關(guān)于水泥廠電氣設(shè)計(jì)節(jié)能舉措的相關(guān)探究

施恒亮

關(guān)于水泥廠電氣設(shè)計(jì)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(guó)城市化規(guī)模日益壯大的當(dāng)下，我國(guó)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(jìn)展，但是從目前的水泥生產(chǎn)過(guò)程上看，還存在著亟需解決的問(wèn)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(jì)中的節(jié)能措施上入手。本文從水泥廠電氣設(shè)計(jì)節(jié)能具體措施進(jìn)行有效性研究。

水泥廠；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能舉措

自我國(guó)改革開(kāi)放至今，國(guó)民生產(chǎn)總值不斷提升，但是由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。國(guó)內(nèi)水泥廠工業(yè)基于能耗高、資源消耗量大等存在的實(shí)質(zhì)問(wèn)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(shí)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(jì)

電能作為水泥生產(chǎn)過(guò)程中最重要的能源之一，就供配電系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，既可以大幅度減少能源的實(shí)際消耗量，同時(shí)對(duì)于生態(tài)環(huán)境也起到了積極的保護(hù)作用。在針對(duì)水泥廠的實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃時(shí)，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(shí)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(gè)電力室應(yīng)該針對(duì)結(jié)合車(chē)間負(fù)荷在所覆蓋轄區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況，對(duì)實(shí)際變壓器的容量、對(duì)應(yīng)臺(tái)數(shù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，預(yù)防在供電站自身處于淡、旺季時(shí)出現(xiàn)檢修不及時(shí)等等原因，對(duì)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(shí)，在進(jìn)行配套余熱發(fā)電等建設(shè)項(xiàng)目上，選擇合適的臺(tái)數(shù)及設(shè)計(jì)出科學(xué)的變電器容量，對(duì)選擇、搭配及預(yù)留等方面進(jìn)行合理化選擇。

二、縮減線路損耗問(wèn)題

在電流經(jīng)過(guò)線路運(yùn)行不變的情況下，其主要特征表現(xiàn)在，線路越長(zhǎng)，相應(yīng)的電阻值就越大，自身的能耗也就損失越多?；趪?guó)內(nèi)各地水泥廠中，電路設(shè)施較多，且具有較長(zhǎng)的供電線路。例如：在水泥生產(chǎn)線上的一條約合4500t/d的實(shí)際電纜長(zhǎng)度約在19至24萬(wàn)m之間。由此可以得知，線路在運(yùn)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(jì)人員將減少線路損耗作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上的重點(diǎn)，予以充分的關(guān)注。通過(guò)設(shè)計(jì)電纜自身規(guī)格長(zhǎng)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(wèn)題。

在具體設(shè)計(jì)中，會(huì)涉及到線路損耗的計(jì)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(jì)過(guò)程中，在電機(jī)的選擇環(huán)節(jié)中，針對(duì)超過(guò)200kW的功率電機(jī)，可以適當(dāng)?shù)倪x擇功率在10kV型號(hào)的電機(jī)，其目的在于：在針對(duì)線路損耗降低問(wèn)題上，可以采取減少線路電流的方式予以實(shí)現(xiàn)；就某一供電線路設(shè)備來(lái)說(shuō)，若想有效的減低線損問(wèn)題，需要在實(shí)際電流不變的情況下來(lái)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(shí)的考慮到車(chē)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(shí)還有效降低了水泥廠的采購(gòu)成本，擴(kuò)大了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下，配電變壓器負(fù)荷率設(shè)計(jì)在定額容量的65%至75%之間較為合理，針對(duì)主變器而言，則需盡量依照最大需求量來(lái)選擇容量，且以此來(lái)詳細(xì)的計(jì)算出基本電費(fèi)，便于保障變電器在安全、效率可靠的狀態(tài)下運(yùn)行；企業(yè)可以采取經(jīng)濟(jì)調(diào)度的方式來(lái)提升變壓器設(shè)計(jì)運(yùn)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(xiàng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)便是電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)，將電動(dòng)機(jī)自身的能耗降至最低的有效途徑在于，將電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)和實(shí)際運(yùn)行效率進(jìn)行全面提升。因此選用高運(yùn)行效率的電動(dòng)機(jī)是最佳的解決途徑。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)以及電動(dòng)機(jī)自身節(jié)能裝置組成了電動(dòng)機(jī)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(jī)設(shè)施等，所采用的節(jié)能裝置就是高效傳動(dòng)系統(tǒng)，即高效的減速機(jī)和主設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)，如大型號(hào)的磨機(jī)雙傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備等。

四、供配電設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

變電器、電動(dòng)機(jī)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(wú)功電流會(huì)在運(yùn)作后留，線路的無(wú)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?yàn)闉榱藴p低這部分產(chǎn)生出耗損，可以采用靜電電容器實(shí)行無(wú)功補(bǔ)償。電容器因在運(yùn)行中產(chǎn)生出的無(wú)功電流可以在很大程度上消減用電設(shè)備中的滯后無(wú)功電流，既快速的提升了功率因數(shù)了，又降低了整體的無(wú)功電流?；貧w到水泥廠節(jié)能設(shè)計(jì)中，其針對(duì)水泥磨機(jī)、原料磨機(jī)等大型的高壓電動(dòng)設(shè)備可以設(shè)置電容補(bǔ)償裝置，進(jìn)行隨機(jī)的投入及切除；在水泥廠各電力室中，針對(duì)0.5kV的母線實(shí)施低壓功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置。通過(guò)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(dá)到節(jié)能所規(guī)定的指標(biāo)，降低了其系統(tǒng)無(wú)功損耗。

五、變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

變壓器設(shè)備在水泥廠中的電力室內(nèi)都會(huì)有許多臺(tái)，但是在運(yùn)行期間會(huì)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(wèn)題的發(fā)生。因此，可以在確保變壓器正常運(yùn)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(guó)內(nèi)新投運(yùn)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(shí)際損耗同S7系列做對(duì)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(shí)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(shí)間內(nèi)將所有老變壓器全部的進(jìn)行更新?lián)Q代，因而可以進(jìn)行逐年更新。

圖 1 S9系類型的節(jié)能變壓器

六、加強(qiáng)照明節(jié)能設(shè)計(jì)

照明節(jié)能設(shè)計(jì)原理是在確保不降低作業(yè)視覺(jué)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(jìn)而利用光能照明節(jié)能的具體措施有如下幾點(diǎn)：

其一，利用外界的自然光。電氣設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需結(jié)合建筑相關(guān)知識(shí)原理，將自然光與室內(nèi)人工照明系統(tǒng)進(jìn)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(duì)水泥廠中的照明節(jié)能設(shè)計(jì)上面，主要的辦公場(chǎng)所、中控化驗(yàn)樓、員工宿舍及食堂大樓等地是照明設(shè)計(jì)予以落實(shí)的最佳場(chǎng)地。

其二，針對(duì)水泥廠照明節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，需嚴(yán)格遵守照明設(shè)計(jì)原則及操作制度，詳細(xì)的核實(shí)水泥廠中所有可以用到照明場(chǎng)地上的具體標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求以及實(shí)際照明功率等問(wèn)題，且根據(jù)具體照明設(shè)計(jì)規(guī)定，不能對(duì)照明標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行肆意更換，對(duì)水泥廠中的燈具安裝功率中的實(shí)際單位面積進(jìn)行合理化控制，以符合照明質(zhì)量為基準(zhǔn)，在對(duì)水泥廠一般場(chǎng)所實(shí)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(hào)類別可以選T8和T9類型即可；在進(jìn)行室內(nèi)照明的設(shè)計(jì)上，結(jié)合水泥廠中的廠區(qū)、廠房及車(chē)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(hào)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(jì)在針對(duì)在水泥廠辦公樓和宿舍等場(chǎng)地上面，可以選擇電子鎮(zhèn)流器，對(duì)于氣體放電燈應(yīng)選用電子觸發(fā)器。同時(shí)，也可結(jié)合實(shí)際情況將目前較為流行的LED燈融入到實(shí)際照明節(jié)能設(shè)計(jì)中來(lái)。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，水泥加工企業(yè)在具體針對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)上，要對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行格外的重視，從設(shè)計(jì)源頭上就提升能源利用效率水平上出發(fā)，以此來(lái)減低能源消費(fèi)。企業(yè)電氣設(shè)計(jì)人員要對(duì)現(xiàn)行的生產(chǎn)工藝及設(shè)備技術(shù)上進(jìn)行深入研究，不斷的學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，促使電氣設(shè)計(jì)在滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提下，還應(yīng)充分的研究出切實(shí)可行的節(jié)能措施，從而降低企業(yè)的運(yùn)行成本，為企業(yè)帶來(lái)更大的效益。

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1007-6344（2017）03-0005-02