邵虹 李旭 李剛 郭磊

【摘 要】在改革開(kāi)放深化以及社會(huì)不斷發(fā)展背景下，國(guó)民經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出大幅度增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展中卻帶來(lái)了大量能源消耗與環(huán)境污染問(wèn)題，這樣的發(fā)展形式影響著可持續(xù)戰(zhàn)略的發(fā)展。現(xiàn)如今，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略重視程度不斷加大，綠色經(jīng)濟(jì)理念也被提出，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也開(kāi)始認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排的重要性。作為工業(yè)以及建筑業(yè)發(fā)展期間的重要原材料，水泥在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)造成十分嚴(yán)重的污染和能源損耗。對(duì)此本文針對(duì)電氣變頻技術(shù)在水泥生產(chǎn)中的重要性進(jìn)行分析，并提出該技術(shù)的具體應(yīng)用措施。

【關(guān)鍵詞】水泥企業(yè);電氣變頻技術(shù);節(jié)能減排;中壓變頻器

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，水泥工業(yè)占據(jù)著十分重要的地位，同時(shí)水泥產(chǎn)品也是建筑工程建設(shè)過(guò)程中不可缺少的建筑材料，也是整個(gè)建筑業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，早在2016年我國(guó)水泥產(chǎn)量就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了約25億噸，但與此同時(shí)產(chǎn)生的電能消耗也超過(guò)了2000億度。而且水泥工業(yè)屬于典型的能源消耗類(lèi)型工業(yè)，在我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)水平條件下，每一噸水泥生產(chǎn)所產(chǎn)生的平均電耗大約為100KWh，平均煤耗大約為120kg標(biāo)準(zhǔn)煤，與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)水平相比搞出了約20%-50%。由此可見(jiàn)，水泥工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有十分廣闊的發(fā)展空間與重要意義。

一、變頻技術(shù)應(yīng)用于水泥工業(yè)生產(chǎn)中的重要性

從整體角度來(lái)概括水泥生產(chǎn)工藝就是“兩磨一燒”，具體包括礦山開(kāi)采、材料處理、生料準(zhǔn)備、煅燒熟料以及水泥制成等環(huán)節(jié)。在水泥實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，電費(fèi)在水泥成本中占據(jù)著約30%的比例，所以節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵。水泥工業(yè)節(jié)能具體表現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)與方法上，挑選合適的生產(chǎn)工藝流程以及優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，確定最好的水泥品種，科學(xué)管理生產(chǎn)過(guò)程等，都是十分重要的工作環(huán)節(jié)[1]。在此過(guò)程中，電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用十分關(guān)鍵，它可以有效提高水泥機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

水泥廠(chǎng)電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在整體方面，從電網(wǎng)開(kāi)始，在供電、配電以及用電等各個(gè)環(huán)節(jié)都要實(shí)現(xiàn)節(jié)電。比如線(xiàn)路和變壓器的節(jié)能需要盡可能地降低供電系統(tǒng)的能源損耗。而采用高效的傳動(dòng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能減排，提高電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。在此基礎(chǔ)上，還要加大綠色照明工程推廣力度。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，科學(xué)實(shí)施電氣節(jié)能技術(shù)要包括以下幾個(gè)方面，分別是：優(yōu)化供配電系統(tǒng)、變壓器選擇以及無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用。除此之外，變頻調(diào)速技術(shù)也可以促進(jìn)水泥生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能，是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)。

二、電氣變頻技術(shù)在水泥企業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用措施

在變頻節(jié)能技術(shù)具體應(yīng)用時(shí)，需要關(guān)注水泥廠(chǎng)的實(shí)際情況，比如5500t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)，總裝機(jī)功率為33000kw，所有風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率保持在13200kw，占整個(gè)水泥廠(chǎng)生產(chǎn)總功率的30%[2]。在此過(guò)程中，最主要的工藝包括窯尾、窯頭以及生料廢氣處理工藝。此外，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載以及恒功率負(fù)載是整個(gè)水泥廠(chǎng)各種機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間的轉(zhuǎn)矩類(lèi)型，而生料磨機(jī)、水泥磨機(jī)以及煤磨機(jī)等工藝設(shè)備則需要針對(duì)自身功率大小來(lái)選擇變頻技術(shù)的應(yīng)用。

（一）高壓變頻器在煤磨排風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

在3000t/d的水泥生產(chǎn)線(xiàn)上，可以采用繞線(xiàn)式異步電動(dòng)煤磨排風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速保持在1400rpm，啟動(dòng)方式為轉(zhuǎn)子串水電阻啟動(dòng)，在啟動(dòng)之后可以自動(dòng)短接轉(zhuǎn)子滑環(huán)，電動(dòng)機(jī)始終保持全速工頻運(yùn)行狀態(tài)。風(fēng)門(mén)開(kāi)度達(dá)到57%時(shí)，電動(dòng)機(jī)的平均電流可以達(dá)到28A，功率值為380.6kw。在此基礎(chǔ)上，采用變頻調(diào)速與啟動(dòng)，變頻數(shù)為30.6hz，電流為16A。這樣一來(lái)節(jié)電率就可以達(dá)到40%。

（二）選擇合適的中壓變頻器

在中壓變頻器選擇過(guò)程中，要始終考慮其先進(jìn)行、性能穩(wěn)定性以及節(jié)能優(yōu)越性。中壓變頻器因?yàn)槠湓O(shè)備費(fèi)用要比液力耦合器等其他調(diào)速設(shè)備高出很多，在投資控制的影響下，其設(shè)備在水泥廠(chǎng)中的廣泛應(yīng)用也受到了影響。因此在考慮投資的同時(shí)，還需要重點(diǎn)考慮技術(shù)的先進(jìn)性與節(jié)能環(huán)保性，以此來(lái)選擇合適的變頻器，這樣一來(lái)節(jié)能效果就會(huì)十分顯著。通常情況下，設(shè)備投資在兩年之內(nèi)就可以收回。

因?yàn)閲?guó)內(nèi)外工況存在很大差別，所以在中壓變頻設(shè)備使用中，需要重點(diǎn)關(guān)注我國(guó)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，留意進(jìn)口設(shè)備所采用的標(biāo)準(zhǔn)[3]。為了能夠使中壓產(chǎn)品能夠?yàn)楫?dāng)?shù)赜脩?hù)提供更好的服務(wù)，必須要盡可能地挑選符合國(guó)家規(guī)定的產(chǎn)品。并且國(guó)內(nèi)也已經(jīng)具有十分成熟的隔離變壓器，所以完全可以考慮國(guó)產(chǎn)品牌，不僅可以保證質(zhì)量，還能夠減少設(shè)備采購(gòu)成本?，F(xiàn)如今，中壓變頻器在我國(guó)市場(chǎng)十分活躍，所以國(guó)內(nèi)企業(yè)用戶(hù)在選擇過(guò)程中可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：一是可靠性。中壓變頻器通常應(yīng)用于水泥生產(chǎn)工藝比較重要的位置，所以其可靠性是設(shè)備選擇需要考慮的首要因素。而逆變器功率元器件則是中壓變頻器的核心元件。其次，設(shè)備的操作界面需要考慮周全，有些設(shè)備機(jī)柜上只顯示簡(jiǎn)單的英文條框，為現(xiàn)場(chǎng)操作人員帶來(lái)了很多不必要的麻煩，為了滿(mǎn)足操作人員的實(shí)際業(yè)務(wù)水平，必須要盡可能地考慮使用中文操作界面[4]。最后，在選擇變頻器時(shí)，還要提前考察供應(yīng)商的實(shí)力，特別是售后服務(wù)質(zhì)量。有時(shí)候，設(shè)備故障排除還需要由廠(chǎng)家來(lái)完成，所以在設(shè)備正式訂貨之前，需要提前了解供應(yīng)商的綜合實(shí)力，是否擁有國(guó)內(nèi)備件庫(kù)。

（三）低壓變頻器在水泥磨風(fēng)機(jī)中的節(jié)能運(yùn)行

某水泥磨規(guī)模為φ4.2m×13.5m，日常產(chǎn)量為150t/h。磨機(jī)所配置的通風(fēng)機(jī)風(fēng)量為138000m3/h，設(shè)備運(yùn)行溫度為80℃。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為700rpm買(mǎi)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷較低，經(jīng)過(guò)實(shí)際分析證明，利用變頻技術(shù)可以更換全新的低壓380v電機(jī)，電動(dòng)機(jī)輸入功率始終保持在90-110kw區(qū)間內(nèi)，生產(chǎn)要求可以得到充分滿(mǎn)足。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，在水泥企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)具有三大優(yōu)勢(shì)，分別是電能損耗低、成本低且電能節(jié)約性強(qiáng)，系統(tǒng)的調(diào)速范圍得到了有效擴(kuò)展，運(yùn)行靈活性也變得更高，真正實(shí)現(xiàn)了電機(jī)設(shè)備軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。對(duì)此水泥企業(yè)需要結(jié)合自身實(shí)際規(guī)模、生產(chǎn)條件和變頻技術(shù)的性?xún)r(jià)比進(jìn)行綜合考量，最終選擇符合企業(yè)發(fā)展情況的變頻節(jié)能技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳有明，陳松，伍興志.變頻電氣控制柜的技術(shù)創(chuàng)新與節(jié)能措施[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（08）：113+115.

[3]韋裕光.水泥企業(yè)電氣變頻技術(shù)節(jié)能研究[J].建材與裝飾，2018（32）：235-236.

[4]張曉峰，王永玲，武洪明.試論水泥企業(yè)電氣變頻技術(shù)節(jié)能[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2018，16（04）：53-56.