水泥厂电气节能技术

水泥厂电气节能技术

周源

中材海外工程有限公司北京海淀100089

摘要：中国长期坚持可持续发展的路线，把节能作为基本国策，要求各行各业积极研究和应用节能技术。建设项目、公路项目、水利项目和其他项目都需要大量水泥。然而，环境问题严重制约了水泥厂的生存和发展。在水泥企业中，大型电气设备的高消耗和低利用率是一个常见的问题，导致运营中巨大的能源浪费，给企业带来巨大的损失，并增加了生产成本。实践证明，推广电力节能技术将有助于大幅降低一次能源消耗和环境污染，同时降低企业成本。水泥工业有很多节能空间。如果能够采用有效的节能技术，降低水泥厂的运营成本。本文对水泥厂的电气节能技术和应用进行了研究和分析，希望以降低水泥厂的生产能耗和资源消耗。

关键词：水泥厂；电气节能技术；应用

引言

目前，水泥行业已被列为十大节能项目之一，要求水泥厂积极研究和应用节能技术来降低能耗。根据最近几年数据的统计调查，生产1吨水泥需要大约100kW*h的电力和110kg的标准煤。这是发达国家整体水平的1.15倍。大量实际生产表明，电力节能技术在水泥厂的广泛应用可以有效降低能耗，减少由此造成的环境污染，并为水泥厂节约部分成本。电力节能技术能够及时、科学地控制水泥厂运行中的供电、配电和使用，达到节能的目的。

一.供配电系统的节能技术及应用

1.1采用节能型供配电设备

由于输电过程中存在一定的空载损耗和负载损耗，因此应进行科学合理的选择，采用低损耗变压器。目前，大多数水泥厂采用S11系列节能变压器。与S9系列相比，其节能效果更加明显，以确保其运行效率和负载率最佳，损耗最低。一般认为配电变压器的负载率是额定容量的70%，变压器应该根据最大需求尽可能选择容量。根据该标准，计算基本电费以确保变压器的节能、安全和经济。合理选择供配电电压。为了降低线损率，应在额定电压下增加引入的高压电。通常，在高于或等于35kV的供电网络中，每增加一行电压，损失率就会降低1.2。目前，水泥厂已将原来的6kV电压调整为目前的10kV电压。虽然这项措施将花费更多的钱，但它也将有效地降低水泥厂的运营成本。采用节能无功补偿装置。无功功率补偿装置的功能是通过提供必要的无功功率来增加系统的功率因数，从而降低能耗。SVC型无功补偿装置可以根据实际需要实现容量相等或不等的自动输入，从而实现三相对称或非对称补偿，并利用RC吸收回路滤除高次谐波。合水泥厂的配电网连接着大量的硬件配件，其中非节能硬件配件造成的损耗约为10~15W。如果可以选择节能的硬件附件，能耗将会降低，特别是在连接点高且温差大的地方。

1.2运行管理的电气节能技术

保持系统的整体负载平衡。配电系统的总负荷应与分级负荷平衡。一旦变压器的三相负载不平衡，三相电流就会不平衡，严重影响变压器的安全运行，造成有功功率损耗。作为一个高能耗行业，水泥厂应该合理安排谷峰时期的用电量，并尽最大努力在非谷峰时期生产水泥磨系统，断开暂时未使用的电源电路的电力线，以达到节能的目的，减少空载损耗。

二.交流变频调速系统的节能技术及应用

目前，小型高压变频器已广泛应用于水泥厂，大功率高压变频器逐渐应用于泵等高压大功率设备。同时，水泥厂应注意其价格的合理性、使用的安全性以及对电网的谐波干扰程度。应安装滤波器或电抗器，以确保装置产生的谐波对电网的干扰最小。隔离电机的电源和电缆线路，尽量减少对变频调速器的外部干扰，并根据实际情况设置输入电抗器。同时，必须有效防止低速轴系振动和高速超速。

三.电动机的节能技术及应用

在水泥厂设备的使用中，电机的能耗非常大。为了降低电机的能耗，应该尽可能多地使用高效电机来提高其功率因数。然而，由于电机的选择通常由管道部门和工艺部门进行，因此很难选择高效的电机，并且只能在运行期间控制能耗。例如，局部补偿、减少空载损耗、通过变频和调速控制电机等。

四.水泥厂照明系统的节能方案

4.1合理利用自然光

规划者应该具备一定的建筑专业知识，以便自然光能够完全融入工厂区域的室内照明，自然光能够完全用于辅助照明，从而大大降低人工照明的功耗。例如，对于预均质化贮藏室或大型贮藏室的设计，可以将透光板添加到贮藏室以提高天然光源的利用效率。

4.2选择优质的电光源

在普通生产室内，，大型工厂最好选择高发光性能或紧凑型荧光灯。

五.水泥厂变压器的节能方案

变压器节能技术的研究是为了降低变压器的有功功率损耗。变压器的有功功率损耗为了实现变压器节能的优化设计，可以考虑以下几个方面：

5.1采用节能型变压器

节能型变压器是性能参数空载、负载损耗均比GB/T6451平均下降10%以上的三相电力变压。

5.2降低短路损耗

变压器二次绕组短路，一次绕组施加电压使其电流达到额定值时，变压器从电源吸收的功率称为短路损耗，短路损耗即额定电流时的铜损。可通过如下措施：①选用更低的电流密度；②减少匝数，但会增加磁心的磁通密度而增加铁损，当铜损明显高于铁损时使用，慎用；③改变变压器工艺以减少绕组交流电阻.方法有主要有减小铜线直径（不能减少总截面积），增加初次级相邻面（会增加初次级分布电容），减小初次级距离（会增加初次级分布电容），线圈疏饶等；④改变电路工作参数以减少交流电阻，比如降低开关频率，但是会增加磁心的磁通密度而增加铁损，当铜损明显高于铁损时使用，慎用；⑤使用更低电阻率的导线.

5.3变压器负荷率的合理控制

一般变压器满载铜损与铁损之比等于3时，而负载率57.7%其效率最高，因此负载率维持在50~65%之间运转最为理想。为了安全生产 ，减少电能损耗 ，合理支付电费 ，降低设备投资 ，正确选用变压器台数、容量，采取合理的运行方式和不断地调整用电负荷 ，是用电企业共同关心的问题。但是在实际工作中 ，人们往往出现一些片面的观念和看法 ，有的认为变压器的负载率均应在0．7～0． 8时效率最高 ，同时为了少付电费和减少设备投资 ，经常选用小容量变压器。两台变压器本应并联运行 ，却只投入一台另一台备用 ，本应用大变压器负荷却仍用小变压器带，从而出现超载运行状态 ，影响变压器使用寿命。也有的人片面选用大变压器 ，追求最佳负载率 ，这样的观点 ，会造成浪费能源或增大投资。

当变压器的铜损等于铁损时 ，或者说固定损耗等于可变损耗时 ，变压器的损耗最小 ，效率最高。这时的负载率为最佳负载率。

六.电力拖动中的节能方案

为了确保水泥厂的电力驱动过程真正体现节能效果，应该做以下工作：第一，在为相关项目设计水泥生产时，最好使用高效电机；第二，当使用的AC型电机的功率高于200kW时，选择的电源电压水平应该设置为6kV或10kV。第三，如果需要速度控制，选择变频调速设备是合适的，例如窑尾的高温风机。目前的高压变频方法得到了广泛应用，不仅符合工艺设计标准，而且在节能方面也发挥了很好的作用，从而取代了传统的液力偶合器调速方法，后者只能调速，不能节能。第四，对于窑尾风机、窑尾风机，取代了以往的风门调节方式，节能效果明显。

结束语

综上所述，电气节能技术不仅要满足各种技术指标、功能用途和技术要求，还要充分考虑各种有效实用的节能措施，以降低企业运营成本，为建设节约型和谐社会做出贡献。简而言之，电能是最容易传输、清洁、方便、经济、适用、可控和可转换的资源。积极采用适当的电气节能技术，采用节能设备，加强供配电系统、照明、电机和交流变频调速系统的能耗控制，认真落实各项节能措施，不断研究更加有效的电气节能技术，总结实际应用经验，促进电气节能技术的快速发展，降低水泥厂能耗和运行成本，提高经济效益。

参考文献：

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