关键词：水泥企业；电气变频技术；节能研究
引言
水泥工业在国民经济中占有重要的地位，水泥产品是建筑工程不可或缺的建筑材料，被称为建筑业的基础。2016年我国水泥产量约24亿t，耗电近2400亿kW·h。相当于30个装机容量为120万kw（1200MW）的发电厂为全国水泥企业输送的电能。水泥生产采用新型干法技术装备与先进的管理，实现水泥单位电耗降低10（kw·h）/t已成可能，节省的电量就是3个上述电厂的发电量。按近年火力发电的主要生产运行指标计算，可节省标准煤1944万t，减排二氧化碳4820万t，社会效益十分显著。水泥行业可降低生产成本144亿元，平均每个水泥企业降低成本415万元，企业经济效益相当可观。故此节能成为企业发展所需。
1变频节能技术概述
我们知道，通常电气设备的交流电频率在很长时间内都是维持在一个固定的状态下的，而通过使用变频技术，可以使得频率成为被可以利用和随意调节的资源。近些年来，变频技术中的调速技术成为发展最快最活跃应用最广泛的技术之一，变频技术是一种综合性比较强的技术应用，它包含了电力电子技术以及计算机技术和电机传动技术在内，同时它又融合了机械设备的原理以及强弱电工作原理，是一项综合性很强的技术手段，简而言之，变频技术通过半导体元器件对工频电流的信号进行转化，使固定频率的交流电转化成直流电，再通过逆变使其变成其它频率的交流电，机电设备在逆变器对电流和电压进行调控的时候，能够实现无级调速的状态，因此变频技术的原理就是通过进行电流频率的改变，实现对电机转数的有机控制，从而使得电机设备的运行更为合理，确保电机的运行平稳。按照生产的需求实现对电机的加减速控制，从而可以避免能源的损耗并进一步提升工作效率。
2变频调速节电技术的节电效果
水泥厂的主要拖动设备是电动机，其分布在各个生产工艺环节，因此电动机的装机容量能够超过总装机容量的90%。故此电动机节能至关重要，电动机本体的节能与其相关设备如磨机、风机、水泵是联系在一起的。减少电动机能耗的主要途径是提高电动机的效率与功率因数，而在水泥厂的设计选型，尤其在已经运行的生产线电动机，一般是工艺专业按现行惯例对机械设备配套传动设备，电机的功率与减速机的传动功率、机械设备的轴功率按储备系数计算取值，修正后对照样本选取确定，由设备制造厂生产供货。因此，水泥水泥企业电气专业的电动机节电只能在生产运行中体现，包括电动机就地补偿，减少低效的电动机的轻载和空载运行，为提高这种状态下电动机的效率，切实可行的方法是采用变频器控制调整电动机的转速，实现节约电能的目的。在水泥行业，风机类负载约占全部负荷40%左右。水泥生产线的窑尾废气系统，生料粉磨系统的循环风机及煤磨系统、窑头除尘、水泥磨除尘器风机，冷却机的冷却风机是负荷较大的风机，这些风机在使用时进行风压、风量调节是优质高产节能所必须的。
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3水泥企业电气变频技术节能
3.1合理选择变压器
变压器是电气工程的核心部分，能够实现电压、电流以及功率的转换，因此变压器的好坏会对整个节能设计产生决定性的影响。因此设计人员要优化选择，从变压器的材料、铜材料、节能型变压器三方面对变压器进行选择。变压器的材料选择应秉持环保、绿色的观念，必须要确保铜、硅以及各种绝缘材料能够进行科学合理的搭配，进而有效地降低不必要的能源损耗。选择铜材料代替传统的乐子材料，加强对铜材料的应用，进而达到良好的节能效果。同时，节能型变压器具有节约资源、减小损耗的特点，使用节能型变压器具有很强的节能效果，能有效地减少能源损耗等问题，有助于电气节能研究。
3.2构建电气综合节能系统
基于现有的电能采集信息化系统，搭建自动化工作平台，将厂子内部的机械电度表替换为数字电能测量表。应用工业总线通信技术，将采集的用电量数据，传输给监控室，在监控室内部构建计算机系统，同时构建电气能量监视和管理系统软件平台，并且和企业内系统相互联系，进而实现对各个变电所情况的动态掌握。为了能够实现电气节能的基本目标，要从企业的实际情况出发，基于分布式结构，建立电能集成化监控以及调度优化平台，优化供电方案，实施全方位电气节能。从构建的电气节能集成化监控信息系统的构成角度来说，包括现场总线网络、内部计算机局域网络。其中，现场总线网络的使用，能够实现对配电网地层设备的监控和联动控制，同时能够实现对输变电线路运行状态的监测以及联动控制，并且可以和厂内车间监控主机系统相互融合，形成具有良好性能的通信关系，促使自动化功能的实现。利用内部计算机局域网络，能够实现场内各个变配电站以及车间监控主机之间的信息共享，实现了监控功能的集成化，结合生产厂内部变配电具体情况，优化电网。
3.3对于变压器负载的控制
企业生产和使用的第二高频率是变压器。变压器的节能减排主要是对电压变量的负荷控制，达到变压器的负荷控制程度。要达到这一效果，必须从两方面着手:一是提高负荷率，最大负荷率的概率主要是在负荷最大时。由于负荷的变化，相应的负荷率不会改变实际的负荷率。在变压器效率最高的情况下，经济负荷率主要是最大负荷的负效应。如何减少电能损失，减少对设备的投资，从调整电负荷入手，最终达到企业安全生产的效果，是企业最重要的问题。二是削峰填谷的节能战略。该策略主要是将调峰负荷调整到低负荷部分，以平衡两个负荷之间的负荷。这是从实际用电情况来看，发电厂的发电容量一般是固定的，功率高峰一般在白天。如果白天和夜间负荷之间的关系没有得到很好的调整，白天很可能会导致电力不足，晚上的电力处于低谷状态，那么过多的电就在波上。因此，电力系统应将部分负荷降到夜间低点以节约能源。
结语
中国的社会主义正处于初级建设阶段，是一个发展中国家，在社会发展的进程当中，节约能源是国家需要当前面对的一大重要问题，因此变频节能技术在各行各业的应用中显得至关重要。如果说当前的变频节能技术，在水泥水泥企业当中的应用尚处于初级阶段，并未能完全有效发挥其技术效能的最大化，但是我们相信变频节能技术，在我国的水泥行业生产领域，有着广阔的发展与运用空间，尤其是对水泥生产设备进行改造，普遍的在机械设备中应用变频调节技术可以实现水泥水泥企业的节能效应最大化，通过节约大量的生产成本，大幅度的提高资源的利用效率，提升水泥水泥企业的综合市场竞争力，提升企业的社会形象实现可持续性发展。
参考文献
［1］毛敬华．中小型化工厂的电气节能设计［J］．沿海企业与科技，2016(21):88-89．
［2］史志红．简析企业高低压配电网电气节能的设计［J］．中国新技术新产品，2015(05)．
论文作者:李兴甫,文燕
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：水泥论文; 节能论文; 负荷论文; 技术论文; 电动机论文; 变压器论文; 企业论文; 《中国电业》2019年22期论文;