益阳5000t/d水泥粉磨系统的节能设计

范五一 汪运华

(合肥水泥研究设计院 ,安徽23051)

益阳5000t/d水泥生产线是合肥水泥研究设计院于2008年5月承担设计任务的,其项目于2009年8月投产,笔者在其中参加了整个水泥磨系统的设计。为了贯彻整个系统节能的思想 ,在水泥磨整个系统中运用了合理的电气自动化方案和高低压变频器等一些方法 ,在实际生产中达到了节能的效果。具体有以下几个方面。

1 合理的电气自动化方案

1.1 工艺流程简介

水泥粉磨系统由熟料库底、配料库、水泥粉磨车间、水泥库、水泥包装等组成。其中,水泥粉磨由2套粉磨生产线并列组成,包装车间由7台包装生产线组合而成。

1.2 电气方案

(1)控制室变压器控制范围的确定。根据水泥磨车间由2套粉磨生产线组成这一情况 ,我们在水泥磨控制室设2台低压1250KVA的变压器,每台变压器控制1套水泥磨生产线和其它车间的设备。这样做的最大好处是当水泥处于淡季时 ,业主可以有选择的停产1台变压器和1套粉磨生产线。相反 ,如果每个变压器仅控制2套磨的部分设备 ,在正常生产时 ,和前一种方案差别不大 ,但在淡季时,将无法停产1台变压器,造成资源的浪费。同时 ,由于包装车问负荷较大 ,所以在包装控制室设一台变压器 ,为整个包装车间供电 ,这样避免包装车间进线电源从水泥磨取用 ,造成电缆损耗的加大 ,从而达到节能的目的。

(2)高压配电力一案的确定 由于水泥磨系统有3个低压变压器,2个高压磨主电机 ,四个辊版机高压电机,2个高压风机。根据这一情况,在整个水泥磨系统设一个10KV配电站 ,为整个水泥磨系统的高低压设备供电。该方案真正能做到供电合理,节约能源的目标。

1.3 自动化方案

(1)料位计的运用。由于整个水泥磨系统有很多的库 ,而且它们在整个水泥磨系统中起着重要的作用 ,所以每个库都设置一个料位计。可根据水泥成品库的料位情况 ,来调节水泥磨车间选粉机的转速。

(2)温度和压力仪表的运用。根据工艺生产的需要,在 艺管道的关键部分设置压力和温度仪表 ,以其来作为判断整个系统运行的实际情况。对关键设备,如磨机主电机 ,采用随主电机自带的热电阻的方法来监控主电机实际运行情况。

(3)其它测量仪表的运用。在本项目中,根据实际情况 ,还运用了仓重仪和流量计等仪表 ,来保证整个系统合理的运行。

(4)综合考虑后 ,益阳5000t/d水泥磨车间的自动化检测流程图如图1所示。

总之 ,整个自动化系统的合理设计 ,为系统的正常运行提供了保证,从而达到节能的目的。

2 高低压电容补偿的运用

(1)由于整个系统既有低压变电所又有高压配电站,所以我们采用高低压补偿相结合的方式 ,在每台变压器的低压进线回路设置低压电容补偿柜。根据每个变压器的负荷情况 ,在水泥磨变电所每台变压器补偿360Kvar,在包装变电所补偿300Kvar。基于作为低压补偿的补充和其他设备需要补偿 ,我们在高压配电站同时设置了一个900Kvar高压电容补偿柜。

图1 自动化检测流程图

(2)水泥磨主电机的补偿。由于水泥磨主电机是绕线电机 ,所以采用的是进相机补偿。可大大减少电机的定子电缆损耗。

总之 ,高低压电容补偿的运用 ,大大减少了无功损耗 ,从而减少了变压器容量和电缆截面的选择 ,直接达到了节约能源的目的。

3 高低压变频器的运用

由于高压变频器技术的日益成熟 ,我们既在选粉机和低压风机等需要变转速的设备上运用了低压变频器 ,又在水泥磨中压风机上运用了中压变频器,益阳5000t/d水泥磨车间主风机的变频方案如图所示。号。在检修和变频器故障情况下 ,通过合上旁路柜 ,可以在电机旁 ,利用远控箱上的各种按钮及操作仪表对高压电机进行机旁控制。同时 ,也可以通过变频器操作器在控制室进行控制。益阳水泥厂就是通过以上三种方式进行控制的,又因为选择的变频器具有RS485接口,所以我们通过通讯电缆把它引入上位机中,作为硬接线故障情况下的备用。

高低压变频器的运用和电容补偿柜的运用一样 ,直接节约能源。

图2 主风机的变频方案示意图

根据运行和检修的需要 ,对高压电机采取柜面、就地和上位机等三种控制方式。在正常运行情况下 ,上位机采集变频器的速度反馈信号和有关状态信号 ,再由上位机发出有关启停和速度给定信

4 节能产品的运用

节能产品的运用主要表现在照明节能产品和高效变压器的运用。由于照明所消耗的功率也是一部分不小的功率 ,所以运用照明节能器后 ,在降压或稳压过程中,保持电流连续、无冲击 ,确保照明灯不熄灭、不重启。从而达到照明灯具节能的目的。同时,变压器选用的是S11M型的变压器,它与以前的变压器相比,能大大减少空载损耗。通过这两个方面的设计 ,也达到了节能的目的。

总之 ,通过以上四个方面的实践 ,益阳5000t/d水泥生产线的粉磨系统 ,和以前的水泥粉磨系统相比,大大减少了电耗 ,节约了能源。

当然 ,随着水泥工艺的不断进步和电气产品的更新换代 ,节能将在水泥行业变得越来越可能 ,节能效果将更加显著。