0 引言

通過(guò)了解水泥制造工藝及對(duì)水泥廠生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際考察研究得知，大部分水泥廠的設(shè)備，尤其是一些大功率設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中，絕大部分時(shí)間都不是滿負(fù)荷運(yùn)行，并且設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度相當(dāng)?shù)?，幾乎完全靠人工調(diào)節(jié)，如機(jī)立窯供風(fēng)系統(tǒng)、成球預(yù)加水系統(tǒng)、生料均化給料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)、機(jī)立窯卸料系統(tǒng)等。鑒于此，普傳科技股份有限公司結(jié)合改造幾十條水泥生產(chǎn)線的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出比較成熟的用于水泥廠五大生產(chǎn)系統(tǒng)的變頻調(diào)速控制的改造方案，這些方案投資少，安裝、調(diào)試及控制方便，運(yùn)行可靠，節(jié)電效果明顯，并提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度和加工工藝精度，受到水泥制造行業(yè)的好評(píng)。

大連某水泥公司共有三條水泥生產(chǎn)線，對(duì)其中的一臺(tái)132 kW 選粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的測(cè)試證明節(jié)能效果特別明顯。以后陸續(xù)對(duì)立窯上的送風(fēng)機(jī)、選粉機(jī)、選粉風(fēng)機(jī)及盤塔送料等的電機(jī)進(jìn)行了變頻改造，電機(jī)功率從1.5 kW到250 kW 共130 臺(tái)。改造后的實(shí)際測(cè)試情況證明，在幾個(gè)月的時(shí)間里靠節(jié)約的電費(fèi)就可收回整體投資，在以后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中也能夠以較低的生產(chǎn)成本在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中處于更有利的位置。

1 機(jī)立窯供風(fēng)系統(tǒng)變頻改造

老水泥企業(yè)的機(jī)立窯供風(fēng)系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開啟角度來(lái)滿足燒結(jié)時(shí)不同的用風(fēng)量，有如下缺點(diǎn)：電能浪費(fèi)嚴(yán)重;調(diào)節(jié)精度差;啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊大;電機(jī)及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，負(fù)荷強(qiáng)度重;起動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊大，設(shè)備使用壽命低;噪聲大，粉塵污染嚴(yán)重等。

改造后的變頻供風(fēng)系統(tǒng)是在保留原供風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上并聯(lián)增加一套變頻回路，形成雙回路可轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)，特點(diǎn)如下：

1)節(jié)電效果好(改造后電機(jī)大部分時(shí)間運(yùn)行在35耀40 Hz即可滿足用風(fēng)量，節(jié)電率大于20%);

2)具有軟起功能，降低負(fù)荷強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，啟動(dòng)電流小，相當(dāng)于增加電網(wǎng)容量;

3)調(diào)節(jié)風(fēng)量精度準(zhǔn)確、方便;

4)無(wú)需旁通放風(fēng)，減少水泥粉塵污染等。

改造后的測(cè)試結(jié)果如表1 所列。

2 成球供水系統(tǒng)

生料成球工序是影響水泥熟料燒結(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵工序之一，其中水、料比例直接影響成球好壞。應(yīng)用變頻器后能通過(guò)跟蹤生料供給量對(duì)成球預(yù)加水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的閉環(huán)控制，使料水配合穩(wěn)定，成球效果良好，大大提高了水泥燒結(jié)的質(zhì)量。

3 生料均化給料系統(tǒng)

為確保產(chǎn)品質(zhì)量必須最大限度消除輸送生料量的隨機(jī)波動(dòng)，故實(shí)現(xiàn)均化是必要的。以往螺旋給料機(jī)“堵料”、“虧料”現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，間斷給料不僅影響生產(chǎn)，而且造成機(jī)械設(shè)備和電器設(shè)備的損傷。采用變頻技術(shù)對(duì)此系統(tǒng)改造后，將所有送料口處的送料電機(jī)通過(guò)變頻器進(jìn)行同步無(wú)級(jí)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了等比例送料，操作人員只需觀察螺旋給料機(jī)的總輸料量，調(diào)整送料電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢即可。這樣大大提高均化效果，從制造工藝角度考慮，減少非生產(chǎn)時(shí)間50%左右。

4 水泥選粉系統(tǒng)

選粉系統(tǒng)分選粉機(jī)和選粉風(fēng)機(jī)兩部分，選粉機(jī)由滑差電機(jī)調(diào)速，選粉風(fēng)機(jī)靠調(diào)節(jié)擋風(fēng)板角度調(diào)節(jié)用風(fēng)量，系統(tǒng)存在操作工藝復(fù)雜、調(diào)節(jié)精度差、電能浪費(fèi)嚴(yán)重等缺點(diǎn)，特別由于水泥制造環(huán)境粉塵嚴(yán)重，故滑差頭故障率特別高，維修困難。變頻改造后，只要將電機(jī)調(diào)節(jié)到一個(gè)特定的轉(zhuǎn)速就能選出所需要的細(xì)度的顆粒，在節(jié)電的同時(shí)還做到了連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，綜合效益明顯。節(jié)能效果如表2所列。

5 立窯卸料系統(tǒng)

為使水泥燒結(jié)過(guò)程中加料、供風(fēng)、卸料三者達(dá)到平衡，普遍采用滑差電機(jī)(電磁調(diào)速電機(jī))來(lái)控制盤塔式卸料裝置的運(yùn)行，該電機(jī)不但防護(hù)等級(jí)滿足不了水泥生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的需要，而且在相同輸出轉(zhuǎn)速的條件下消耗的功率也比Y系列電機(jī)高出20%左右，在降低轉(zhuǎn)速時(shí)相差更多，因此采用變頻調(diào)速系統(tǒng)代替滑差調(diào)速后，不但可以解決上述的缺點(diǎn)，且調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于滑差調(diào)速電機(jī)，在節(jié)電的同時(shí)維修費(fèi)用也大大降低。卸料系統(tǒng)變頻改造效果如表3 所列。

6 新型干法水泥熟料生產(chǎn)線

國(guó)家發(fā)改委等部門2006年“關(guān)于加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見”確定水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的指導(dǎo)思想和目標(biāo)：2010 年水泥預(yù)期產(chǎn)量12.5億t，其中新型干法水泥比重提高到70%，累計(jì)淘汰落后生產(chǎn)能力2.5 億t。企業(yè)平均生產(chǎn)規(guī)模由2005 年的20 萬(wàn)t 提高到40 萬(wàn)t 左右;新型干法水泥噸熟料熱耗由130 kg 下降到110 kg 標(biāo)準(zhǔn)煤，水泥單位產(chǎn)品綜合能耗下降25豫等。

6.1 工藝流程

水泥生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

6.2 新型干法水泥生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

大連某水泥制造有限公司3000 t/D 新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，采用PS7000 系列變頻節(jié)能柜共17 套。配置如表4 所列。

6.3 經(jīng)濟(jì)效益

按保守預(yù)計(jì)，節(jié)電率25豫，年生產(chǎn)300 天，每天24 小時(shí)計(jì)算，則節(jié)電效果為1 559伊80%伊25%伊24=7 483(kW·h ) /天，7 483伊30=224 496 (kW·h )/月，224 486(kWh )/月伊10 月越2 244 860 (kW·h )/年，每kW·h電費(fèi)按0.50 元計(jì)算，則年節(jié)省電費(fèi)為2 244 860伊0.5=1 122 430 元(正常工作時(shí)按額定功率的80豫計(jì)算)。

7 結(jié)語(yǔ)

變頻技術(shù)在水泥行業(yè)中的應(yīng)用，不僅可以節(jié)能、減少維修和維護(hù)工作量，降低水泥生產(chǎn)成本，而且還能穩(wěn)定工藝以提高水泥質(zhì)量。普傳科技，作為致力于節(jié)能減排技術(shù)推廣和產(chǎn)品應(yīng)用的專業(yè)廠商，為水泥等行業(yè)的節(jié)能減排事業(yè)做出了自己的貢獻(xiàn)。