（合肥水泥研究設計院有限公司，安徽 合肥 230051）

在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略深入實施的背景下，各行業(yè)、各領域都加強了對自身發(fā)展模式的改革與優(yōu)化，著力減少各項生產(chǎn)活動對能源與資源的消耗量，進而適應經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需求，同時還能有效降低生產(chǎn)成本，使企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢得到進一步提升。我們都知道，水泥行業(yè)在生產(chǎn)過程中需要投入大量的能源，其中電能占據(jù)很大一部分比例，而電能消耗量越大，生產(chǎn)成本也就越高，這樣一來，不僅會給水泥廠的發(fā)展造成不利影響，同時還會加劇社會能源緊缺問題，阻礙我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。通過將節(jié)能技術引入到水泥廠之中，可有效解決其電能損耗量過大的問題，使電能的有效利用率得到提升，從而增加企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進整個行業(yè)的健康長遠發(fā)展。

1 我國水泥廠的用電現(xiàn)狀

近些年，我國工業(yè)化發(fā)展速度明顯加快，水泥生產(chǎn)技術也得到了一定程度的改進和創(chuàng)新。現(xiàn)階段，我國水泥生產(chǎn)量已經(jīng)在國際上已經(jīng)名列前茅，尤其是近些年在基礎設施建設越發(fā)完善以及產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的帶動下，我國水泥總產(chǎn)量更是呈現(xiàn)出逐年攀升的趨勢。另外，城市化的不斷發(fā)展、基礎工程建設項目的增加也在一定程度上提高了我國水泥的需求量。在水泥生產(chǎn)方面，我國一直都是采用的濕法工藝或立窯工藝，經(jīng)過長時間的探索與研究，近幾年我國已經(jīng)逐漸開始采用干法生產(chǎn)工藝，并在技術設備、生產(chǎn)管理等方面不斷完善，這就推動了我國水泥行業(yè)的進一步發(fā)展。然而，從整體上來看，我國現(xiàn)階段大多數(shù)水泥廠的生產(chǎn)技術依然較為落后，這些落后的生產(chǎn)技術不僅很難提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，在耗能上也非常高，與新興技術工藝相比，其能耗要高出好幾倍。相較于發(fā)達國家而言，我國每生產(chǎn)1噸水泥所需消耗的電量要高出5度左右，若按照年產(chǎn)量50萬噸來計算，一個水泥廠每年的總耗電量要高出約250萬度，正是由于電能耗費量過高，致使水泥廠的經(jīng)濟效益無法得到有效提升，同時也對我國能源的可持續(xù)利用造成了不利影響。所以，優(yōu)化生產(chǎn)技術、控制生產(chǎn)能耗是當前我國水泥廠發(fā)展的重中之重。

2 減少水泥廠用電量的方法

2.1 大力推廣和應用新技術、新設備

水泥廠在開展生產(chǎn)活動的時候，需要用到多種多樣的設備，這些設備的功率各不相同，電能損耗程度也存在明顯的差異性，為了實現(xiàn)對電能利用率的進一步提升，就必須積極更新各種設備與生產(chǎn)技術，通過引入新設備、新技術，使電力設備運轉(zhuǎn)過程中存在的各種問題得到有效解決，目前應用頻率較高的節(jié)能技術主要有生料磨改輥壓機技術、燒成窯尾降阻改造技術、余熱發(fā)電技術、變頻調(diào)節(jié)技術等。實踐證明，通過對生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)原有立磨或管式磨升級改造為輥壓機終粉磨技術，可降低單位產(chǎn)品電能消耗4～8kWh/t。燒成窯尾降阻改造技術也是今年來水泥行業(yè)又一熱門的節(jié)能改造方向，通過對分解爐、旋風筒等關鍵設備工藝尺寸的優(yōu)化，降低關鍵部位風速，降低系統(tǒng)阻力，能使窯尾高溫風機進口負壓降低500～1500Pa，電流降低4～10A，節(jié)能效果明顯。通過應用余熱發(fā)電技術，可充分發(fā)揮出干法生產(chǎn)線中熱能的作用，使熱能的利用率從以往的60%提高到90%，該技術已經(jīng)成為我國水泥行業(yè)應用最為廣泛的節(jié)能技術之一。變頻調(diào)節(jié)技術主要針對的是窯尾高溫風機進行節(jié)能優(yōu)化，該技術的應用可有效提高熟料的利用率，使電能的消耗降低到2kWh/t，這一技術的節(jié)能效果十分顯著，對于大容量設備以及系統(tǒng)運行慣性較大的設備都比較適用。變頻調(diào)節(jié)技術的應用不僅能降低電力設備運轉(zhuǎn)過程中的負荷，同時還能降低對電網(wǎng)造成的沖擊，節(jié)能幅度約為25%。除了上述兩種節(jié)能技術以外，節(jié)能粉磨技術也可實現(xiàn)對水泥廠用電量的降低，該技術以粉磨工藝作為節(jié)能改造對象，將現(xiàn)代化輥式磨設備、輥壓機設備有效運用其中，實現(xiàn)對粉磨系統(tǒng)的優(yōu)化改造，改造完成后可創(chuàng)造出30～40%的節(jié)能效益，既能有效降低水泥廠生產(chǎn)過程的能源消耗量，同時也能提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.2 合理編制生產(chǎn)線降耗指標

水泥廠在開展生產(chǎn)作業(yè)活動的時候，要實現(xiàn)用電量進一步減少，就必須將生產(chǎn)工藝作為切入點，對其進行節(jié)能改造。水泥廠必須對自身的實際技術水平有一個全面的了解，以實際情況作為基本參照，采取適當?shù)恼{(diào)整舉措，深入挖掘生產(chǎn)線之中的潛在價值，合理編制相關能耗指標，從而實現(xiàn)對能源消耗量的有效控制，促進水泥廠綜合生產(chǎn)效益的提升。目前我國水泥行業(yè)對新型干法處理工藝的應用較為廣泛，并取得了較為顯著的節(jié)能成效。然而，站在具體應用的層面來看，盡管技術一樣，但在技術應用、設備管理等方面卻存在一定的差異，沒有把生產(chǎn)線技術所具備的優(yōu)勢全面發(fā)揮出來，這就致使水泥廠中的生產(chǎn)線消耗難以達到對應的能耗標準，這不僅會導致電能的浪費，還會對水泥廠生產(chǎn)活動的高效化開展及其可持續(xù)發(fā)展帶來極大的不良影響。所以，為了避免上述問題的出現(xiàn)，就必須注重對生產(chǎn)線降耗指標的合理編制，通過這一舉措來彌補技術與管理方面的存在的缺陷，確保生產(chǎn)線運行消耗能達到相關指標要求，雖然這一改造過程需要投入大量的資金，但相較于其創(chuàng)造出的收益來說，此項投資是非常值得的。

2.3 廠區(qū)照明節(jié)電

水泥廠照明也需要耗費大量的電能，所以，要實現(xiàn)對水泥廠用電量的減少，就必須加強廠區(qū)照明節(jié)電技術的應用。當前我國很多水泥廠生產(chǎn)車間的照明裝置都是采用的白熾燈，此類照明裝置不但亮度較低，同時還會造成電能的浪費，若采用環(huán)保型、高效型的節(jié)能照明燈替換，則能在很大程度上降低車間照明的用電量。由于采用了稀土三基色發(fā)光材料以及電子調(diào)控技術，節(jié)能燈的發(fā)光率要遠遠高于傳統(tǒng)的白熾燈，不僅如此，其輻射距離也要遠得多，在各方面技術性能上都要優(yōu)于白熾燈。對于廠區(qū)內(nèi)一些不需要經(jīng)常照明的區(qū)域，可采用聲控型的照明燈，在需要照明的時候只要發(fā)出聲音就能自動打開，且無需手動關閉，這樣既能達到節(jié)能目的，同時也能為人們提供方便。此外，還要充分發(fā)揮出自然光的價值，在能通過自然光照明的區(qū)域要盡量減少對電燈的使用，這也是一條有效的節(jié)能途徑。

3 水泥廠的節(jié)能改造措施

3.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能改造

在水泥廠實際運行的過程中，電能是其最為主要的動力能源，而負責電能分配的是水泥廠的供配電系統(tǒng)，因此，為了實現(xiàn)節(jié)省電能的目標，就必須注重對水泥廠供配電系統(tǒng)的節(jié)能改造。在對供配電系統(tǒng)進行設計的時候，應結合不同工藝區(qū)間設備的參數(shù)情況，對電能進行合理配置，確保電氣室與配電站位置的合理性，盡可能使其靠近負荷中心，最好采用一級配電的形式，使供電半徑得到縮小，從而避免出現(xiàn)不必要的電能損耗。

3.2 供配電設備的節(jié)能改造

水泥廠供配電設備的選擇也會直接影響到其能耗的高低，變壓器作為水泥廠供配電設備的組成部分之一，其重要性不言而喻。應結合不同工藝段的裝機容量對變壓器的容量進行合理選擇，確保變壓器能保持最為經(jīng)濟的負荷率，進而有效控制空載損耗。通常來說，將變壓器的負荷率控制在65%～75%是最具經(jīng)濟性與合理性的?，F(xiàn)階段，我國很多水泥廠中都還存在S7、S9系列的老式變壓器，此類變壓器的各項技術指標都比較落后，因此，積極淘汰這類老式變壓器，對其采取適當?shù)纳壐脑旒夹g，也能實現(xiàn)節(jié)能的目標。

3.3 線路損耗的節(jié)能改造

在供電容量一致的前提下，輸電線路越短，整個線路的阻抗也就越小，線路上電能的損耗量也越小。從當前的現(xiàn)狀來看，我國不少水泥廠在電力線路敷設上都存在線路設計不夠合理、線路過長等問題，這就致使水泥廠電能線損過高。鑒于此，設計人員在開展水泥廠供電線路設計工作的時候，必須全方位考慮線路路徑問題，盡可能在達到相關設計標準的基礎上，選擇敷設長度最短的路徑，進而有效控制線路損耗，實現(xiàn)節(jié)能的目標。

3.4 用電設備的節(jié)能改造

1 采用高效率電動機

水泥廠中必不可少的一個重要用電設備就是電動機，將電動機能耗降到最低的有效方法就是提高能量傳輸效率，所以，在水泥廠電氣設計中最好采用高效率的電動機與傳動系統(tǒng)。電動機的損耗主要可分為機械損耗、銅損、鐵損等，只有降低各部分的損耗，才能實現(xiàn)電動機效率與功率因素的提高。當電動機損耗降低20～30%時，效率能提高3～6%的電動機就可稱之為高效率電動機?，F(xiàn)階段，水泥生產(chǎn)線所采用的Y系列電動機的平均功率比已經(jīng)淘汰的J02系列電動機大約提高了0.4%，新型的高效率電動機的平均功率則比Y系列提高了3%左右。如果J02電動力的效率為91.5%，則Y系列電動機的效率就能達到91.9%，而高效率電動機的效率則為94.9%。如果同樣采用容量為100kW的電動機運行5千小時每年，則年總耗電量依次為519175kWh、516800kWh、500175kWh。由此可見，Y系列電動機每年可節(jié)約2375kWh，高效率電動機每年可節(jié)約19000kWh。對于水泥廠來說，全廠的電動機必定有幾十臺甚至上百臺，且這些電動機大都常年運行，每年可節(jié)省的電量累計起來是極為可觀的。由此可見，采用高效率電動機對水泥廠的節(jié)能改造來說有著十分重要的意義。

2 利用變頻器實現(xiàn)節(jié)能

伴隨生產(chǎn)技術與生產(chǎn)工藝的進一步改進和提升，水泥廠中采用變頻調(diào)速的設備也逐漸增多，對于風機和泵類設備來說，采用變頻器調(diào)速可取得極為顯著的節(jié)能成效，因為風機與泵類設備在選型的時候大都留出了一定的富余量，但在實際生產(chǎn)的時候，由于受到諸多因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)電動機運轉(zhuǎn)負荷率偏低的情況，而利用變頻的方式，恰好能提升電動機空載時的效率，從而實現(xiàn)節(jié)能的目標。一般來說，變頻器是由若干個低壓單元串聯(lián)組合而成的，其最為明顯的特點就是采用濾波器實現(xiàn)完美的輸入波形，其輸入與輸出的諧波電流都可滿足相關標準。不僅如此，變頻調(diào)速的結構也十分簡單、調(diào)速精度較高、調(diào)速范圍廣、穩(wěn)定性與可靠性較強，節(jié)能效果相對而言比較顯著。相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，水泥廠普通交流電動機的啟動電流大約為額定電流的6～7倍，而變頻調(diào)速啟動電流則低于電動機的額定電流，這就大大降低了線路的綜合損耗。

4 結語

綜上所述，水泥廠的用電量相對于其他行業(yè)的用電量來說是比較高的，對水泥廠進行節(jié)能改造、減少其用電量，是降低企業(yè)生產(chǎn)成本的關鍵，同時也是促進整個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。水泥廠要減少用電量，就必須注重對新技術、新設備的推廣和應用，合理編制生產(chǎn)線降耗指標，并加強廠區(qū)照明節(jié)電設計。在水泥廠的節(jié)能改造方面，首先要做好供配電系統(tǒng)與供配電設備的節(jié)能改造工作；其次要注重線路損耗的節(jié)能改造；最后還要落實好用電設備的節(jié)能改造工作，如采用高效率電動機、利用變頻器調(diào)速等。目前，我國不少水泥廠在控制用電量及其節(jié)能改造上都還存在一些不足和缺陷，還需在今后的實踐中不斷改進和完善。