水泥企业的节电降耗研究

2013-03-05郜瑶瑶刘书德靳阳阳胡肖芬魏闪闪孙兴凯

河南建材 2013年2期

郜瑶瑶刘龙刘书德靳阳阳胡肖芬魏闪闪肖凯孙兴凯

洛阳理工学院（471023）

0 引言

自2010年起,我国陆续关闭了一些高耗能且污染严重的水泥企业,并建立了数条能源利用率高、拥有废热回收发电设备的水泥生产线。然而在水泥生产过程中,物料输送、鼓风和排风等生产环节都会消耗大量的电能，并有大量的能量被浪费。如果增加适当的设备，便可节约大量的电能。水泥窑生产工艺产生的烟气余热,还可以利用其产生的高温高压、中压或次中压中温蒸汽,发电供水泥企业生产使用。

1 水泥企业的电耗情况

水泥行业是我国的主要耗电行业之一,其耗电量居建材企业系统之首。仅在2010年河南省51家重点用能水泥企业生产水泥年耗电68.552亿千瓦时[1]。在2006～2010年期间河南省水泥工业单位产品电能消耗指标如图1和图2所示。我们可知河南省近几年吨熟料综合电耗呈下降趋势且河南省近几年吨水泥综合电耗下降缓慢。

图1 吨熟料综合电耗

图2 吨水泥综合电耗

由此，可以看出我国水泥企业在节电方面已经有了逐步改善，但是对于很多中小型甚至某些大型水泥企业来说资源浪费现象依然非常严重。相对于国外先进的节能技术而言，我国的能源利用率依然有很大的提升空间，节能对于水泥企业来说依然是一个刻不容缓需要解决的问题。

2 水泥企业节电降耗的建议和措施

2.1 供配电系统的节能[2]

1）简化电压等级,配电电压直接引入负荷中心。由于线路输送相同的功率或容量，流过较高电压等级线路的电流较小,从而功率损耗和电能损耗较小；2）根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，选取容量与电力负荷相适应的节能型变压器，实行经济调度，提高变压器运行效率；还可通过降低输电线路上的损耗、提高功率因数、平衡三相负荷以及抑制谐波危害来减少电网中的能量损耗；3）可以在电网中采用无功补偿的方式[3]:①在变电所母线集中安装并联电容器组；②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；③在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；④在单台电动机处安装并联电容器等。采用无功补偿来减小功率因数，降低无功功率。

2.2 电动机的节能

水泥企业中电动机的装机容量占全厂总装机容量的90%以上，所以我们先考虑电动机的节能措施。水泥企业使用的电动机一般的平均功率因数在0.85左右，若利用并联电容、同步调相机等容性设备将功率因数提高到0.95以上的话，会减少20%的有功损失，若提高到1的话更是会减少28%的有功损失。而直接选用技术先进的高效率电动机，能将效率提高2%～3%，损耗可下降20%。对于2万千瓦的电动机,如改用平均效率提高1%的节能型高效电动机，年平均运行时间按5000h计，年节电可达100万度。另外，可以适当的采用就地补偿，降低电动机的功率因数。

2.3 交流变频系统节能[4]

一条新型干法生产线风机的耗电量约占整个厂用电量的30%。由于风机和水泵是发球平方率负载，如换成交流调速系统，把水泵在挡板和阀门上的能量节省下来，节能效果是很可观的。又由于控制要求不高，只要选型正确，各类变频器都可用于泵类和风机中。

2.4 合理利用峰谷电力资源

在国外,在用电高峰功率因数一般在0.95以上，而在用电低谷会高达1。而且电业部门还会根据平均功率因数的高低进行奖赏和处罚，用电高低谷的电费也是不同的，有些地区高峰的电费比低谷高出了三倍。所以高的平均功率因数不但节能，而且会为企业节省更多的资金。

2.5 选用节能型的照明设备

企业中照明等辅助设施耗电也是极多的，照明可以采用节能灯，其耗电费比白炽灯要少20%[5]。

2.6 水泥生产的余热发电[6]

水泥生产过程中产生大量的热量，在降低水泥熟料烧成热耗和水泥综合电耗的同时，充分利用水泥生产中的中、低温废气余热发电，逐步最大限度地满足自身用电需要，减少外供电量，节约成本，是世界水泥工业发展的趋势。

纯中低温余热发电是余热发电的一种方法。它利用新型干法水泥生产线窑尾余热排出的废气设置窑尾余热锅炉，窑头熟料冷却机排出的废气设置窑头余热锅炉，这些余热锅炉产生的过热蒸汽供汽轮机进行发电，以达到综合利用、节能环保的目的。纯中低温余热发电是通过利用窑头窑尾排放废气余热发电，无需消耗燃料，而且在预分解窑系统上加设纯中低温余热发电，能将水泥生产的综合热利用率从60%左右提高到90%以上。