电缆生产企业工艺改造及节能效益分析

郑宝元，孙向宇

（宝应供电公司，江苏 扬州 225800）

江苏扬州宝胜集团有限公司是专业生产500 kV及以下电线电缆、电缆材料、超导导体材料、变压器、开关柜等电气产品的国有大型企业。2008年，该公司共用电72 GWh，是扬州市重点能耗企业。2010年，该公司吨生产用铜耗电量的目标，是从2008年的650 kWh/t，下降到488 kWh/t，下降幅度为25%。

目前，该公司主要用电生产设备有各类拉丝机、束线机、编织机、绞线机、成缆机、挤塑机、悬链生产线、冶炼铜杆生产线等510台（套），辅助生产设备有各类水泵110台（套），空压机35台（套），厂房照明灯具3 100套等。近年来，该公司将开展“节能降耗、挖潜增效”活动作为一项长期的系统工程推进，先后实施了高效电动机、高效空压机、绿色照明、井式退火炉生产工艺改造、冶炼铜杆炉工艺改造、变频调速技术应用等技术改造，取得了显著成效。

1 高效电动机应用

电动机是该公司运用最多、最广的用电设备。经过多次工艺改造后，仍存在J/JO2系列电动机12台，以及运行时间超过5年、故障率高、经过多次维修效率已大大降低的Y/Y2系列电动机128台。该公司投入109.8万元，采用YAXn型高效电动机替代J/JO2和Y/Y2系列电动机。

通过优化总体设计，YAXn型高效电动机选用高质量的铜绕组和硅钢片，降低电动机运行中的各种损耗，具有运行温度低、噪音小、功率因数高、寿命长、可靠性高、维护方便等特点。

经测算，项目实施后，节约电力148.5 kW，年节电990MWh，年节约电费61.4万元，项目投资回收周期为22个月。

2 高效空压机应用

空压机是该公司生产过程中进行集中供气的一项必不可少的生产设备。在应用高效空压机之前，该公司有3台老式活塞式空压机。由于用气部门较多，空压机只有在故障维修的情况下停止使用，因此，使用频率太高，虽经过多次维修，性能、效率大大降低，而且产出的气体含水、油量太高，对环境和产品质量有很大的影响。

该公司投资36万元，选用了技术先进、节能环保的3台高效空压机（螺杆式空压机），替代3台活塞式空压机。在相同产气量（10m3/min）的情况下，高效空压机驱动电动机功率为55 kW，而活塞式空压机驱动电动机功率为65 kW，且高效空压机所产气体含水、油量极低，气源质量好，可实行无人值守，节约电力53 kW，年节电346 MWh，节约电费21.4万元，节约运行费用16万元，项目投资回收周期为12个月。

3 绿色照明应用

该公司照明灯具3 100套，其中，20世纪90年代购买的400W汞灯、镝灯等计968盏，总功率435 kW，这些照明灯具工艺落后，耗能高。公司投入65万元购买了968套135 kW的紧凑型荧光灯及照明电源线，替代原来的446套汞灯和522套镝灯。

这些紧凑型荧光灯主要使用三基色稀土灾光粉，光色好，光效高，发出的光为全色光，灯光光谱成分中没有紫外光和红外光，贴近自然光。在相同功率下，它的光通量、显色指数、使用寿命是同样功率灯光的5倍左右。

该项目实施后，不仅车间的平均照度由原来的120 lux提高到180 lux，光效也由原来的12.05 lm/W提高到现在的19.35 lm/W，功率因数达到0.98，节约电力304.9 kW，年节电1 082MWh，年节约电费67.1万元，项目投资回收周期为12个月。

4 井式退火炉生产工艺改造

防火电缆制造部是该公司用电量较大的制造部，也是单位产量电耗较高的产品之一，主要原因就是在防火电缆的老生产工艺中，当将一定长度的铜管、铜棒装填上氧化镁绝缘后，必须按照工艺技术要求，通过相关设备经过最少6次以上的拉拔，而半制品每拉长一次，必须制头、退火一次，若不制头、退火，铜管将会破裂，氧化镁就会受潮，电缆将会成为废品。这其中，半成品在井式退火炉中最少要经过7次以上的退火过程，而每次退火过程需加温4 h、保温2 h、冷却5 h。老工艺生产防火电缆时间长、效率低、能耗高，且与国际先进的防火电缆在线连续退火生产工艺相比，同样产品单位产量电耗高70%以上，产品一次交检合格率低20%左右。

新工艺采用的是铜带氩弧焊接流水线生产。该生产线安装的是在线连续退火装置以及自动化控制系统，从原料上车到成品下车，整个生产工艺过程一气呵成，不仅取消了拉伸工序，而且还减少了4次以上的退火环节，时间短，效率高，能耗低。同时，使用在线连续退火装置后，自动化程度大大提高，降低了工人的劳动强度，且没有有害气体产生，固态废弃物在公司完全回收利用，冷却用水全部实现闭路循环使用。

该项目共投资800万元，将8台总功率为1 360 kW的井式退火炉改造为4台总功率为320 kW的在线连续退火装置及自动化控制系统。项目完成后，节电率为76.47%，节约电力884 kW，年节电7GWh，年节约电费441.08万元，项目投资回收周期为22个月。

5 冶炼铜杆炉工艺节电改造

该公司原SL06-20-Q型冶炼铜杆炉生产线，采用单体电炉式加热熔化铜板，功率为450 kW，炉体引出铜杆直径为17mm，而该公司拉丝机上机铜杆必须在直径8mm以下，因此，必须用轧机将直径17mm铜杆轧制成直径8mm以下，而轧机主电动机功率为200 kW，负载率为75%左右，且由于单体电炉能耗高、产量低、质量不稳定、材料损耗大、环境污染较重，产出的产品已超过市场同类产品的价格，远远不适合该公司发展的要求。

公司投资400万元，将4条SL06-20-Q型冶炼铜杆炉生产线单体电炉改造成低频感应式双体炉后，功率为430 kW，不仅比单体电炉减少功率20 kW，而且炉体引出的铜杆直径为8mm，可直接上拉丝机，省掉了将铜杆进行轧制工序中的200 kW功率的损耗。

这样，原4台冶炼铜杆炉运行总功率为2 400 kW，而改造后的4台低频感应式双体炉总功率为1 290 kW，比改造前节约电力1 110kW，节电率为46.25%，年节电5.772GWh，年节约电费395.38万元，项目投资回收期为13个月。

6 变频调速技术应用

公司原有16台（套）整流子电动机和绕线式电动机，分别安装在挤塑机和装铠机等生产设备上，年运行时间达7 680 h，使用年限超过10年，这些电动机经过多次维修后，仍然存在性能不稳定、能耗高、效率低的缺陷。

变频调速装置，是由变频调速器和变频调速电动机组成，这种调速没有转差损耗，同时还可以根据负载的变化，及时改变电动机的输出功率，从而实现节能。公司投入57.8万元，对原有的16台（套）整流子电动机和绕线式电动机进行变频调速应用，节约电力161.99 kW，年节电920MWh，年节约电费57万元，项目投资回收期为近12个月。

2009年，该公司再次投资30万元，对10台（套）型号为Y系列的水泵电动机进行变频调速技术改造应用。改造后，按年运行时间平均在7 680 h、实际负载率为85%、节电率为30%计算，可节约电力91.8 kW，年节电705MWh，年节约电费为48.29万元，投资回收期为8个月。

（本栏责任编辑 刘嘉婧 孙 晶）