覃波 |文

對(duì)于稀土煅燒窯型的選擇及其供電方案設(shè)計(jì)，在滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范、實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能、保證可靠性的前提下，可以因地制宜，根據(jù)生產(chǎn)的需要選擇合理的方案。

我國(guó)科技人員針對(duì)不同的稀土礦物特點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)了一系列的采礦、選礦、冶煉、分離提取技術(shù)，自主創(chuàng)新的科技成果廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，形成了包括采礦、選礦、冶煉、分離、深加工應(yīng)用在內(nèi)的完整的稀土工業(yè)體系，特別是在冶煉分離領(lǐng)域的工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，稀土產(chǎn)品年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的90%以上。

煅燒窯的選擇

目前，在氧化稀土產(chǎn)品煅燒上使用較多的煅燒窯有推板窯、隧道窯、輥道窯；加熱方式又分煤加熱、水煤氣加熱、天然氣加熱和電加熱四種。

推板窯、隧道窯及輥道窯三種窯型綜合對(duì)比見(jiàn)表1。

各種加熱方式窯型綜合對(duì)比見(jiàn)表2。

由表1、表2可知，輥道窯擁有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、純度高、維護(hù)成本低、匣缽損耗小等優(yōu)點(diǎn)。

從滿足生產(chǎn)產(chǎn)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境和改善勞動(dòng)條件等方面出發(fā)，選用輥道窯對(duì)碳酸稀土或草酸稀土進(jìn)行煅燒生產(chǎn)稀土氧化物是各稀土企業(yè)的必然選擇。

關(guān)于加熱方式，為滿足產(chǎn)品質(zhì)量高純度、清潔生產(chǎn)和日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉辞闆r因地制宜，采用天然氣或電加熱輥道窯。

表1 推板窯、隧道窯及輥道窯三種窯型綜合對(duì)比表

電加熱輥道窯供電方案分析

稀土元素由于其獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)，不但在高新技術(shù)領(lǐng)域日益凸顯其無(wú)可替代的光、電、磁優(yōu)異性能，而且在提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中不乏畫(huà)龍點(diǎn)睛之舉。伴隨高純稀土材料制備工藝的進(jìn)步，對(duì)氧化稀土高純化的要求更高也更為明確，將促使生產(chǎn)裝備的提升，無(wú)論廣度或深度上，電加熱輥道窯的應(yīng)用在整個(gè)稀土產(chǎn)業(yè)里的比重將不斷增加，為產(chǎn)品高純度以及材料的均一性提供技術(shù)保障。

表2 稀土煅燒窯各種不同加熱方式綜合對(duì)比表

為了得到高純度、高質(zhì)量的稀土產(chǎn)品，目前稀土企業(yè)一般采用電加熱輥道窯對(duì)碳酸稀土或草酸稀土進(jìn)行煅燒，而供電方案則需節(jié)能、運(yùn)行成本低。

某稀土廠煅燒車(chē)間有5臺(tái)電加熱輥道窯，每臺(tái)窯的電加熱功率為700kW，其供電方案有3個(gè)：

方案1：1臺(tái)4000kVA變壓器給5臺(tái)電加熱輥道窯供電

在煅燒車(chē)間設(shè)置10/0．4kV車(chē)間變電所1座，內(nèi)設(shè)1臺(tái)容量為4000kVA變壓器（阻抗電壓為8%）和若干低壓出線柜（采用高短路分?jǐn)嗄芰Φ牡蛪簲嗦菲鳎?，放射式給5臺(tái)電加熱輥道窯的電加熱器供電。

方案2：兩臺(tái)變壓器（2500kVA和1600kVA各一臺(tái)）給5臺(tái)電加熱輥道窯電加熱器供電。

在煅燒車(chē)間設(shè)置10/0．4kV車(chē)間變電所1座，內(nèi)設(shè)容量為2500kVA和1600kVA各一臺(tái)（每臺(tái)設(shè)置獨(dú)立的變壓器室），放射式給5臺(tái)電加熱輥道窯的電加熱器供電，其中2500kVA變壓器給3臺(tái)電加熱輥道窯的電加熱器供電，1600kVA變壓器給2臺(tái)電加熱輥道窯的電加熱器供電。

方案3：5臺(tái)800kVA變壓器分別給5臺(tái)電加熱輥道窯電加熱器供電。

在煅燒車(chē)間設(shè)置10/0．4kV變壓器室5個(gè)（每個(gè)變壓器室內(nèi)設(shè)1臺(tái)800kVA變壓器），1臺(tái)變壓器給1臺(tái)電加熱輥道窯的電加熱器供電，變壓器的低壓側(cè)和電加熱器直接相連。

方案1～3技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較見(jiàn)以下三部分：

1．由1臺(tái)4000kVA變壓器給5臺(tái)電加熱輥道窯供電

4000kVA變壓器一臺(tái)、10kV配電柜一臺(tái)、低壓出線柜一臺(tái)，電氣設(shè)備的費(fèi)用合計(jì)為97萬(wàn)元。優(yōu)點(diǎn)為：初設(shè)投資費(fèi)用要低、占地面積小；缺點(diǎn)為：4000kVA變壓器屬于非標(biāo)變壓器，價(jià)格較高，供貨周期長(zhǎng)；4000kVA變壓器低壓側(cè)短路電流大，需選用具有高短路分段能力的斷路器出線柜；4000kVA變壓器的低壓側(cè)額定工作電流達(dá)6077A，目前市面只有6300A的低壓斷路器，變壓器低壓側(cè)額定工作電流接近低壓斷路器額定工作電流；系統(tǒng)供電可靠性低，如果4000kVA變壓器檢修停電，5臺(tái)電加熱輥道窯都無(wú)法工作。

2．由兩臺(tái)變壓器給5臺(tái)電加熱輥道窯供電

2500kVA變壓器一臺(tái)、10kV配電柜一臺(tái)、低壓出線柜一臺(tái)，電氣設(shè)備的費(fèi)用合計(jì)為123萬(wàn)元。優(yōu)點(diǎn)為：系統(tǒng)可靠性比方案1要高、選用了標(biāo)準(zhǔn)的電氣設(shè)備，供貨周期不受影響；缺點(diǎn)為：投資費(fèi)用稍高；占地面積較大。

3．由5臺(tái)800kVA變壓器給5臺(tái)電加熱輥道窯供電

800kVA變壓器一臺(tái)、10kV配電柜一臺(tái)、低壓出線柜一臺(tái)，電氣設(shè)備的費(fèi)用合計(jì)為141萬(wàn)元。優(yōu)點(diǎn)為：供電可靠性最高、選用標(biāo)準(zhǔn)的電氣設(shè)備，供貨周期不受影響；缺點(diǎn)為：投資費(fèi)用較高；占地面積較大。

方案1多采用非標(biāo)設(shè)備，不建議選取，方案2和方案3各有利弊，方案3的投資費(fèi)用相對(duì)高一些，但靈活性、可靠性最高。對(duì)稀土煅燒窯型的供電方案選擇，除需進(jìn)行上述直接的設(shè)備投資比較外，還需綜合考慮配電變壓器的損耗、供電貼費(fèi)對(duì)年運(yùn)行費(fèi)用的影響。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于稀土煅燒窯型的選擇及其供電方案設(shè)計(jì)，在滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范、實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能、保證可靠性的前提下，可以因地制宜，根據(jù)生產(chǎn)的需要選擇合理的方案。稀土產(chǎn)業(yè)特殊，波動(dòng)性大，產(chǎn)品品種多、又不均衡，受到政策及客戶(hù)需求、產(chǎn)品品級(jí)等多方面的限制，在實(shí)踐中常需滿足客戶(hù)個(gè)性需求的生產(chǎn)組織靈活性、實(shí)用性，又要滿足工程建設(shè)的合理性、經(jīng)濟(jì)性等要求，這就需要在設(shè)計(jì)工作中從實(shí)際出發(fā)，認(rèn)真總結(jié)，廣泛交流，揚(yáng)長(zhǎng)避短，統(tǒng)籌兼顧，力求做到最優(yōu)。中