基于水泥行业电气节能技术的应用研究

基于水泥行业电气节能技术的应用研究

张静

山东水泥厂有限公司山东济南250116

摘要：水泥生产是一项高耗能的工业活动，从矿石的开采、破碎，到生料粉磨、熟料煅烧，再到水泥粉磨、制成成品，每一个过程都要消耗大量的电能。由此可见，水泥行业是不折不扣的用电大户。因此，加强水泥行业电气节能技术的应用，降低水泥生产能耗，对于节能减排、保护环境，以及促进企业进步与发展都具有重要的现实意义。

关键词：水泥行业；电气节能技术；应用

1供配电系统中的节能技术应用

1.1合理选择供配电电压

在水泥行业的供配电系统中，应合理选择供配电电压，在额定电压允许下，为减少线损率，应提升引入的高压电等级。通常在高于或等于35kV的供电网中，每提升1％的运行电压，会降低1.2％的线损率。目前水泥企业已经将原有的6kV电压调整为现今的10kV电压，虽然这一措施所投入的资金会更多，但是同时也将有效降低水泥厂的运行成本。

1.2通过合理选择导线截面而使用节能型金具

在较大水泥企业配电网络中，所连接的金具成千上万个，其中的一个非节能型金具的耗损约为10～15W，这种由于金具损失而造成的能耗比较大。所以，采用节能型金具在配电网络中是一个有效的节能措施，特别是对于过高的连接点，还有就是温度差异大的位置，应该考虑改进或更换节能型金具。

1.3合理选择变电器

水泥企业的每个电力室都需要配备多台变压器，由于传递功率的过程中，会产生一定的空载损耗和负载损耗，因此，需要在选择变压器时，进行科学合理的选择，采用低损耗的变压器。现阶段，大部分水泥企业都采用S9系列节能变压器。与S7系列相比，其节能效用更加明显，空载损耗和负载损耗均可降低10％，并且，S11系列也已经上市，并将逐步推广。水泥企业在选择变压器时，应注意变压的容量选择，保证其运行效率、负荷率为最佳，损耗为最低。一般认为配电变压器负荷率为额定容量的70％～80％较合适，主变压器应尽量按最大需求量选择容量目。并根据这一标准计算基本电费，以保证变压器的节能、安全、经济。

1.4采用节能型的无功补偿装置

为了实现无功分散和就地补偿，可采用节能型的无功补偿装置。在无功补偿设备作用下，用来提高系统的功率因而提供必要的无功功率，这就是无功补偿，其能够降低能耗。水泥厂总降压变电站功率因数在相关的电力部门有所要求，这样能在一定程度上使得电网电压质量有所改善。分级补偿和集中补偿已经基本在大多数水泥厂的无功补偿设备中能够实现，但是，分散就地补偿还有一定的差距。比如，就地补偿装置就没有用在负荷波动较大的用电设备中。比如SVC型无功补偿装置等，这些新型的节能型无功补偿装置已经开始使用。自动投入等量或不等量电容能够根据实际需要而定，实现相关的不对称或者三相对称的补偿功能，高次谐波在其所带的RC吸收回路中进行有效滤除。

2运行管理中的电气节能技术应用

一是，保持系统总体负荷平衡。配电系统的总体负荷应与分级负荷保持平衡状态，一旦变压器出现三相负荷不平衡的情况，就会造成三相电流的不平衡，严重影响变压器的安全运行，并会造成有功功率损耗。例如负荷波动较大的锟压机，在运行时十分容易引起三相电流的不平衡，因此，需要安装无功补偿装置。二是，合理利用谷峰电力。谷峰电力的电价要比一般时期的电价高出很多，水泥厂作为高耗能产业，应合理安排谷峰时期的电力使用，并尽量在非谷峰时期进行水泥磨系统生产，从而实现节能目标。三是，降低空载损耗。及时断开暂时不会使用的供电回路的电源线路，能够有效的降低空载损耗，通常可以达到3％～5％。四是，进行经济调度。变压器所消耗的无功功率通常是额定容量的10％～15％，为了有效实现经济调度，改善水泥厂功率因数，应提升变压器的运行效率，使其负荷率为最佳。

3发电中的节能技术应用

随着水泥熟料股烧技术的发展，水泥工业节能技术水平有了长足的进步，高温余热已在水泥生产过程中被利用，但由于水泥熟料股烧技术及目前节能技术水平的限制，大量的中、低温余热仍不能被充分利用，由其所造成的能源浪废仍很大。生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排放掉的℃以下的废气，其热量占水泥熟料烧成系统总热耗量的以上。充分利用中、低品位的余热是进一步降低水泥生产综合能耗的有效途径余热发电技术可以充分利用新型干法水泥生产线产生的废气余热资源，将热能转换为电能，并回用于水泥生产，减少废气对环境的热污染，提高能源利用效率，实现节能减排。目前，国内先进的水泥生产线，吨熟料余热发电量最高可达40度左右，平均可达35度左右，一台日产500吨熟料的生产线，每年可发电6000万度左右，占企业全部用电的1/3左右，大大降低了企业的能耗，提升了企业的经济效益。余热发电技术的应用，为水泥行业的节能减排做出了巨大的贡献。

4用电设备中的节能技术应用

4.1选用节能型高效电动机

当今，我国水泥企业主要使用的电动机为Y系列和Y2系列，其平均功率分别是0.84和0.846，国外一些技术先进的水泥企业，通过SIEMNS技术或者ABB技术的高效电动机，使得能耗降低20%左右，而效率约能够提高3%左右。尽管一次性投入价格比较高，约为30%左右，但是，对于负荷率大于70%，且年运行时间超过5000h的负荷电动机来说，高效电动机还具有明显优势。可以看出，在我国水泥场进行工艺改革大潮中，节能型高效电动机的使用将是必然趋势。

4.2交流变频调速系统节能分析

现阶段水泥企业中已经开始广泛应用小型高压变频器，并在泵类等高压大功率的设备中逐渐使用大功率高压变频器，水泥厂在选取大功率高压变频器时，应注意其价格的合理性、使用的安全以及对电网的谐波干扰程度等。在进行交流调速装置的应用时，为了保证装置产生的谐波对电网干扰为最小，应安装滤波器或电抗器。隔离电源、电动机等的电缆走线，尽量减少外界对变频调速器的干扰，并根据实际情况设置进线电抗器等。同时，要在低速运行时有效防止轴系震荡，并在高速运行时进行超速预防。

4.3推广应用节能型照明电器

照明系统也是水泥行业中一个主要的耗能部分，因此，推广应用节能型照明电器。一是，合理选择光源用电附件。光源用电附件应选择具有高性能、低耗能的元件。对于水泥厂办公楼等场所的气体放电灯和荧光灯，应分别选择电子触发器和电子镇流器，并积极引进新型LED节能灯。对于不必要的高压汞灯，应当进行取消，同时降低对自镇流高压泵灯的使用。可采用节能灯、金属卤化物灯、高压钠灯等节能型照明设备，有效的实现水泥行业的电气节能。二是，合理利用自然光。水泥厂在进行宿舍楼、办公楼、食堂等建筑的照明设计时，应与相关专业人员相互配合，充分利用自然光，使室内照明能够与自然光相互补充，降低电能消耗，起到节能的作用。

5结束语

综上所述，水泥行业是我国当前社会中一个十分重要的行业，在很多领域当中，都需要对水泥进行大量的应用。因此，水泥行业也得到了很大的发展。在其发展的同时，带来的能耗问题也更加严重。要想宏观调控水泥行业，节能降耗则是重要的一方面工作，应该落实好环保和保护生态的工作。通过不断推广水泥行业电气节能技术应用，使得一次能源的消耗和环境污染问题得到有效控制，同时，也能够使得水泥行业的运行成本进一步降低。

参考文献：

[1]水泥厂电气节能技术探析[J].郭浩.四川水泥.2016（05）

[2]电气节能在化工企业中的应用[J].高春苗.科技尚品.2016（01）

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[4]水泥行业节能减排的技术措施[J].孙娜.化工管理.2013（06）