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电机系统节能——水泥行业降耗

时间:2010-04-24 来源:未知 编辑:电气自动化技术网 点击:次 字体设置:

  水泥工业是国民经济的重要生产,同时也是高耗能产业。2005年统计数字显示,水泥制造业能源消耗总量占建材工业能源消耗总量的75.5%。其中,电动机系统能源在水泥生产能耗中占有相当的比重。根据水泥行业“十一五”规划,该行业节能降耗目标是在“十五”的基础上下降25%,高于国家“十一五”整体能耗下降20%的目标。因此做好电机系统能工作对水泥行业降耗极为重要。

  我们不妨从电动机系统设计、电动机的选型、调速方式等环节入手,大力应用新技术新成果,促进企业的节能降耗。

电机系统节能——水泥行业降耗

  一、优化设计,注重细节

  水泥生产线的总图和流程的设计是决定性的环节,要在满足工艺要求、厂内交通和设备检修空间的要求下,尽量做到工艺流程简单、布置紧凑,减少各类管理和电路的损耗,达到节能的目的。在推进水泥行业节能工作的进程中,节能设计是关键、电机系统优化设计是电机系统节能的源头,必须加以重视。

  二、改造老式电动机

  老式电动机的改造主要采用更换电动机的外风扇的方式,将电动机的外风扇改为节能型,对于不同型号的电动机,有对应的节能型风扇产品可供选用。主要用于单位方向运转的2极和4极电动机,改后可提高效率1.35%-2.55%。或者采用磁性槽泥代替原来的槽楔,用磁性槽泥进行电动机节能改造后,可降低电动机的铁芯损耗和附加损耗,提高效率,虽然启动转矩会下降10%-20%,但很适合空载或轻载启动的电动机改造。

利用变频,调速节能

  三、利用变频,调速节能

  1.风机、水泵上的变频调速节能

  大部分水泥厂的一些设备尤其是一些大功率设备在生产过程中绝大部分时间都是不满负荷,在生产过程中都是通过调节挡风板或阀门的开启角度的机械调节方法来满足不同的用风(水)量。

  这种操作方式的缺点是:

  (1)电机及风机或水泵的转速高,负荷强度重,电能浪费严重;

  (2)设备运行的自动化程度相当低,几乎完全靠人工调节,调节精度差,控制不精确;

  (3)电气控制采用直接或降压起动,启动时电流对电网冲击大,需要的电源(电网)容量大,功率因素较低。

  (4)起动时机械冲击大,设备使用寿命低;

  (5)噪声大,粉尘污染严重等。

  目前水泥厂主要有生料磨排风机,窑尾废气处理风机,罗茨风机,水泥磨排风机,煤磨风机、蓖冷机风机、选粉机、循环水泵、给水泵等。由于变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系,所以风机水泵采用变频调速节能效果非常明显。

  2.用变频调速取代传统调速

  传统调速所采用的晶闸管串级调速、直流调速、电磁滑差调速、液力耦合器调速和异步电动机的变级调速等存在传动效率低、难维护等缺点,而变频调速结果简单,稳定可靠,调速精度高,启动转矩大,调速范围广。所以采用变频调速在提高机械的传动效率就可节能20%左右。

  3.变频应用于空气压缩机

  空压机恒压供气使用变频器与压力控制构成闭环控制系统,使压力波动减少1.5%,降低噪音、减少振动。保证设备使用寿命。用变频器后,空压机可在任何压力下随意启动,打破了以前不允许带压起动的规定,起动电流也较以前大大降低。通过使用变频器后的实例,多数压缩机节电率约在20%左右。

  变频改造具有显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率,有满足了生产工艺要求,并且还大大减少了设备维护、维修费用,另外当采用变频调速时,由于变频装置内在的直流电抗器能很好的改善功率因数,也可以为电网节约容量。直接和间接经济效益十分明显。

  四、改进工艺、降低电机能耗

  水泥生产工艺的先进与落后,耗电的差异是很大的。据《中国建材报》2005年10月18日报道,我国工艺先进的水泥企业每吨水泥综合耗电65度,部分的吨耗电达到55度水平,而工艺落后的水泥企业甚至可达到吨耗电120度(生产高强度水泥耗电可达130度),由此可测算水泥企业的节电空间在45%-55%之间。而要通过改进水泥生产工艺达到节电目的的,可采取以下一些措施:

  1.在生料磨机前增设预破系统。这样可以使进入生料磨机前的主要原料如石灰等充分细碎,并增设封闭式筛分设备,将入磨物料的粒度降至“最佳经济入磨粒度”,耗电将大幅度降低。广东四会骏马公司300t/d新型干法生产线,按此处理产量由200t/h左右增至266t/h,节电超过10%,据统计,该项目总投资仅节电一项不足半年即可收回全部投资。

  2.改变磨机中各种规格研磨体的配比。一般,水泥行业磨机的每个仓内是按3-5个规格的级别来配置研磨体的。水泥企业可在专家指导下:(1)改变各样规格研磨机的配比;(2)调整研磨体的填充率;(3)通过改变研磨体衬板工作面的形状等,可取得明显的节电效果(节电达5%)。

  3.改进生产工艺,提高主机生产能力,提高辅机有效使用率。这样可以达到减少辅机的装机容量,即合理改进工艺,减少15%-45%的辅机,节电约10%-25%。

  4.采用新型粉磨设备及技术。对设备老化的水泥企业,可采用新型粉磨设备及技术。如采用成都建材工业设计研究院等研制的新型粉磨生产线,直径3X11m的磨机平均台时产量达到60t,系统耗电小于28kw·h/t;再如北京磨利持水泥粉磨技术研究中心最新研制的磨机及粉磨技术,使生产42.5级水泥的耗电由一般45-50kW·h/t下降到25-30kW·h/t,原材料利用率接近100%,每生产一吨水泥节电20kW·h/t左右。

  5.大力推广生产(供应)散装水泥,减少水泥装袋程序。这样可减少包装设备及包装后的传送装置等的电力消耗,达到节省一定量的电能的目的,同时也有利于减少因包装水泥引起的粉尘污染、保障工人的身体健康。

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