面粉生产降低电耗的措施

凌　云

江苏省粮食科学研究设计院　南京　210012

市场经济条件下，以最少的人力和财力投入，谋得最大的利润是每个面粉生产企业孜孜以求的目标。经过改革开放四十年的发展，中国面粉行业已经发生了翻天覆地的变化，生产装备越来越精良，加工技术越来越科学，产品质量越来越好，企业规模越来越大，高精度面粉出率越来越高，整体运行基本达到了自动化。

面粉企业之间的竞争，不仅体现在产品的销售市场上，更体现在企业运营成本上。在一个完全竞争的市场面前，企业只有生产适销对路满足顾客需求的产品，同时运营成本必须低于同行业平均水平，才能立于行业不败之地。在面粉厂的总成本构成中，一段时间内固定成本的总额是不变的，而可变成本总额则受各种因素的影响，不是简单地按照销售量同比变化。不断拓展销售市场自然是面粉厂生存和发展的根本，而如何更好地进行降本增效则是企业每天必须狠抓的大学问，在面粉生产高度自动化的新时代如何降低电耗必须引起管理者的高度重视。为此，本文从技术和管理两个方面探讨面粉生产降低电耗的措施。

1　面粉企业用电成本分析

面粉工业一直是用电大户，在电力供应紧张的情况下，企业限电也往往首当其冲。由于耗电量大，电能成本一直是面粉生产成本的重要组成部分。以江苏某一日处理小麦500吨规模的面粉企业为例说明。

该企业使用一台2000 kVA变压器，年消耗小麦15万吨，生产面粉11万吨，如吨粉电耗78kWh，一年生产耗电量858万kWh，电费分高峰、低谷、平段三个时段，每个时段各为8小时，价格不一样。峰时：1.002元/kWh，平时：0.6607元/kWh，谷时：0.3200元/kWh，一年生产用电费大约支出567万元，容量电费54万元，合计621万元，吨粉电费56.45元。

面粉加工总成本中行业平均生产管理成本在吨粉200元左右，某年度该面粉企业的生产管理成本为213元，处于亏损状态。构成情况：

①电耗费用：吨粉电耗78 kWh，按平均价格0.6607元/kWh计算，则吨粉基本电费51.54元，容量电费4.91元，年平均吨粉电费56.45元；

②管理费用：吨粉费用40元；③包装费用：吨粉费用44元；④财务费用：吨粉费用49元；⑤销售费用：吨粉费用20元；

⑥备件与维修:折合吨麦费用3.5元。

显然，仅生产用电力消耗费用就占总生产成本1/4以上，超过管理费用（主要为人员工资）。所以企业在减员增效的同时，一定还要采取有效措施降低电力消耗。

2　面粉企业主要用电情况分析

2.1　　面粉企业的电力消耗构成

面粉企业的电力消耗可分为面粉生产作业用电消耗、照明用电消耗和各种电力损耗三部分。

1）面粉生产作业用电消耗

面粉厂生产作业主要包括物料储藏与输送、小麦清理、小麦制粉和配粉四个工段。

计划经济时期，由于物质匮乏，人民生活水平较低，国家对面粉和小麦采取统购统销，企业没有经营自主权，企业也无需储备过多的小麦和产品，所以生产规模小，产品结构单一，面粉加工精度特别低。由于清理和制粉工艺简单，面粉生产均采用前路出粉法的短粉路，不需配粉，多为日处理小麦200吨以下的规模，机械化水平低，产品以标准粉为主，国家也特别注重节能降耗工作，所以吨粉电耗很低，一般在40 kWh以下，低的企业只有33 kWh。

改革开放以后，人民生活水平不断提高，更加追求面粉精细白。自上个世纪80年代初开始陆续引进二百多条面粉生产线，均采用等级粉工艺。进入21世纪以后，面粉企业规模越来越大、日处理小麦200吨已经是较小规模，粉路又宽又长，大量使用清粉机，加强物料清理和分级提纯，产品加工精度高，品种规格多，同时面粉生产配套设施越来越完善，增加了原料仓、配粉仓，机械代替人工作业，自动化水平大大提高，所以吨粉电耗高，大多在70 kWh以上，高的已经超过85 kWh。

2）面粉企业照明用电消耗

现代化面粉企业的照明用电已经不单单是照明，还包括空调、办公自动化，以及后勤生活保障，用电项目多，配备容量大，富余成分足。

3）面粉企业变配电系统及电路损耗

变压器房是面粉厂供电的源头，变压器的功率损耗由空载损耗、有载损耗和负载率组成。

企业变配电室一般都布置在负荷中心，降低了供配电系统的线损及配电损失，最大限度的减少无功功率，提高电能的利用率。

大多选用高效节能电机，采取电抗滤波等措施抑制谐波在线路中的含量，电动机运行在经济运行范围内。

2.2　　面粉生产主要用电设备

磨粉机是小麦加工成面粉的核心设备，现代制粉技术赋予一条生产线上磨粉机不同的功能，分工更细，皮磨负责剥开麦粒和刮下胚乳，起造渣造心作用，多采用齿辊；渣磨负责进一步造心提纯，心磨负责取粉，它们是粉碎设备，动力消耗大，500吨的生产线配备电机总动力达到700 kW以上。

风机在小麦加工中起到气力提升输送、通风除尘、清理等作用，用量较多，500吨的生产线配备电机总动力达到350 kW以上。

空气压缩机为生产气动元件提供动力和为高压脉冲除尘器提供喷吹气源。

罗茨鼓风机为生产物料提供输送动力和为低压脉冲除尘器提供喷吹气源，有配粉仓企业用量更多。

面粉生产输送机械包括水平输送和垂直输送等多种，500吨的生产线配备电机总动力达到150 kW以上。

此外，小麦清理设备还有打麦机械、筛理机械、着水机械、去石机械等等，制粉设备还有高方筛、清粉机、打麸机等等。

一条500吨的面粉生产线配备电机数量多达200台套，装机容量1600 kW以上。

4　面粉生产企业节电措施

面粉生产企业节电措施要根据设备具体运行特点，有的放矢进行，要从技术和管理两个方面进行，技术上要科学合理，管理上要达到精准到位。

4.1　　面粉企业节电的技术措施

新建面粉生产线，节约电耗首先要从设计开始，首先应该聘请在节约电耗方面有较好口碑的设计单位，从企业厂房布置、规模选择、工艺特点、设备选型、电器补偿等各个方面考虑，尽量选用当代最先进且成熟的节能技术和设备。

1）要具备最优化的物流路线。采用最短最少的设备进行物料传输，这就要求厂区合理布局，车间、仓库、办公、后勤、检测、机修、装卸等设备设施既要一定的发展余地，也要注重目前效果，不能贪大求洋。曾经发现一些面粉厂在工业园区新建项目过分考虑未来发展，导致初期工程布置大、偏、远，浪费了很多电力。

2）自动控制系统的设计布局。自动化包括整个工厂的自动控制、各工段的自动控制以及单机设备的自动控制。自动化可以感知能量负荷要求，将设备调整到在最有效率的水平下作业。它还可以根据需要启动和停止设备与系统，使能量不会被空闲的系统消耗。自动化用来消除人力和错误，收集数据，监控系统和设备操作以及合法操作，同时它也是节省能量的最佳方法。

减少设备空转时间。设备空转造成电能的浪费，应尽量避免，比如磨粉机空转时的电耗是满负荷运转的90%。设备空转主要包括投料前，制粉工艺流程中各设备的空载运行和维修机器及清理堵塞造成的制粉设备的空转。所以设备启动后应及时投料，还要防止加工过程中的断料和物料过少。故障处理超过10min，就需要部分关机或全部关机。

3）采取技术措施降低配电系统的损耗。各种电力损耗中，配电系统的功率损失占主要部分。配电系统在电能的传输过程中，会发生能量损失。配电系统的能量损失是指在一段时间内，配电过程中损失的有功能量，主要有：与电流平方成正比的配电线路导线和变压器绕组中的电能损失；与运行电压有关的变压器的铁心损失和电容器、电缆的绝缘介质损失。

4）更加合理的照明用电方案。在面粉厂采光设计中，应充分利用自然光节省电能。照明用电是面粉厂正常生产和管理必不可少的电力消耗，对生产车间照明，一方面采用各种节电装置或节能型开关。另一方面，由于现代化面粉生产线设备都是自动控制，有故障报警系统，用人极少，要合理布局，优化开关控制，设计方案达到有人开灯，无人熄灭的效果，改变传统面粉生产线夜班生产灯火通明的现象，对节约照明用电具有更重要意义。

面粉厂照明的节电方法之一就是可将照明专用节电器安装在照明配电箱内，由照明配电箱集中控制各车间灯具；可将声控开关、光电开关、程序控制开关安装在室外照明及厂区道路照明；楼梯等地可安装触摸延时节能自熄开关、声光控节能自熄开关。在路灯上应用节电技术，在保证合理有效的照度和亮度的前提下，设法降低路灯照明用电负荷，合理控制照明时间，提高电能利用率，减少用电量，从而达到节电的目的。

5）优化变压器的选用方案。变压器房是面粉厂供电的源头，面粉厂的节能降耗应从变压器开始。变压器的功率损耗由空载损耗、有载损耗和负载率组成。空载损耗、有载损耗是变压器自身的损耗，由变压器铁芯和变压器绕组电阻决定。以一台S9型油变800 kVA变压器为例，空载损耗为1400W，负载损耗为7500W，那么每天的耗电量为：24×（1400+7500）/1000=213.6 kWh。因此，在选择变压器时应选择低损耗、高效率的新节能变压器。变压器的取值在75%～80%较为合理，当小于30%时，可以考虑换小容量的变压器；当大于85%时，可以考虑换大容量的变压器，由于面粉企业淡、旺季明显，所以可以安装2台变压器，在旺季时，使用两台或大容量的那台变压器；在淡季时，使用1台或小容量的那台变压器，这样可以大幅度降底变压器的损耗。

6）合理设计布局变配电室。车间变配电室应尽量布置在负荷中心，降低供配电系统的线损及配电损失，最大限度的减少无功功率，提高电能的利用率。在变电所低压侧对功率因数进行自动补偿，补偿后高压侧功率因数在0.9以上，结合经济电流密度及载流量合理选择电缆、电线截面。

7）采取电抗滤波等措施抑制谐波在线路中的含量。选用高效节能电机，电动机应运行在经济运行范围内。所有变配电所均实现微机自动控制与保护，各主要电气设备的运行参数、状态通过监测网络传至高压开关站控制室，实现对电气设备的集中监测、监控，及时调度。

8）无功功率补偿设备设计布局。通常采用并联电容器进行补偿。功率因素较低的主要原因是启动的电机达不到满负荷。当设备配备的电机功率大于操作负荷时或设备或系统以小负荷或空载运行时就会发生这样的情况。企业如果不能有效地利用电力，会受到电力公司的惩罚。

9）优先选用节能电动机。面粉加工的动力消耗主要是工艺流程中各设备的拖动电动机的电力消耗，这部分电耗占面粉厂总用电负荷的80%以上，这对保证面粉加工企业的节能降耗具有重要的意义。按工艺要求，选择合理的电动机，使每台电动机的功率都与其所带动的机械设备相匹配，尽可能减小“大马拉小车”现象，使电动机发挥最佳效用。

10）电动机的合理配置与变频调速设施的使用。在输送设备和磨粉机中使用变频调速装置，对物料气力输送系统中的高压风机采用变频调速，使高压风机以工艺的实际需要工作。以往面粉厂气力输送系统的高压风机采用恒速交流电动机拖动，风量是靠风门来调节的，也就是说靠改变管道的阻力特性来调节风量，这势必造成电能的浪费。若利用变频调速技术，以调节电动机的转速方法取代风门调节风量，则能达到节约电能的目的。因为负载的输入功率与转速的立方成正比，而负载的流量与转速成正比。如果利用变频调速使流量减少，则异步电动机的输入功率按立方规律下降。对高压风机采用变频调速既能满足工艺需要，又能最大限度地节省能源。磨粉机采用变频调速喂料，可保持料位合理，减少空转运行，提高研磨效率。

10）采用适宜的面粉工艺，保持面粉适当的加工精度。过分追求面粉的精细白，不仅导致面粉的营养物质不能充分利用，对人们身体健康不利，而且造成设备的大量使用，增加了装机容量，同样增加了电耗。不能把面粉生产工艺越做越复杂，应该寻求合理的技术，保持面粉适当的加工精度。

老的面粉生产线，节约电耗要在技术上进行革新，在统筹兼顾的基础上，尽量按照新建面粉生产线的技术措施要求改造。

4.2　　面粉企业节电的管理措施

不论是新建的面粉生产线，还是运行多年的面粉生产线，都要加强企业节电管理，制定合理的设备操作规程和管理制度，责任到人，严格节电指标考核，达到节能降耗。

1）保证工作部件完好，确保性能优良。俗话说:磨刀不误切菜功，保持工作部件性能完好，不仅是工艺效果的需要，也是节能降耗的重要管理方法。像磨辊使用应密切关注使用效果，常检测分析其物料流量，质量，电耗，剥刮率，取粉率，磨损情况，及时更换；高方筛常检查筛网堵塞、破损情况和筛理效果，及时更换和维护工作，否则导致物料反复研磨和再筛，增加设备负荷；振动筛、打麦机，打麸机、着水机等设备均存在工作部件磨损问题，所以要保持工作部件完好，减少因磨损导致无效或低效工作。

2）保持面粉适当的加工精度。面粉质量要更加关注用户使用的操作稳定性和方便性，不能靠细度来增加白度。有的企业物料分级提纯效果差，喜欢在面粉粒度上做文章，高方筛粉筛配的很密，甚至很少使用10XX和11XX，结果面粉不能及时取出而反复研磨与筛理，导致电耗上升，面粉太细，破损淀粉多，面制品出现返色、吐水、粘连、回稀、塌架等各种问题。

3）做好设备负荷的监测工作。要定期检测磨粉机，风机等设备负荷，并分析设备其耗电合理性，必要时要对设备或电机进行维修和改造。有的企业很不重视电器维护监督工作，甚至没有专业电工，认为设备在电器保护方面配置较好，用电工是浪费。应发挥电工或电气工程师的作用，将他们的收入与车间电耗掛钩，增加其责任心。如果他们作用的有效发挥必将事半功倍，不仅确保了电气设备安全，而且提高了节能降耗效果。

4）要做好设备传动与润滑部位管理工作。保持传动部件和润滑部位完好，是提高传动效率和减少设备负荷的有效措施，要正确选用传动带(三角带、齿楔带、同步带)，注意规格型号正确匹配和制造材质的可靠性以及传动时松紧配合情况。比如有的三角带是5V型号，有的是SPB型号，他们有区别，是不能混用的。传动效率的高低也是电能损耗的一个因素，传动带太松容易失速。润滑油（包括润滑脂）的使用也很重要，必须选对型号和注重其质量，要定期检查更换，否则会增加无效功耗，而且也会加速运转部件的磨损，甚至发生安全事故。

5）关注生产用气和通风，防止气力提升的跑冒和无效通风。制粉车间有很多气动元件，需要由空气压缩气机或罗茨鼓风机来提供动力，除了确保产气设备本身效率正常以外，气路及元器件使用中跑冒问题必须也要高度重视，做好这些管理工作可以减少产气设备运行时间，节约电耗。要保证气力输送和通风除尘管路密封性，防止无效风量产生，如关风器漏风、风管破损漏风、风门不及时开关等等。

6）做好设备维护保养工作，使设备始终处于完好运行状态。

7）要注重功率因素的控制管理。供电公司规定企业功率因素是0.9，低于标准将以电度费总额按比例罚款，高于标准以电度费总额按比例奖励，0.75%封顶。有一年某企业技术改造设备安装好后，进行调试，由于没有重视功率因素指标，结果企业用了两台1600 kVA变压器，当月用电量只有2000kW·h左右，但功率因素只有12%，最后却不得不上交数量惊人的电费。所以平时生产中也必须关注，想办法将功率因素控制在较高的水平。

8）优化制粉工艺和操作方法。平衡各系统物料的质量和流量，各研磨系统的物料不平衡时，有的磨粉机研磨物料过多，能耗增加，并且研磨效果差。有的磨粉机物料过少，基本处于空载状态，没有最大发挥研磨效力，白白浪费动力。

9）面粉生产，从原料进仓到产品装车，中间环节多，设备用量大，工艺复杂，主要是因小麦籽粒特殊结果导致。在降低制粉电耗管理上，潜力很大，尽管不同工艺技术装备以及不同产品规格型号、规模大小、自动化水平和机械化作业程度高低均会影响电耗，但管理方法是否科学、措施是否落实到位、职工节能意识高低也都非常影响企业电耗。所以必须要发挥人的作用，以人为本，要发挥人的节电主观能动性。节能工作必须落实到人，一方面要不断创新，在保证产品质量的同时，采用节能技术改造和更新淘汰落后产能设备。另一方面要加强管理，消除跑冒滴漏和各种无效功耗，提高设备运行效率。面粉企业完全可以设立节能考核办法，确立耗电指标，各部门均工效掛钩，奖罚分明。在企业内部广泛开展节能降耗教育，使每位职工都认识到节能降耗的重要性，自觉地去节能降耗。