水泥行业的电气节能

作者:大发黄金版网页版登录官方 发布时间:2020-07-27 01:23

  节约能源是我国的基本国策,国家制定了“节能中长期专项规划”,为落实此规划目标,国家发改委最近启动了十大重点节能工程,包括节约和替代石油、燃煤工业(窑炉)改造、区域热电联产、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、建筑节能、绿色照明、政府机构节能以及节能监测和技术服务体系建设工程等。作为耗能大户的水泥行业是国家宏观调控的重点,也是节能的重点行业,在“十一五”期间国家十大重点节能工程中和水泥行业有关的有:燃煤工业(窑炉)改造、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化等项,通过实施专项规划,水泥单位产品综合能耗要求下降20%,生产每吨水泥电耗控制在100kWh内。按我国水泥年产12亿吨计算,如达到节能指标,则每年可节约百万吨煤,节电百亿度,并且可使废气排放量降低,有利于保护环境,同时也降低了企业成本。电能是各种能源中最为经济实用,清洁方便,且容易传输、控制和转换的能源,电气节能技术推广将有助于显着减少一次能源的消耗和环境污染。水泥厂电气节能的就是要从电网开始,在供、配、用电的各环节上挖掘节电的潜力,其中有:线路和变压器的节能,尽量降低供电系统的损耗;电机系统的节能,采用高效的传动系统,提高电动机系统的效率;大力推广“绿色照明工程”,使用高效节能电光源;低温废气的余热综合利用,实现纯低温余热发电和供热工程;在运行过程中,还要对整个电网实施在运行管理技术上的节能技术。

  一条5000t/d新型干法水泥熟料生产线,主要用电包括石灰石矿山,石灰石皮带机运输,一直到水泥散装发运为止的主生产流程,以及空压机、水泵站、水处理、厂前区、机电修等辅助流程。据常州某5000t/d熟料水泥厂统计:整条生产线kW,如功率因数COSΦ以0.92计,视在容量则约28000kVA,为此水泥工厂必须设置总降压变电站,选用一台容量为35000kVA主变压器,如双电源进线kVA变压器。由于每条水泥熟料生产线接入的电网和工艺状况不同,上述数据和配置则是某一实例。另据综合信息,一座5000t/d熟料水泥厂共有电机约700台左右,双向运转电机约为l5台,阀门数量约为80个,其中电动控制阀门为70台左右,还有其它用电设备等约300台组。由总降压变电站接入的电能,必须经由若干个开关站和马达控制中心组成的供配电系统才能输送到各用电设备。本文将从水泥生产线供、配、用的各环节上论述水泥厂电气节能的可行性及相应措施,有关纯低温余热发电的技术和节电不在本文讨论范围。水泥工业节能和自动化的关系笔者已在其它文章另有论述。

  一个大型干法水泥厂的供配电系统是指从国家电网将高压引入总降压变电站到各用电设备间的全部线路、变压器、开关、控制和保护装置等设备,要设法降低供配电的线路与变压器的损耗是其节能的主要措施,它包括需要增加一定投资对设备进行改造的硬措施,也包含不需增加投资,仅需改善运行管理的软措施。

  在额定电压允许情况下,提高引入的高压电压等级,是降低线损率的有效措施,一般在35kV及以上供电电网中,每提高运行电压1%,可降损1.2%。5000t/d干法水泥厂应直接用110kV或220kV(东北地区66kV)引入总降压变电站,取消35kV,它既可提高输送容量,又可大大降低线损率。对于配电网,供电电压等级越高,线损也越低,而线损是随电压平方成反比而下降,目前有些新建的水泥厂已将供电电压升为l0kV,将传统的6kV提升了一级,一次投资可能稍有增加,但运行成本将降低。

  水泥厂每个电力室设置变压器若干台,在传递功率过程中要产生损耗,分别为空载损耗和负载损耗,在确保变压器安全和可靠运行的基础上,要选用损耗低的变压器。我国节能型变压器在质量方面已达较高水平,目前新投运水泥厂大多选用S9系列节能变压器,其损耗值与S7系列相比,空载损耗可降低10%,负载损耗可降低l0%。另外,新型低损耗产品Sll型卷铁心变压器以及非晶合金铁心变压器已进入市场,由于价格偏高,今后将逐步推广。

  合理选择变压器的容量,使变压器的负荷率最佳,其运行效率也最高,损耗则最低。一般认为配电变压器负荷率为额定容量的70%~80%较合适,而对主变压器则应尽量按最大需求量选择容量,并以此来计算基本电费,确保变压器在经济、安全可靠的状态下运行。

  无功补偿就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗。为改善电网电压质量,电力部门对水泥厂总降压变电站功率因数有总体要求,目前大多数水泥厂的无功补偿设备做到了分级补偿和集中补偿,但分散就地补偿还不够,如有的负荷波动较大的用电设备未装就地补偿装置。

  现在新型的节能型无功补偿装置已开始应用,如SVC型无功补偿装置,它可根据实际需要自动投入等量或不等量电容,实现三相对称或不对称补偿功能,另外它带有RC吸收回路,能滤除高次谐波。


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