施恒亮

關(guān)于水泥廠電氣設(shè)計節(jié)能舉措的相關(guān)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(guī)模日益壯大的當(dāng)下，我國水泥產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新改革后，水泥行業(yè)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(chǎn)過程上看，還存在著亟需解決的問題，企業(yè)若想快速提升水泥生產(chǎn)中的節(jié)能和效率，就必須從水泥廠電氣設(shè)計中的節(jié)能措施上入手。本文從水泥廠電氣設(shè)計節(jié)能具體措施進行有效性研究。

水泥廠；電氣設(shè)計；節(jié)能舉措

自我國改革開放至今，國民生產(chǎn)總值不斷提升，但是由于國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)存在著不合理性，使得能源消耗量巨大。因此，節(jié)能減排已經(jīng)上升成為穩(wěn)定社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問題。國內(nèi)水泥廠工業(yè)基于能耗高、資源消耗量大等存在的實質(zhì)問題，因此企業(yè)自身必須站在全局的角度，加快水泥廠產(chǎn)業(yè)自身的結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推行實用的節(jié)能減排技術(shù)及裝備，完善水泥產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排任務(wù)。

一、供配電系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計

電能作為水泥生產(chǎn)過程中最重要的能源之一，就供配電系統(tǒng)進行科學(xué)合理的設(shè)計，既可以大幅度減少能源的實際消耗量，同時對于生態(tài)環(huán)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(tǒng)進行詳細規(guī)劃時，首先要結(jié)合具體供配電情況，使得供配電系統(tǒng)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(yè)可以將配電站及電力室依照實際情況盡可能的安置在負(fù)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(yīng)該針對結(jié)合車間負(fù)荷在所覆蓋轄區(qū)內(nèi)的實際情況，對實際變壓器的容量、對應(yīng)臺數(shù)進行科學(xué)的設(shè)計，預(yù)防在供電站自身處于淡、旺季時出現(xiàn)檢修不及時等等原因，對供電系統(tǒng)工作中的負(fù)荷產(chǎn)生不利影響，可以采取切除變壓器的方式，防止出現(xiàn)由于電力系統(tǒng)中的供電輕載，而出現(xiàn)的大量電能受到損耗的現(xiàn)象。與此同時，在進行配套余熱發(fā)電等建設(shè)項目上，選擇合適的臺數(shù)及設(shè)計出科學(xué)的變電器容量，對選擇、搭配及預(yù)留等方面進行合理化選擇。

二、縮減線路損耗問題

在電流經(jīng)過線路運行不變的情況下，其主要特征表現(xiàn)在，線路越長，相應(yīng)的電阻值就越大，自身的能耗也就損失越多。基于國內(nèi)各地水泥廠中，電路設(shè)施較多，且具有較長的供電線路。例如：在水泥生產(chǎn)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(chǎn)生出大量的電能損耗現(xiàn)象是十分明顯的。這就需要相關(guān)設(shè)計人員將減少線路損耗作為設(shè)計環(huán)節(jié)上的重點，予以充分的關(guān)注。通過設(shè)計電纜自身規(guī)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(shè)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(shè)計過程中，在電機的選擇環(huán)節(jié)中，針對超過200kW的功率電機，可以適當(dāng)?shù)倪x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(xiàn)；就某一供電線路設(shè)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(dāng)?shù)臏p少線路電阻的方式予以解決。

三、積極采用節(jié)能型供配電設(shè)備

水泥廠供電設(shè)備中，變電器作為數(shù)量龐大且最為重要的設(shè)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(xué)、合理的選擇節(jié)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(yè)經(jīng)濟效益。通常情況下，配電變壓器負(fù)荷率設(shè)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(tài)下運行；企業(yè)可以采取經(jīng)濟調(diào)度的方式來提升變壓器設(shè)計運行效率。

除此之外，水泥廠供配電節(jié)能設(shè)備中，最重要的一項設(shè)計環(huán)節(jié)便是電動機節(jié)能設(shè)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(shù)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(tǒng)以及電動機自身節(jié)能裝置組成了電動機系統(tǒng)節(jié)能設(shè)備。例如：水泥廠中的水泵類節(jié)能變頻調(diào)速系統(tǒng)及風(fēng)機設(shè)施等，所采用的節(jié)能裝置就是高效傳動系統(tǒng)，即高效的減速機和主設(shè)備的傳動系統(tǒng)，如大型號的磨機雙傳動系統(tǒng)設(shè)備等。

四、供配電設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能設(shè)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(shè)備系統(tǒng)中重要設(shè)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(chǎn)生是由于高低壓線的流經(jīng)傳輸?shù)接秒娫O(shè)備的末端當(dāng)中，繼而產(chǎn)生了消耗量。因為為了減低這部分產(chǎn)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(chǎn)生出的無功電流可以在很大程度上消減用電設(shè)備中的滯后無功電流，既快速的提升了功率因數(shù)了，又降低了整體的無功電流?；貧w到水泥廠節(jié)能設(shè)計中，其針對水泥磨機、原料磨機等大型的高壓電動設(shè)備可以設(shè)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(shù)自動補償裝置。通過上述措施可以有效的促使供電設(shè)備系統(tǒng)自身的功率因數(shù)達到節(jié)能所規(guī)定的指標(biāo)，降低了其系統(tǒng)無功損耗。

五、變壓器的節(jié)能設(shè)計

變壓器設(shè)備在水泥廠中的電力室內(nèi)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(xiàn)空載損耗及負(fù)載損耗等嚴(yán)重問題的發(fā)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(jié)能型變電器特征作為變壓器的首要選擇條件。當(dāng)前國內(nèi)新投運的水泥廠大多都選用了S9系類型的節(jié)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(fù)載損耗降低至12%。為此，實現(xiàn)老變壓器的更新?lián)Q代是有效減低電網(wǎng)損耗的重要途徑?；谀壳按蟛糠值乃嗥髽I(yè)自身存在著大量的老變壓器設(shè)備，不能在短時間內(nèi)將所有老變壓器全部的進行更新?lián)Q代，因而可以進行逐年更新。

圖 1 S9系類型的節(jié)能變壓器

六、加強照明節(jié)能設(shè)計

照明節(jié)能設(shè)計原理是在確保不降低作業(yè)視覺要求且不減低照明質(zhì)量的前提下，最大限度降低照明系統(tǒng)當(dāng)中的光能損失，進而利用光能照明節(jié)能的具體措施有如下幾點：

其一，利用外界的自然光。電氣設(shè)計人員在實際設(shè)計中，需結(jié)合建筑相關(guān)知識原理，將自然光與室內(nèi)人工照明系統(tǒng)進行充分結(jié)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(jié)能設(shè)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(shè)計予以落實的最佳場地。

其二，針對水泥廠照明節(jié)能設(shè)計當(dāng)中，需嚴(yán)格遵守照明設(shè)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(biāo)準(zhǔn)、視覺要求以及實際照明功率等問題，且根據(jù)具體照明設(shè)計規(guī)定，不能對照明標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量為基準(zhǔn)，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(fā)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(nèi)照明的設(shè)計上，結(jié)合水泥廠中的廠區(qū)、廠房及車間的具體室內(nèi)情況，可以選擇帶有高效放電氣體的光源，例如：節(jié)能型號的高壓泵燈、高壓鈉燈等照明設(shè)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(jié)能性的設(shè)備，如電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器等。照明節(jié)能設(shè)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(zhèn)流器，對于氣體放電燈應(yīng)選用電子觸發(fā)器。同時，也可結(jié)合實際情況將目前較為流行的LED燈融入到實際照明節(jié)能設(shè)計中來。

結(jié)束語：

總而言之，水泥加工企業(yè)在具體針對節(jié)能設(shè)計上，要對電氣節(jié)能設(shè)計進行格外的重視，從設(shè)計源頭上就提升能源利用效率水平上出發(fā)，以此來減低能源消費。企業(yè)電氣設(shè)計人員要對現(xiàn)行的生產(chǎn)工藝及設(shè)備技術(shù)上進行深入研究，不斷的學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)及經(jīng)驗，促使電氣設(shè)計在滿足各項技術(shù)指標(biāo)的前提下，還應(yīng)充分的研究出切實可行的節(jié)能措施，從而降低企業(yè)的運行成本，為企業(yè)帶來更大的效益。

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

[2]劉敬民.淺談水泥廠電氣設(shè)計的節(jié)能措施[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2014(28).

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

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1007-6344（2017）03-0005-02