術(shù)，添加了獨(dú)特的反紅外輻射材料，采取特殊工藝生產(chǎn)的納米級微孔隔熱材料，相比較于傳統(tǒng)隔熱材料，納米隔熱材料的氣孔在200nm左右，相同溫度下，隔熱性能比普通隔熱材料性能好3～4倍。

現(xiàn)在水泥廠主要在旋風(fēng)筒、煙室、回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶、三次風(fēng)管、管磨機(jī)滑履等位置使用這種新型隔熱材料。根據(jù)水泥廠改造數(shù)據(jù)，C5旋風(fēng)筒將原硅酸鈣板厚度為112mm，現(xiàn)在將其中25mm厚度更改為新型納米隔熱材料，外殼溫度下降21℃，熱損失減少了43%?；剞D(zhuǎn)窯預(yù)熱帶一般沒有隔熱材料，根據(jù)某水泥廠對回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶磚凹槽內(nèi)增加15mm納米隔熱材料，筒體外表面溫度從320℃減少至250℃，根據(jù)計算節(jié)能率達(dá)到50%左右，在2～3個月內(nèi)即可收回新材料投入成本。水泥廠使用這種新型材料，節(jié)能降耗明顯。使用新材料后甚至可以優(yōu)化水泥工藝設(shè)計，在未來的總包過程中值得進(jìn)一步研究探討。

5 結(jié)語

工藝設(shè)備采購，為工程EPC總承包項目的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。設(shè)備、材料的更新?lián)Q代，為節(jié)能降耗、優(yōu)化工藝、節(jié)省投資方面起著至關(guān)重要的作用。隨著水泥機(jī)械的發(fā)展，隨著更多新技術(shù)、新材料、新思維的引領(lǐng)下，設(shè)備采購勢必也要大膽嘗試，推陳出新，為建設(shè)方建造出更先進(jìn)、更節(jié)能的工廠。