现代水泥工业电气设计中的节能措施

■谢耀光 ■中建材国际装备有限公司，北京 100000

1 现代水泥工业电气节能设计的重要意义

近年来，我国经济建设水平全面提升，节能减排已成为当前各行各业发展的重要议题。水泥工业作为国家发展的重要组成部分，由于其具有效率低，能耗大等缺点，已经严重的阻碍了我国节能减排以及可持续发展的实现。在水泥工业生产中，对于电能的消耗极大，已经占到了水泥成本比重的三分之一，因此在水泥厂电气设计中采取节能措施，能够有效降低工业生产中的能耗损失，对国家节能减排和环境保护有重大意义，对企业降低成本、增强竞争力方面也有很大帮助。

2 水泥厂电气设计中的节能

水泥厂电气节能就是要从电网开始，在供、配、用电的各环节上挖掘节电的潜力。在运行过程中，还要对整个电网实施节能运行管理。

2.1 供配电系统的节能设计

在进行水泥厂供配电系统的设计时，应对厂区的整个供配电系统进行综合分析，尽可能的实现系统间各部分的良好配合，从而达到降低能耗的效果。按照所辖车间负荷情况，合理的选择变压器的台数及容量，对于分期建设或配套余热发电的项目，在选择变压器容量及台数时，还要把当前和终期目标实现等各种因素考虑在内，进行合理的选择、搭配、预留等。以便由于淡、旺季及停窑检修等原因造成负荷变化时，能够灵活投入切除变压器，实现经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

2.2 变压器的降耗低分析

变压器的损耗主要有铁心的涡流损耗、原副绕组的漏磁损耗以及原副绕组的铜损耗。铁损是线路的主要损耗，铁芯的涡流多导致的浪费是其主要反面，若出现漏磁现象的产生，会造成铁片功能与制作过程效率低下的严重损耗。为此，节能型的变压器有了极大的发展空间，其能够兼顾取向处理，促使矽钢片磁场方向的稳定不变，从而进一步的减少涡流带来的能源损耗的冷轧矽钢片的S9(SL9)以及SC8 为主的等油浸变压器或者干式变压器，可以更多的运用于实际生产活动中。

2.3 供电线路的降耗分析

减少线路损耗可以通过合理设计电缆长度、降低线路电阻以及提高引入的电压等级，选取合适的电机，通过减小线路电流等方法来降低线路损耗。厂区总降、配电站、电力室等应尽量靠近负荷中心，以缩短供电半径，减少线路损耗。

(1)所使用电线的电导率应尽量达到最低。最合适的材料是铜丝，现实情况是，在负载较多的企业，使用铜丝，而在一些小型的厂房，多选用铝丝。

(2)电线的长度不宜过长。第一，导线不可走远，需要尽量的沿直线分布，第二，就一些低电压的电路而言，可选择不走弯曲的返回路线。第三，导线的面积应越大越好，对于长电线来说，在基本功能完成的基础上，对电压损耗进行考察，而选择的截面可再扩大一阶。实际上，对于电线长度达到100m，同时截面低于70mm2的部件而言，更加易于达到上述目标。

2.4 对于供配电系统的功率因数分析

功率因数越大，其相对的线路损耗就会越低，然而在供配电系统中会无法避免遇到一些其他的电力器材，如变压器和光解析仪均具备感应性能，会延迟性的带来不做功电流，且需贯穿与整个系统，从电线路直至用户设备的终端。这样复杂的过程必然会发生功率的能耗，为了降低此类能耗，可采取以下方法:第一，加大电气设备的功率因数。在初期规划阶段需要有针对性的选择功率系数高的相关产品，如现代较为常见的荧光灯具使用的均是电子式镇流器。第二，采用静电容器实施不做功弥补。电容器能够得出提前式的不做功电流，进而弥补了不做功电流的落后效应，不但加大了功率因数，同时也减少了总体的不做功电流。

2.5 电动机节能设计

电动机的节能设计是水泥厂供配电节能设备中关键的一环。在实际情况中，对于电动机设计的节能措施，只能从运行过程切入，其中不但包含电容器弥补来降低能耗外，更主要的是降低电动设备的轻载及空载，由于在上述两种下，设备的工作效率是极为有限的，甚至有很多的设备都处于低效率的运行中，对资源和成本造成了极大地浪费。对此情况最为有效的手段就是应用频率变换来控制电动设备，使其在负载情况变化时智能的改变转速，如此便可轻易的增大设备工作效率，进而实现能源的节约。

2.6 照明的节能设计

(1)完善照明制度规定。应确保水泥厂内部的灯光照明符合相关规范要求，同时满足工厂内部工作人员的需求，在普通场所应尽量选用节能环保的荧光灯，而在照明要求较高的生产以及研发车间等，应该采用新型的高效节能式气体光源，比如钠灯与汞灯。

(2)注重对自然光的应用。在设计时需要深入考察当地的光照条件及水平，并结合建筑的相关知识，巧妙的运用自然光的优势，如此便可大幅度的减少光照系统的能源浪费，该方法具有一定的普遍性，可用于企业生产生活的的各个方面。

(3)改善灯具的操控模式。对于室外场地等可以采用光电感应开关或远程操纵控制;对于员工餐厅以及办公区域等人流量大且灯具的平均使用时间较短的区域，可采用声控开关;对于生产车间的灯具也可完全依赖与电气总开关，推行人在有电及人走电停的节能模式。

3 加强电气节能优化管理

根据实际的工作经验，笔者认为，水泥厂的电气节能优化管理主要可以通过以下几个方面来实现:

(1)对全厂进行系统地电能消耗评估审计，从而编制合理的行动计划，以实现工厂电能的优化。应先成立一个由机械、工艺、电气以及自动化人员组成的团队，并收集相关的数据，随后现场进行电能与气流的测量，测量各车间内大于37kW 的电动机的实际功率，同时应对同一天的车间电能需求进行收集记录(包含峰值、电度表以及正常需求和最大需求等)，便于同现场测量结果进行比对。为实现计算系统的效率，应测量风机的流量及差压，还有导叶片的压力与气体管道的直径。对各项测量结果进行分析检查，比较设备实际功率与理论消耗的值，找出全厂电耗过高的所有点，为制定行动计划做好准备。

(2)根据评估审计的结果采取有效措施并提交生产例会研究讨论，通过后确定电能优化行动的时间、预算和项目负责人，最终监督完成该行动计划。

(3)电气的优化管理措施。在电能的优化管理中应注意:第一，优化工艺及设备的连锁;第二，电气设备应进一步改进;第三，应使用软启动器提高电网的质量;第四，生产的合理安排与工艺的改进;最后应注意节电意识的宣传和培养。

4 总结与思考

综上所述，对于水泥厂电气设计采取节能降耗措施具有重要意义，而水泥厂的电气节能也有很大的潜力可挖。为实现社会的快速发展要求，作为能源型工业的水泥工业，实施节能降耗已经迫在眉睫。在水泥厂电气设计中不仅需要满足各项技术指标、使用功能以及工艺要求，还应充分考虑各项节能措施的可行性，进而有效降低企业的运行成本，为企业实现更大效益。