摘要
本文介紹了水泥企業的供電特點，并根據其特點分析，提出相應的改進(jìn)措施及建議，标明改進(jìn)中的注意事(shì)項。介紹了技改後(hòu)生産線的用電情況，達到了節電目的。
随着水泥生産技術的日益成(chéng)熟，生産過(guò)程中使用的設備裝機容量也越來越大。以我公司爲例，水泥生産過(guò)程中，企業電費支出所占生産成(chéng)本的比例一般要達到35％左右（有餘熱發(fā)電系統時電費所占比例有可能(néng)小于此值），可見減少電費支出對(duì)控制水泥企業的生産成(chéng)本有積極意義。
以某水泥廠爲例，該水泥廠建有一條4 000 t/d生産線，配套使用的生料立磨電動機爲10 kV/2 800 kW，水泥磨電動機10 kV/3 550 kW，輥壓機電動機10 kV/2 800（1 400×2）kW，窯尾高溫風機電動機10 kV/2 240 kW，生料立磨循環風機電動機爲10 kV/2 240 kW，以上設備的裝機容量之和已經(jīng)達到13 630 kW，還(hái)有煤磨、煤磨風機、窯主傳、頭排風機、尾排風機，還(hái)要有水泥磨循環風機、石灰石破碎機、皮帶運輸設備和堆取料機等，一條4 000 t/d生産線總裝機容量往往要達到22 000 kW左右。廠區降壓站裝備有SZ11-12500/35變壓器2台，并聯運行。無功補償裝備3×900 kvar電容器一套。
 
1　水泥企業的供電特點
要想通過(guò)加強對(duì)降壓站的管理，降低電費的支出，首先要對(duì)水泥廠的供電特點、線路布置進(jìn)行分析。水泥生産企業的供電系統大多有以下特點：
（1）水泥廠由于生産過(guò)程中會産生較多的粉塵、噪聲，廠址一般距離城鎮較遠，外部供電線路較長(cháng)。
（2）現在水泥生産企業的廠區面(miàn)積相對(duì)緊湊，設備布置密度大。供電以廠區内的降壓站爲中心，向(xiàng)四周呈輻射狀供電。供電距離短、半徑小，隻有幾百米，一般不超過(guò)1 000 m。
（3）在初始設計時，出于安全系數的考慮，對(duì)供電電纜截面(miàn)載流量的選型有一定的冗餘，線路的電壓降比較小。
（4）主機設備的裝機容量較大，如示例中水泥磨電動機、輥壓機電動機、生料磨電動機和窯尾高溫風機電動機。其他設備的電動機容量一般不超過(guò)110 kW。
（5）所有設備中除回轉窯及周邊配套設備要24 h運轉，其他設備配合倉存可以充分利用分時電價進(jìn)行避峰填谷，分時段開(kāi)機。
（6）用電設備相對(duì)集中，便于在中壓電力室安裝電容器櫃，對(duì)功率因數進(jìn)行集中補償。
（7）現在的水泥生産企業大多使用集散控制系統（DCS系統）。
（8）水泥生産企業的行業特點是夜班在崗人員相比白天要少。
 
2　采取的相應措施
（1）降壓站由于距離城鎮較遠，在設計初期，盡可能(néng)選用35 kV及以上電壓等級進(jìn)廠。選用的供電電壓越高，線路的線損越小。在相同長(cháng)度、相同截面(miàn)的線路上輸送相同功耗的電能(néng)，電壓越高則電流越小，線路損耗也越小。
（2）對(duì)降壓站的主變壓器進(jìn)行合理選型。在經(jīng)濟條件許可的前提下，優先選用新型節能(néng)變壓器。例如我國(guó)生産的非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器的空載損耗較S9系列要降低75%左右。
（3）運輸設備在停機時要徹底把物料排空，杜絕設備帶載啓動，以降低因啓動電流大、啓動時間長(cháng)而造成(chéng)的電能(néng)損失。
（4）在做好(hǎo)“避峰填谷”的同時，盡量避免頻繁地啓動大型設備，一方面(miàn)可以減少啓動電流對(duì)線路的沖擊，另一方面(miàn)由于設備從啓動到正常運行的時間段内不能(néng)立刻加載，這(zhè)段時間的電動機效率較低。
（5）水泥生産過(guò)程中，特别是熟料的制備需要較高的溫度，爲了營造良好(hǎo)的工作環境，需要對(duì)車間的環境溫度和主要設備部件的運行溫度進(jìn)行調控。應當針對(duì)設備的使用情況，加強對(duì)環境溫度的監測，保證設備的溫升在允許範圍之内即可，不宜過(guò)于追求降溫而産生不必要的電耗。
（6）充分利用變壓器的有載調壓功能(néng)，适當控制電動機的啓動電壓，可以降低損耗。根據文獻[1]，運行電壓+5％（399 V）左右下降到額定電壓（380 V）時，有功功率下降9.37％，無功功率下降17.5％；如運行電壓再下降5％（361 V）時，則有功功率下降2.83％，無功功率下降37.68％，綜合節電率達到15％左右。現在很多電動機生産廠家生産的電動機，可以在供電電壓偏離額定電壓±10％的情況下仍能(néng)良好(hǎo)地運行。
（7）廠區内的水泵、風機等設備有條件要使用變頻器或軟啓動，對(duì)于10 kV中壓風機電動機選用高壓變頻器，磨機電動機選用水阻櫃或進(jìn)相機啓動，可以提高電動機的功率因數，補償無功功率，節約用電。
（8）降壓站要安裝電容器進(jìn)行集中補償，并對(duì)使用變頻器多的電力室安裝諧波治理設備，克服傳統無功補償和諧波治理裝置的不足，爲用電負荷提供快速、連續有源動态無功補償和諧波濾波，具有補償效果好(hǎo)、響應時間短的優點。
（9）由于水泥企業的生産特點，夜班在崗人員相比白天要少。可以通過(guò)DCS系統控制非必要地點照明，采取分時或分段式照明。同時，照明燈選用新型LED燈或其他節能(néng)型燈具，有條件的企業廠區内道(dào)路照明可以選用太陽能(néng)燈具。
（10）降壓站的兩(liǎng)台變壓器可以采取分段運行的方式。在原料線和水泥磨避峰或間歇停機時，水泥廠内隻有回轉窯、煤磨和高溫、頭排、尾排、循環風機、篦冷機及風機群等設備用電。如果一台變壓器的容量能(néng)夠滿足上述設備的負荷需求，可以隻用一台變壓器進(jìn)行供電，減少變壓器自身的損耗。
 
3　注意事(shì)項
（1）通過(guò)調節變壓器的有載調壓進(jìn)行電壓調整時，調節頻次不宜過(guò)于頻繁，要根據電壓和負荷波動進(jìn)行動态調節，現場實際操作中不宜過(guò)于頻繁，以＜10次/24 h爲宜。
（2）利用變壓器的有載調壓功能(néng)調低電壓節約電能(néng)時，每次設備停機前要徹底開(kāi)空，避免帶載啓動造成(chéng)的悶車現象和啓動電流過(guò)大對(duì)電動機性能(néng)的不良影響。
（3）降壓站使用無功補償裝置時，由于設備的發(fā)熱量大，要做好(hǎo)設備的通風降溫和定期除塵。
（4）總降使用一台變壓器時，兩(liǎng)台主變壓器可以輪換投入運行。既有利于變壓器的散熱，又可以對(duì)停電的變壓器進(jìn)行清塵檢修，還(hái)可以避免變壓器在夏季高溫潮濕天氣絕緣油的吸潮。
 
4　效果
2018年初，對(duì)某水泥廠降壓站的供電設備采取了一系列節電措施，2017年該廠用電量統計見表1，2018年用電量統計見表2。
表1　2017年用電統計 表2　2018年用電統計  
2018年的平均電價與2017年全年相比，在功率因數不變的情況下，單位電價下降了0.016元/kWh，2018年爲企業節約電費支出99萬餘元。
摘自《水泥》