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水泥行業的節能改造應用案例
一．概述
水泥行業是能耗大戶，降低能源消耗，提高產品質量是提高企業競爭力的重要措施。我公司的工程技術人員針對中小型水泥廠機立窯供風系統、機立窯卸料系統、水泥選粉系統進行了長期跟蹤專門研究，開發出的節能控制成套裝置。通過幾十條水泥生產線實際應用，以其設計合理、結構緊湊、安裝調試方便、保護功能完善、運行穩定可靠、節電效果明顯、生產工藝可得到明顯改善等優點贏得廣泛贊譽。
二． 立窯螺茨風機改造
1.工況分析
以某水泥廠為例，共兩條生產線，年生產能力達 16 萬噸。該廠羅茨鼓風機有兩臺，一臺電機的功率為 250KW、額定電壓 380V、額定電流 465A；另一臺為 220KW、額定電壓 380V、額定電流 415A。立窯羅茨風機在設計時一般考慮到最大生產量時需要的風量，且留有一定的余量，一般在 20％左右，以延長風機及電機的使用壽命。又在生產工藝過程中的不同階段立窯所需供風量也不同，因此在生產時就常會出現風量過大，風壓過高。目前操作工人一般根據生產工藝的不同階段來調節進風量，調節風量的措施是在風機出風管上開一放風的風門，調節放風風門的開度即可調節供風量的大小，這樣大量的多余風量被排入大氣中，造成能源的浪費，且在放風過程中，噪聲很大。
2． 解決方案
針對以上的工況可采用以下的改造方案：
（1）將原拖動系改造為變頻調速拖動系統，兩套系統原理一樣。改造后的供風系統是在保留原降壓啟動控制系統的基礎上增加一套變頻調速系統與原控制系統并聯，形成的雙回路控制系統。其特點是雙控制回路互為備用可靠性高，設備檢修時不用停機，保障了生產的連續進行。關閉放風門，通過改變電機的轉速來改變系統供風量， 從而達到節能降耗的目的。系統圖如下：
（2 ）為方便窯面操作人員控制風量，將節電設置為端子控制，控制信號引至窯面，在窯面裝一操作面板，通過操作面板便可控制風機的啟停、調節供風量，操作人員根據煅燒工況，可隨意調節風量大小。操作面板上安裝有一轉速表，可指示風機電機轉速。
3． 改造后用戶受益
（1)改善生產工藝。改造后可根據生產的不同階段平滑地調節供風量，使保證了產品的 質量。
（2)改善生產環境。由于可任意調節風機電機轉速，因此可按所需風量準確調節風量，無須旁路放風，大大降低因排風引起的噪音，減少水泥粉塵污染。
（3)減少設備維護工作量。由于節電器具有軟起動功能，電機啟動時，無大電流沖擊，延長設備使用壽命，維護工作量大為減少。
（4)節能降耗。改造后節電效果顯著，根據原設備及生產工藝狀況，節電率可達20%-50%，一般 6～12 個月可收回全部投資，投資回收周期短，綜合效益可觀。
三．立窯卸料系統節能改造
1．工況分析
為使水泥燒結過程“三平衡”（即加料、供風、卸料三平衡）機立窯生產者普遍選用滑差電機作為盤塔式卸料裝置的動力。該電機在同等條件下運行較普通 Y 系統列電機多耗電 20%而且調整特性軟，帶載能力差，在粉塵嚴重的水泥行業滑差頭故障頻頻，維修困難，以多耗 20%的電能，換來調整特性軟，是很不合適的。目前該廠有卸料機 2 臺，功率為 22KW, 轉速 1460 轉/r，額定電流為 45A 的滑差調速電機，實際運行的轉速為 400 轉/r，滑差調速電機屬典型的通過轉差率來調速的，隨著轉速的降低，轉差率增大，由此引起的內轉子轉差功率增加部分，全部轉變為熱能損耗，系統效率顯著下降。
2．改造方案
將22KW 的滑差調速電機的滑差頭鉆孔裝配螺絲，使電機軸與負載軸作硬性連接，如滑差電機快到使用壽命可更換成普通的籠形電機，改造后的電機通過變頻器來啟動和調度。盤塔式卸料裝置屬典型的恒轉矩負載，用變頻調速代替原來的滑差調速系統效率大大提高，下圖為兩種交流調速系統拖動恒轉矩負載所需的功率隨轉速變化的曲線，圖中斜線部分為兩系統所需功率之差，由下圖可知負載轉速越低，變頻系統節能效果越顯著。
3．用戶受益
（1） 系統經節電改造之后，節電率可達35%以上，效益顯著；
（2） 系統使用更方便。節電改造后調速性能遠優于滑差調速，調速特性硬，帶載能力高。
（3） 大大減少設備維護工作量，維修費用節約50%以上，保證了生產的連續進行。
四． 選粉機的節能改造
1. 工況分析
根據水泥標號的不同，要求水泥成品選粉細度不同，而老式選粉機要改變選粉細度，其過程相當麻煩，不單要停產，而且要將選粉機拆開，調整同軸上的每組扇葉的數量和角度。這個過程又沒有一定的標準，只能按照經驗一次一次對比試驗，每次都重復這樣過程：開機組 調整扇葉 裝上機組 試選 檢驗細度--直到選出的粉達到要求的細度為止。，
2． 改造方案
將選粉機電機采用變頻器拖動，根據水泥標號的不同，逐號試驗出電機所需轉速，將這些轉速預置為節電器的多段速。在機旁設置一選號面板，面板上有節電器啟停按扭，水泥選號按鈕。節電器由端子控制，多段速所需的開關量由選號面板的按鈕給出。
3．用戶受益
（1）提高了使用的方便性。節電改造后只須按下提前預置的不同標號細度按鈕，選粉機選出的粉粒就是您所需要的細度。
（2）優化了生產工藝。變頻改造后，可平滑調速，這樣就可根據水泥標號及實際選粉細度的不同方便地調速電機，使選粉精度更高。做到了連續化、自動化生產，既節約了寶貴的時間又提高效率，
（3）提高生產效率。改造后自動化程度、生產的連續性提高，降低了生產人員的勞動強度，綜合效益明顯。
