水泥厂电气设计中的节能措施
时间：2021-01-09 00:03:00 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】本文主要从供配电系统的节能设计、变压器的节能设计、减少线路损耗、提高供配电系统的功率因数、电动机节能设计及照明的节能设计等方面阐述水泥厂电气设计中的节能措施，以供同行参考。
【关键词】水泥厂；电气设计；节能；措施
0.前言
水泥企业的用电量约占水泥成本的1/3，因此做好水泥厂电气设计的节能工作至关重要。当前，节约能源是我国的基本国策，其中与水泥行业有关的燃煤工业（窑炉）改造、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化等项均被列入国家十大重点节能工程中。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100kW.h内。实践证明，电气节能技术推广将有助于显著减少一次能源的消耗和环境污染，同时也可降低企业成本。为此，本文就水泥电气设计中应采取的节电措施进行阐述，以供参考。
1.水泥厂电气设计中的节能措施
1.1供配电系统的节能设计
1.1.1厂区总降、配电站、电力室等应尽量靠近负荷中心，并应减少配电级数，减少线路损耗；
1.1.2中型及以上规模水泥厂生产线应采用110kV电压等级供电，中压电压等级宜采用10kV。
1.1.3各电力室应根据所辖车间负荷情况、用电容量等，合理选择变压器的容量、台数和运行方式；对于分期建设或配套余热发电的项目，在选择变压器容量及台数时，还要把当前和终期目标实现等各种因素考虑在内，进行合理的选择、搭配、预留等。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。
1.1.4运行管理的电气节能
对已投运的水泥厂，供配电系统的经济运行是降低系统损耗和节能的有效途径，通过合理的运行管理和方式使电网的损耗降为最低。
（1）配电系统负荷应做到总体和分级的逐级平衡。
（2）合理利用峰谷电力资源：一般，为了降低电能损耗，电力部门会实行峰谷不同电价，一般峰时电价是谷时电价的3倍，因此水泥厂应合理安排用电时间，将水泥磨系统生产尽量安排在谷时，既节省了成本，又节约了电能。
（3）减少空载损耗，即对暂不用供电回路，应及时断开电源线路，以减少线路上的空载运行损耗。
（4）实行经济调度，提高变压器运行效率，使变压器的负荷率最佳。在实行经济调度时，由于各电力室的配电变压器的负荷率在设计时已基本确定，因此其调度的重点应是一些非连续运行的用电设备、辅助流程的用电设备以及照明、空调等。
（5）可采用电站综合自动化系统，以实现全集成能源管理。该系统可方便对水泥厂各个配电站的定值进行修改，并可大大加强电机的保护功能。
1.2变压器的节能设计
1.2.1选用变压器时，在确保变压器安全和可靠运行的基础上，应选择低损耗、节能型变压器，如S9、S11、SCB10等。目前，新投运水泥厂大多选用了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10%，另新低损耗产品S11型卷铁心变压器以及非晶合金铁心变压器都已进入市场，由于价格还偏高，今后将逐步推广。
1.2.2选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。
1.3减少线路损耗
1.3.1选用电阻率P较小的导线，如铜芯导线较佳；
1.3.2减小线缆长度：在设计时，线路的走向及布置应尽量合理，少走弯路；各配电站、电力室应靠近负荷中心，以减少供电半径。
1.3.3增大线缆截面积S：对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选择线缆时可适当加大线缆截面。
1.4提高供配电系统的功率因数
1.4.1提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备，如现在选用的荧光灯均采用电子式镇流器。
1.4.2用静电电容器进行无功补偿。在水泥厂工程设计中，原料磨磨机、水泥磨磨机等大型高压电动机装设就地电容补偿装置，随机投入和切除；各电力室0.4kV母线设置低压功率因数自动补偿装置；总降10kV母线上设置高压功率因数自动补偿装置。
1.4.3采用新型的节能型无功补偿装置，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。
1.5电动机节能设计
1.5.1选用节能型电动机，如Y、YX、Y2-E系列电动机，其具有效率高、节能、启动性能好等优点。当前，国内许多老水泥企业仍大量采用JO2系列电动机，相比来说Y等节能型电动机比JO2系列电动机效率提高了0.413％。因此，用Y系列电动机取代旧式电动机势在必行。
1.5.2合理选用电动机类型
电动机类型除了满足拖动功能外，还应考虑经济运行性能。一般，对于年运行时间大于3000h，负载率大于50％的场合，应选择YX系列高效率的三相异步电动机。
1.5.3合理选用电动机的额定容量
考虑到既能满足水泥厂设备运行需要，一般情况下，水泥企业一般负载率保持在60％～100％较为理想。对于负载率小于40％的三角形接法电动机可改为星型接法，以提高其效率。
1.5.4老式电动机的节能改造
（1）更换电动机的外风扇，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。主要用于单方向运转的2极和4极电动机，改后可提高效率1.35％—2.55％。
（2）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％，但很适应空载或轻载启动的电动机改造。
1.6照明的节能设计
水泥厂照明设计因符合现行国家标准GB50034《工业企业照明设计标准》的有关规定。
1.6.1在设计时，应充分合理的利用自然光，并将其与室内人工照明相结合，以节约人工照明电能。在水泥厂中．这部分主要涉及办公楼、中控化验楼、宿舍楼、招待所、食堂等。
1.6.2照明设计规范及水泥厂设计规范中对各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等均有规定。一般，房间应优先采用高效发光的荧光灯（如T8、T9管）及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及厂区的室外照明等一般采用新型节能型高压汞灯、高压钠灯等高效气体放电光源。
1.6.3使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、电子触发器以及电子变压器等。
1.6.4改进灯具控制方式
采用各种节能型开关或节电装置也是一种行之有效的节电方法。
（1）厂区道路及室外照明宜采用高压钠灯，并应采用程序控制或光电、声控开关；
（2）办公楼等公建走道、楼梯等人员短暂停留的场所可采用节能自熄开关（声光控、触摸延时等）；
（3）各车间灯具由照明配电箱集中控制，配电箱内安装照明专用节电器。
2.结束语
综上所述，水泥行业的竞争非常激烈，但关键还是制造成本的竞争。目前，水泥厂的用电量约占水泥成本的1/3，因此做好水泥厂电气设计的节能降耗工作就显得极为重要。所以，我们要从供配电系统的节能设计、变压器的节能设计、减少线路损耗、提高供配电系统的功率因数、电动机节能设计及照明的节能设计等环节去做好节能措施，以促进企业的节能降耗，从而为企业带来更大的经济效益。
【参考文献】
［１］高俊.水泥厂电动机节能探讨[J].节能，2006，（7）.
［２］张克军.水泥企业照明系统的节能改造[D].首届山东材料大会论文集（建筑材料篇），2007.
［３］GB50443-2007.水泥工厂节能设计规范[S].
