教授級高級工程師張衛(wèi)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(wèi)民在2011水泥工業(yè)節(jié)電和變頻技術(shù)研討會上做了《水泥工業(yè)節(jié)電和變頻技術(shù)的應(yīng)用》的主題報告。主要介紹了水泥工廠電氣節(jié)能應(yīng)用和推廣、供配電系統(tǒng)的節(jié)能、選用節(jié)能型設(shè)備、水泥工廠風(fēng)機節(jié)能等。以下是報告相關(guān)內(nèi)容：

　　一：水泥工業(yè)節(jié)能重要性

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

　　二：水泥工廠電氣節(jié)能

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

　　三、供配電系統(tǒng)的節(jié)能

　　采用節(jié)能型的供配電設(shè)備包括：1、合理選擇供配電電壓。對于配電網(wǎng)，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(tǒng)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(jié)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(chǔ)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(jié)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(chǎn)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(jié)能型無功補償裝置，實現(xiàn)無功分散和就地補償，無功補償就是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗。目前大多數(shù)水泥廠的無功補償設(shè)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(jié)能型金具，合理選擇導(dǎo)線截面。

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

　　四、選用節(jié)能型用電設(shè)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(tǒng)的節(jié)能包括電動機本體的節(jié)能，電動機傳動系統(tǒng)的節(jié)能。例如風(fēng)機、水泵類變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能，采用高效的傳動系統(tǒng)，如高效的減速機以及適合于各種主設(shè)備的傳動系統(tǒng)，如大型磨機的雙傳動系統(tǒng)等。水泥廠的照明也占有一定負荷，選用節(jié)能型用電設(shè)備對水泥廠整體節(jié)能有舉足輕重的影響。

　　鑒于直流傳動具有優(yōu)越的調(diào)速性能，在上一世紀(jì)的大部分年代里，高性能可調(diào)速傳動都采用直流電動機，而約占電氣傳動總?cè)萘?0%的不變速傳動則采用交流電動機。20世紀(jì)70年代變頻器的問世徹底打破了交直流傳動按調(diào)速分工的格局，經(jīng)歷近半個世紀(jì)的研究，變頻技術(shù)從晶閘管(SCR)時期發(fā)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(shù)也發(fā)展到今天的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制且已全數(shù)字化?其機械特性硬度能滿足具有一定硬性負載的調(diào)速要求，并有很好的運行特性，

　　在水泥工廠 如風(fēng)機、水泵、篦冷機、選粉機、各種稱重設(shè)備及板式給料機等都已采用變頻調(diào)速，已收到良好的經(jīng)濟效益。在新型大型干法廠如都江堰水泥廠幾乎所有風(fēng)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(tǒng)將近30年， 采用恒轉(zhuǎn)矩負載，在調(diào)速、過載、電機維護等方面多有良好的業(yè)績。

　　五、水泥廠中風(fēng)機分類及節(jié)能空間

　　水泥廠中使用大量的風(fēng)機設(shè)備，按照用途不同，大致可分為三類： 用于系統(tǒng)通風(fēng)換熱，影響系統(tǒng)工作狀況及產(chǎn)量的系統(tǒng)風(fēng)機；用于揚塵點收塵的風(fēng)機；用于輸送的風(fēng)機。

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

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

      六、風(fēng)機存在的節(jié)能空間

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

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

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