水泥企业电气变频技术节能分析

水泥企业电气变频技术节能分析

张旭东

（陕西富平生态水泥有限公司陕西渭南711700）

摘要：水泥企业在生产实践的过程中，电气领域对于变频技术的应用越来越广泛，由于变频技术具有节能高效和环保的优势，因此水泥企业要想在激烈的竞争环境中生存下来，需要在产品生产中，充分结合节能技术，做好成本管控，通过变频技术最大化的降低成本投入，在企业运营中达到节能降耗的效果。

关键词：水泥企业；变频技术；电气；节能

引言

水泥工业在国民经济中占有重要的地位，水泥产品是建筑工程不可或缺的建筑材料，被称为建筑业的基础。变频技术是随着科学技术的发展逐步发展起来的，随着工业自动化水平的不断提高，以及电力电子技术的广泛应用，变频技术在各行各业中被推广开来，在实际的生产当中，通过应用变频控制技术可以实现，环保节能效应，该项技术是被公认的最有效的节能方式之一。变频技术在各行各业中的应用能够提高工业生产自动化的水平，并实现对生产工艺的提升，变频节能技术被应用在电气设备上，能够一定程度上消减电能的消耗，实现设备的节能效应。水泥行业可降低生产成本144亿元，平均每个水泥企业降低成本415万元，企业经济效益相当可观。故此节能成为企业发展所需。

1水泥生产企业节能方面存在的问题

1.1高能耗

水泥生产企业中的机械设备的应用，能够大大提高生产的效率，但是设备运行中所产生的能耗是非常巨大的，随着国家积极倡导节能减排，绿色环保的概念，以及新能源新技术的推广发展，水泥生产企业面临着巨大的高能耗问题需要解决，水泥生产设备的能源消耗量巨大是一个比较突出的问题，通过相关数据调查发现，在水泥行业的生产设备运行过程当中，所消耗的能量，基本上只有70%是用于生产中的，而其余30%以上都是因为设备的不科学运行，而造成的损耗与浪费，原来随着我国工业生产的发展，全自动化技术被逐步应用于水泥生产行业，因此机械设备的运用程度将会进一步提高，能源的浪费问题也会进一步凸显。

1.2故障损耗能量

水泥生产设备除了在运行当中消耗严重之外，由于生产环境与生产工序的特殊性，经常会发生机械故障的产生，机械故障产生会带来对水泥行业能耗的进一步浪费。水泥行业的机械设备使用数量较多，因此故障率的发生也比较高，一旦设备发生故障将会对企业的生产效率带来直接的影响，同时由于行业的发展需求，水泥生产的需求量被进一步扩大，由此造成了机械设备的长时间超负荷运行，一定程度上又造成了设备的故障产生，因此水泥生产企业的节能工作是一项重大的问题。

2变频技术是水泥生产电气节能一项关键技术

水泥生产工艺过程高度概括为“两磨一烧”，由矿山开采，材料处理，生料制备，熟料煅烧，水泥制成，产品包装发运等工序组成。水泥生产过程中，电费在水泥生产成本中占比约为30%，节电至关重要。水泥工业节能体现在采用先进的水泥生产技术和方法，合理选择的工艺流程及优化所配置的机械、电气设备，确定最佳的产品品种、品质与材料的性能指标及生产科学管理等各个方面。其中电气节能尤为关键，它能够提高机械设备运转，生产过程的运行效率。水泥企业节电体现在工艺、技术、装备、材料与管理各个方面，本文仅就电气节电技术的变频技术进行论述。众所周知，水泥企业电力系统的构成及在供电、配电、使用电能的环节中，须科学实施的电气节能技术有以下几个方面：供配电系统的优化，包括电压的选择；变压器的选择；无功补偿技术的应用；合理选择导线截面及节能型金具的使用。还有节能型电气设备的应用：选用高效节能型电动机；变频调速技术的应用；其中变频技术是水泥生产电气节能一项关键技术。

3变频调速系统节能功能在水泥生产企业中的应用分析

水泥企业的主要拖动设备是电动机，其分布在各个生产工艺环节，因此电动机的装机容量能够超过总装机容量的90%。故此电动机节能至关重要，电动机本体的节能与其相关设备如磨机、风机、水泵是联系在一起的。减少电动机能耗的主

要途径是提高电动机的效率与功率因数，而在水泥厂的设计选型，尤其在已经运行的生产线电动机，一般是工艺专业按现行惯例对机械设备配套传动设备，电机的功率与减速机的传动功率、机械设备的轴功率按储备系数计算取值，修正后对照样本选取确定，由设备制造厂生产供货。因此，水泥生产企业电气专业的电动机节电只能在生产运行中体现，包括电动机就地补偿，减少低效的电动机的轻载和空载运行，为提高这种状态下电动机的效率，切实可行的方法是采用变频器控制调整电动机的转速，实现节约电能的目的。

3.1控制设备无功功率产生

设备一旦产生无功功率就会造成设备的发热现象，由此会引发设备线路的损坏，因此需要降低控制无功功率的产生，通过在机械设备中使用了变频节能技术实现对设备的自动控制，由此无功功率的出现被削减后，损耗的无功功率能耗也就得到了有效的控制，因为在一定程度上对设备的无功电能消耗起到控制作用，提升设备的整体电能运用效率，提高了设备的使用寿命也达到了节能效果。

3.2改变设备启动方式

此外，通过使用了节能变频调节技术对传统的设备硬启动方式实现了变革，硬启动会对设备以及电力系统造成一定的冲击和影响，通过使用了变频器的变频调节技术之后，流经设备的电流可以根据电动机的实际需求实现自动控制逐渐上升，这种电动机的启动方式，一方面能够降低电力消耗，另一方面还能够保护电动机及驱动的机械设备免受冲击，提高设备的使用寿命。

3.3降低设备耗电量

在水泥生产线上使用的大功率风机及水泵，装机容量大电能消耗也比较大。通过采用交流变频调速系统可以减少风和水在阀门和挡板上的能量损耗，因为水泵和风机的平方率负载特性，因此节能效果非常可观。泵类和风机对变频器选型要求不高，通过使用变频器可以实现节能效果20%左右。当前我国的水泥生产企业已经普遍开始选用小功率的通用型变频器，且随着生产需要的发展，大功率高压变频器也被应用于大功率负载风机和高压泵类，如在水泥企业的生产中使用高压变频器应用于功率为2500kW的窑尾高温风机，通常，变频器的选择有几个原则，价格适中、谐波干扰小、以及安全可靠，例如采用低压功率单元串联结构形式的高压变频器是较为理想的选择，例如西门子罗宾康型高压变频器就是比较合适选型。

变频调速节能的三大优点是：减少电能损耗，降低成本，节约电能；拓宽了系统的调速范围，提高了系统运行的灵活性；改变了电动机的启动方式，真正实现了电机的软启动，延长了它们的使用寿命。对于变频器的功能、性能指标及选择应考虑以下几点：即型号、电压级别、最大适配电机、电源、控制特性。同时结合水泥企业的规模、生产实际、环境条件、变频技术的性价比进行综合考量，选择适用变频节能技术。

4结语

当前的变频节能技术，在水泥生产企业当中的应用尚处于初级阶段，并未能完全有效发挥其技术效能的最大化，但是我们相信变频节能技术，在我国的水泥行业生产领域，有着广阔的发展与运用空间，尤其是对水泥生产设备进行改造，普遍的在机械设备中应用变频调节技术可以实现水泥生产企业的节能效应最大化，通过节约大量的生产成本，大幅度的提高资源的利用效率，提升水泥生产企业的综合市场竞争力，提升企业的社会形象实现可持续性发展。

参考文献：

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