摘要：節能降耗是對于水泥行業來說是一項迫在眉睫的大事。本文簡要介紹了現代水泥生產工藝中的重點耗能環節，并針對各耗能環節提出有效的電氣節能技術和應用案例，形成一套完整的電氣節能措施。這套節能措施，經過眾多廠家的實際應用檢驗，大幅提高了廠家的效益。

    在我國水泥企業中，普遍存在著大型用電設備能耗高且利用率低的問題，在運行中造成極大的能源浪費，使生產成本居高不下，給企業造成了極大的經濟損失。
    生產工藝分析：1、水泥行業的主要生產設備及工藝流程可以簡要的概括為“兩磨一燒”，即首先將原料粉磨成生料，然后經過煅燒形成熟料，再將熟料粉磨成水泥。其主要的用電設備有破碎機、球磨機、風機三種，這三種設備占整個水泥廠耗電量的98％以上，其中破碎機、球磨機在水泥行業中占耗能的70％，風機占整個能耗的20％左右。
    (1)、主要生產設備的能耗分析在水泥行業各個主要工藝環節流程中。電能浪費主要是兩個方面引起的：一方面是系統功率因數偏低，存在大量的無功損耗現象；另一方面是電能利用率偏低，存在大量的隱形浪費現象。具體表現在：1)、原料磨、水泥磨、煤磨等球磨機需重載起動，在起動過程中存在起動電流過大：運行過程中功率因數過低的問題。傳統的起動方式和電容補償方式，并不能徹底解決上述問題，這些因素都使得球磨機運行效率偏低。線路損耗較高，從而嚴重影響企業的經濟效益。2)、石灰石等原料破碎機在使用過程中由與負載變化幅度較大，電機經常處于“大馬拉小車”的工作狀態，這種輕載和空載運行工況下。造成電動機自然功率因數偏低，耗用無功比例較大，損失電能增加。3)、水泥行業使用大量的大功率風機，比如：窯頭風機、廢氣風機等。風機起動過程中同樣存在起動電流過大，運行過程中功率因數過低等問題，使得風機運行效率較低，線路損耗較高，嚴重影響企業的經濟效益。風機在我國使用過程中還普遍存在選型余量比較大的問題。風機放風率高達10—30％，而且還有企業采用擋風板或放風閥等老式方法控制風量．這種傳統的調節風量的方法降低了設備的利用率，造成了不必要的能源浪費。
   (2)、輔助設備的工藝流程在整條水泥生產線上，還有多套低壓配電系統，以保證水泥生產線的正常生產。這種類型的低壓配電系統巾，也同樣存在巨大的節能空間。其具體表現在：1)、在一些水泥生產環節，使用大量中小型電機，來輔助生產，如：水泥粉磨站中使用的提升機、風機等，熟料庫中使用的斗式提升機、離心風機等。這些電機功率相對較小，但數量眾多，直接起動會造成對電網的頻繁累積沖擊，影響電網供電電壓，形成瞬間電壓跌落；并且有可能造成電機起動困難現象，需采取增加變壓器容量的方法來解決此類問題，這樣直接增加企業的成本投資．影響企業的經濟效益。2)、在上述低壓配電系統中，由于眾多中小型電機等感性負載的存在，使得低壓配電系統功率因數偏低，并且電壓配電系統中還伴隨有一些單相負載，如照明負載等。這些單相負載的存在有可能拉低電網某相電壓造成低壓配電系統三相不平衡現象，使得低壓配電系統損耗大大增加。若采用老式的三相電容集中補償技術，會出現某相過補償或欠補償的現象，難以對系統的無功補償進行有效補償；另外，這種集中補償方式還存在另一個弊端，即大量的無功電流仍然在企業內部的輸配電線路中流動，這些無功電流依然會給企業造成大量的經濟損失。
    方案概述根據對水泥廠以上工藝流程的分析，水泥廠眾多用電設備都存在巨大的節能空間，對這些節能空間加以利用，企業會獲得可觀的經濟效益。結合我公司（襄陽源創工業控制有限公司）節能系列產品的特點，我公司從兩大方面提出了以下全新水泥行業節能降耗技術方案： 

    根據對水泥廠以上工藝流程的分析，水泥廠眾多用電設備都存在巨大的節能空間，從水泥生產線供、配、用的各環節上論述水泥廠電氣節能的可行性及相應措施。1、針對水泥生產線上的主要設備所能提供的節能措施：
    (1)針對水泥工藝流程中使用的眾多球磨機目前較為成熟的方式是采用YRQ系列液體電阻起動器。YRQ系列液體電阻起動器是為改善大中型繞線式異步電動機的起動性能而研制的新一代起動器。它利用兩極間的液體電阻，通過機械傳動裝置使極板的距離逐步接近，直至接觸，達到串人轉子回路中的電阻無級變小后為零，實現電機無沖擊地平滑起動。其特點是啟動電流小；對電網無沖擊，熱容量大，可連續啟動5—10次，維護方便．使用可靠。繞線式電動機可采用進相機補償的方式。LP系列靜止式進相器是專為大中型繞線式異步電動機研制的新一代補償設備，將T頻電源變為和轉子電流同頻率，且相位超前的電勢疊加到電機轉子回路中。改變轉子電流與轉子電樂的相位關系，進而改變電機定子電流與定子電壓的相位關系，終達到對電機補償的目的；同時電機自身運行電流減少，相應的電機銅損降低20-30％，效率提高，電機溫升降低，產生良好的節能效果。(2)、國家對三相異步電動機3個運行區域作了相關規定，考慮到既能滿足水泥廠設備運行需要，又能使其盡可能地提高效率，水泥企業一般負載率保持在60％一100％較為理想。根據破碎機在水泥工況下的運行狀況，采用新一代LVP系列智能型電機節電器作為電機節電設備。LVP系列電機節電器適用于低壓各種輕負載和變負載的鼠籠電機節能運行，是通過控制三路雙向可控硅的導通狀態，控制電機的起動電流和電機運行時的輸m功率．實現電機恒流軟起動．自動跟蹤電機負載變化、自動調節輸出功率。通過捕捉和過濾輸電線路中有害的脈沖波一瞬流，而達到穩壓，保護和節電的目的。(3)、對于水泥廠使用的風機有三種方案進行節能改造：一種方案是采用YRQ系列液體電阻起動器作為起動設備，LVP系列靜止式進相器作為補償設備。有效解決了風機起動過程中電流過大，運行過程中功率因素過低等問題。另外兩種方案主要針對風機余量較大提出的，采用LYT液體電阻調速器或LBT變頻器來調節風機風量。LYT液體電阻調速器與YRQ液體電阻起動器類似，唯一不同之處在LYT液體電阻調速器可以通過手動或自動方式調節液阻大小。從而達到電機調速的目的；而變頻調速是一種廣泛應用電機凋速技術，檢測溫度等外圍信號，自動送風排風。對風機輸出風量做到自動控制。這兩種方案都能徹底解決使用擋風板或放風閥等老式方法控制風量造成的電能浪費現象。由于變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸人頻率成正比的關系，通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。而風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。當風機水泵的轉速下降10％時，電機消耗功率下降27．1％。所以，風機、水泵采用變頻調速節能效果非常明顯。2、針對水泥生產線上的低壓配電系統中的輔助設備所能提供的節能方案(1)、為解決水泥廠眾多中小型電機起動時由于起動電流大而產生對電網沖擊的問題，采用新一代YGQ固態軟起動器對電機實現平滑起動。YGQ系列固態軟起動器，“泛用于低壓鼠籠式電機，通過控制三相雙向晶閘管的導通狀態進而控制電機的起動電流，從而實現電機的平滑起動，減小電機起動對電網的沖擊。(2)、針對水泥廠低壓配電系統普遍存在三相負載不平衡現象。及電容集中補償效果并不是理想的情況。采用

 

LDB電容精確補償方案，對低壓配電系統采用互相共補與分補相結合技術。對三相不僅采取三相電容共補技術，同時采用單相電容分補技術，這種三相共補與分補相結合技術對低壓系統中各負載做到精確補償．效果要優于電容集中補償，降低了配電線路部分無功損耗，使得功率因數進一步提高。i相電容分補技術，其原理是根據每相感性負載的大小和功率因數的高低進行相應的單相補償，對其它相不產生相互影響．不會產生欠補償和過補償的情況，同時由于采取了電容分補技術。使得三相不平衡現象得到改善，進一步降低系統損耗；并且方案中采用就地補償技術，在低壓配電線路末端的負載處。直接提供負載所需要的無功功率，進而減小低壓配電網自身的無功流量，降低線損和線路電壓降。
    經濟效益分析：1、球磨機采用YRQ液體起動器作為球磨機起動設備后．球磨機起動過程平滑，減少了對機械設備沖擊，有效地延長球磨機使用壽命。降低電機起動溫升，大幅降低維修頻次，從而保障生產線正常連續生產。采用LP系列靜止式進相器對球磨機進行補償后，成功實現了對球磨機的補償，降低了配電線路部分無功損耗．使球磨機效率及過載能力大大提高．并且使得電機運行電流減少，相應的電機銅損降低20-30％，電機運行效率提高。產生良好的節能效果。