關于水泥廠電氣設計節能舉措的相關探究

施恒亮

關于水泥廠電氣設計節能舉措的相關探究

施恒亮

（福建省永安金銀湖水泥有限公司 福建三明 366000）

在我國城市化規模日益壯大的當下，我國水泥產業在創新改革后，水泥行業在一定程度上取得了階段性的進展，但是從目前的水泥生產過程上看，還存在著亟需解決的問題，企業若想快速提升水泥生產中的節能和效率，就必須從水泥廠電氣設計中的節能措施上入手。本文從水泥廠電氣設計節能具體措施進行有效性研究。

水泥廠；電氣設計；節能舉措

自我國改革開放至今，國民生產總值不斷提升，但是由于國民經濟結構存在著不合理性，使得能源消耗量巨大。因此，節能減排已經上升成為穩定社會可持續發展的關鍵性問題。國內水泥廠工業基于能耗高、資源消耗量大等存在的實質問題，因此企業自身必須站在全局的角度，加快水泥廠產業自身的結構調整，大力推行實用的節能減排技術及裝備，完善水泥產業節能減排任務。

一、供配電系統中的節能設計

電能作為水泥生產過程中最重要的能源之一，就供配電系統進行科學合理的設計，既可以大幅度減少能源的實際消耗量，同時對于生態環境也起到了積極的保護作用。在針對水泥廠的實際運行狀況來對供配電系統進行詳細規劃時，首先要結合具體供配電情況，使得供配電系統自身合理的分配電能，提升電能使用效率，從而降低電能消耗量。企業可以將配電站及電力室依照實際情況盡可能的安置在負荷中心四周，從而有效的縮短供電半徑，降低供電線路所損失的部分電能；各個電力室應該針對結合車間負荷在所覆蓋轄區內的實際情況，對實際變壓器的容量、對應臺數進行科學的設計，預防在供電站自身處于淡、旺季時出現檢修不及時等等原因，對供電系統工作中的負荷產生不利影響，可以采取切除變壓器的方式，防止出現由于電力系統中的供電輕載，而出現的大量電能受到損耗的現象。與此同時，在進行配套余熱發電等建設項目上，選擇合適的臺數及設計出科學的變電器容量，對選擇、搭配及預留等方面進行合理化選擇。

二、縮減線路損耗問題

在電流經過線路運行不變的情況下，其主要特征表現在，線路越長，相應的電阻值就越大，自身的能耗也就損失越多。基于國內各地水泥廠中，電路設施較多，且具有較長的供電線路。例如：在水泥生產線上的一條約合4500t/d的實際電纜長度約在19至24萬m之間。由此可以得知，線路在運行期間，所產生出大量的電能損耗現象是十分明顯的。這就需要相關設計人員將減少線路損耗作為設計環節上的重點，予以充分的關注。通過設計電纜自身規格長度、線路電阻的有效降低以線路損耗及的減少方式，可以從根本上減少能源損耗問題。

在具體設計中，會涉及到線路損耗的計算公式：△PL=3IL2RL.10-3,其公式中△PL表示的是三相輸電線路的功率消耗；IL代表著線電流；RL代表著線路相電阻。在水泥廠的設計過程中，在電機的選擇環節中，針對超過200kW的功率電機，可以適當的選擇功率在10kV型號的電機，其目的在于：在針對線路損耗降低問題上，可以采取減少線路電流的方式予以實現；就某一供電線路設備來說，若想有效的減低線損問題，需要在實際電流不變的情況下來適當的減少線路電阻的方式予以解決。

三、積極采用節能型供配電設備

水泥廠供電設備中，變電器作為數量龐大且最為重要的設備之一。在變壓器的選擇上，要切實的考慮到車間電能的需求，科學、合理的選擇節能型變壓器，這樣做的目的不僅可以減少不必要的電能消耗，同時還有效降低了水泥廠的采購成本，擴大了企業經濟效益。通常情況下，配電變壓器負荷率設計在定額容量的65%至75%之間較為合理，針對主變器而言，則需盡量依照最大需求量來選擇容量，且以此來詳細的計算出基本電費，便于保障變電器在安全、效率可靠的狀態下運行；企業可以采取經濟調度的方式來提升變壓器設計運行效率。

除此之外，水泥廠供配電節能設備中，最重要的一項設計環節便是電動機節能設計，將電動機自身的能耗降至最低的有效途徑在于，將電動機功率因數和實際運行效率進行全面提升。因此選用高運行效率的電動機是最佳的解決途徑。電動機傳動系統以及電動機自身節能裝置組成了電動機系統節能設備。例如：水泥廠中的水泵類節能變頻調速系統及風機設施等，所采用的節能裝置就是高效傳動系統，即高效的減速機和主設備的傳動系統，如大型號的磨機雙傳動系統設備等。

四、供配電設備系統節能設計要點

變電器、電動機和一些必備的燈具是水泥廠供配電設備系統中重要設備之一，其自身性能具有電感性，無功電流會在運作后留，線路的無功率消耗量的產生是由于高低壓線的流經傳輸到用電設備的末端當中，繼而產生了消耗量。因為為了減低這部分產生出耗損，可以采用靜電電容器實行無功補償。電容器因在運行中產生出的無功電流可以在很大程度上消減用電設備中的滯后無功電流，既快速的提升了功率因數了，又降低了整體的無功電流。回歸到水泥廠節能設計中，其針對水泥磨機、原料磨機等大型的高壓電動設備可以設置電容補償裝置，進行隨機的投入及切除；在水泥廠各電力室中，針對0.5kV的母線實施低壓功率因數自動補償裝置。通過上述措施可以有效的促使供電設備系統自身的功率因數達到節能所規定的指標，降低了其系統無功損耗。

五、變壓器的節能設計

變壓器設備在水泥廠中的電力室內都會有許多臺，但是在運行期間會在功率傳遞中損失大量的能耗，出現空載損耗及負載損耗等嚴重問題的發生。因此，可以在確保變壓器正常運行的情況下，將低損耗和高節能型變電器特征作為變壓器的首要選擇條件。當前國內新投運的水泥廠大多都選用了S9系類型的節能變壓器(如圖1所示)，實際損耗同S7系列做對比，空載損耗可降低到15%左右，且負載損耗降低至12%。為此，實現老變壓器的更新換代是有效減低電網損耗的重要途徑。基于目前大部分的水泥企業自身存在著大量的老變壓器設備，不能在短時間內將所有老變壓器全部的進行更新換代，因而可以進行逐年更新。

圖 1 S9系類型的節能變壓器

六、加強照明節能設計

照明節能設計原理是在確保不降低作業視覺要求且不減低照明質量的前提下，最大限度降低照明系統當中的光能損失，進而利用光能照明節能的具體措施有如下幾點：

其一，利用外界的自然光。電氣設計人員在實際設計中，需結合建筑相關知識原理，將自然光與室內人工照明系統進行充分結合，這樣便可直接省掉了大量的人工照明電能。針對水泥廠中的照明節能設計上面，主要的辦公場所、中控化驗樓、員工宿舍及食堂大樓等地是照明設計予以落實的最佳場地。

其二，針對水泥廠照明節能設計當中，需嚴格遵守照明設計原則及操作制度，詳細的核實水泥廠中所有可以用到照明場地上的具體標準、視覺要求以及實際照明功率等問題，且根據具體照明設計規定，不能對照明標準進行肆意更換，對水泥廠中的燈具安裝功率中的實際單位面積進行合理化控制，以符合照明質量為基準，在對水泥廠一般場所實施照明期間，在熒光燈選取上面，可以選擇帶有高效發光功能的，如熒光燈的型號類別可以選T8和T9類型即可；在進行室內照明的設計上，結合水泥廠中的廠區、廠房及車間的具體室內情況，可以選擇帶有高效放電氣體的光源，例如：節能型號的高壓泵燈、高壓鈉燈等照明設備。

其三，在光源用電附件的選擇上面，積極使用低能耗且高節能性的設備，如電子鎮流器、電子變壓器等。照明節能設計在針對在水泥廠辦公樓和宿舍等場地上面，可以選擇電子鎮流器，對于氣體放電燈應選用電子觸發器。同時，也可結合實際情況將目前較為流行的LED燈融入到實際照明節能設計中來。

結束語：

總而言之，水泥加工企業在具體針對節能設計上，要對電氣節能設計進行格外的重視，從設計源頭上就提升能源利用效率水平上出發，以此來減低能源消費。企業電氣設計人員要對現行的生產工藝及設備技術上進行深入研究，不斷的學習國外先進技術及經驗，促使電氣設計在滿足各項技術指標的前提下，還應充分的研究出切實可行的節能措施，從而降低企業的運行成本，為企業帶來更大的效益。

[1]張方輝.水泥廠電氣設計的節能措施研究[J].科學家,2016,4(6):106-106.

[2]劉敬民.淺談水泥廠電氣設計的節能措施[J].房地產導刊,2014(28).

[3]鄒延陽,姜大寶.淺談水泥廠電氣節能設計[J].中國科技縱橫,2011(15):296-296.

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1007-6344（2017）03-0005-02