教授級高級工程師張衛民做報告

參加研討會人員合影

　　4月14日，教授級高級工程師張衛民在2011水泥工業節電和變頻技術研討會上做了《水泥工業節電和變頻技術的應用》的主題報告。主要介紹了水泥工廠電氣節能應用和推廣、供配電系統的節能、選用節能型設備、水泥工廠風機節能等。以下是報告相關內容：

　　一：水泥工業節能重要性

　　“十二五”開始更重視節能、環保和綠色經濟。國家十大重點節能工程中和水泥行業有關的有：燃煤工業（窯爐）改造、余熱余壓利用、電機系統節能、能量系統優化等項。其中，通過所實施專項規劃，水泥單位產品綜合能耗要求下降20%，生產每噸水泥電耗控制在90~100kW.h內，如按我國2010年水泥年產18.5億噸計算，如達到節能指標，則每年可節約幾百萬噸煤，節電幾百億度，并且可使廢氣排放量降低，有利于保護環境，同時也降低了企業成本。

　　二：水泥工廠電氣節能

　　水泥廠電氣節能是水泥工廠電氣節能的組成部分之一。電氣節能就是要從電網開始，在供、配、用電的各環節上挖掘節電的潛力，其中包括：線路和變壓器的節能，盡量降低供配電系統的損耗；電機系統的節能，采用高效的傳動系統，提高電動機系統的效率；大力推廣“綠色照明工程”，使用高效節能電光源；低溫廢氣的余熱綜合利用，實現純低溫余熱發電和供熱工程；在運行過程中，還要對整個電網實施在運行管理技術上的節能技術。

　　三、供配電系統的節能

　　采用節能型的供配電設備包括：1、合理選擇供配電電壓。對于配電網，供電電壓等級越高，線損也越低。線損是隨電壓平 成反比而下降，目前新建的水泥廠已將供配電電壓升為10kV，將傳統的6kV提升了一級，一次投資可能梢有增加，但運行成本將降低。2、選用節能型變壓器，合理選擇變壓器的容量。在確保變壓器安全和可靠運行的基礎上，要選用損耗低的變壓器。投運水泥廠大多選用了S9系列節能變壓器，其損耗值與S7系列相比，空載損耗可降低10%，負載損耗可降低10%，另新低損耗產品S11型卷鐵心變壓器以及非晶合金鐵心變壓器都已進入市場。合理選擇變壓器的容量，使變壓器的負荷率最佳，其運行效率也最高，損耗則最低。3、采用節能型無功補償裝置，實現無功分散和就地補償，無功補償就是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低能耗。目前大多數水泥廠的無功補償設備做到了分級補償和集中補償，但分散就地補償還不夠。4、用節能型金具，合理選擇導線截面。

　　其中，一個非節能型金具可引起的損耗約為10~15W，一個大的水泥廠配電網絡上的連接金具數以千計，由金具造成的損失是非常可觀的，因此在配電網絡中，采用節能型金具是一個有效的技術措施。對溫度差異大或過高的連接點應處理、改進或更換節能型金具。[Page]

　　四、選用節能型用電設備

　　水泥廠電動機的裝機容量占全廠總裝機容量90%以上，電動機系統的節能包括電動機本體的節能，電動機傳動系統的節能。例如風機、水泵類變頻調速系統節能，采用高效的傳動系統，如高效的減速機以及適合于各種主設備的傳動系統，如大型磨機的雙傳動系統等。水泥廠的照明也占有一定負荷，選用節能型用電設備對水泥廠整體節能有舉足輕重的影響。

　　鑒于直流傳動具有優越的調速性能，在上一世紀的大部分年代里，高性能可調速傳動都采用直流電動機，而約占電氣傳動總容量80%的不變速傳動則采用交流電動機。20世紀70年代變頻器的問世徹底打破了交直流傳動按調速分工的格局，經歷近半個世紀的研究，變頻技術從晶閘管(SCR)時期發展到今天的大功率晶體管(IGBT，IGCT)和耐高壓大功率晶體管(HVIGBT) 時期，控制技術也發展到今天的矢量控制和直接轉矩控制且已全數字化?其機械特性硬度能滿足具有一定硬性負載的調速要求，并有很好的運行特性，

　　在水泥工廠 如風機、水泵、篦冷機、選粉機、各種稱重設備及板式給料機等都已采用變頻調速，已收到良好的經濟效益。在新型大型干法廠如都江堰水泥廠幾乎所有風機采用了大功率高壓變頻器。有些廠如三菱煙臺廠已用交流變頻傳動裝置用在窯系統將近30年， 采用恒轉矩負載，在調速、過載、電機維護等方面多有良好的業績。

　　五、水泥廠中風機分類及節能空間

　　水泥廠中使用大量的風機設備，按照用途不同，大致可分為三類： 用于系統通風換熱，影響系統工作狀況及產量的系統風機；用于揚塵點收塵的風機；用于輸送的風機。

　　用于系統通風換熱的風機包括：原料磨循環風機（輥式磨，球磨），廢氣處理排風機，窯尾高溫風機，篦冷機冷卻風機，冷卻機排風機，煤磨系統風機，水泥磨輥壓機系統循環風機，水泥磨通風風機及選粉風機等。

　　這些風機在生產過程中都會隨工況條件和產量的變化，引起風量、風壓隨之調整，因此，選擇合理的調速方式既滿足不同工況條件下的生產，又減少電耗，達到節能目的是十分重要的， 是水泥廠風機節能的主要途徑。

      六、風機存在的節能空間

      1、風機的選型是按照滿負荷狀態設計的，實際生產中受多種復雜因素的影響，與設計的工作狀態有一定的偏離，一定時間內不可避免的在低于設計的滿負荷狀態下運行。2、風機選型考慮一定的風量、風壓儲備，若按風量儲備10%，風壓儲備15%，則功率有26.5%的儲備，相當于正常工作時可節能26.5%。3、對系統采用袋收塵器的風機，新袋子與換袋之前的濾袋阻力相差約1/3，相當于400~500Pa，而風機設計選型是按照濾袋的最大阻力來考慮的，因此從投產初期開始相當長一段時間內，風機均在低阻力下運行，此點在生產過程中體現的很明顯，對風機功率影響約20%。4、原料磨、煤磨開停對窯頭、窯尾收塵器風機風量均有影響，特別是近年來余熱發電系統開停對系統風機的風量和風壓都會產生影響。

      受以上各種因素的影響，風機采用變速傳動后，可通過調整電機轉速滿足風機的不同工作狀態，避免了消耗在調節閥門上的功率損耗和采用液力偶合器調速的各種功率損耗，達到了節能的目的。

（中國水泥網 轉載請注明出處）