0 引言

通過了解水泥制造工藝及對水泥廠生產(chǎn)設備的實際考察研究得知，大部分水泥廠的設備，尤其是一些大功率設備在生產(chǎn)過程中，絕大部分時間都不是滿負荷運行，并且設備運行的自動化程度相當?shù)?，幾乎完全靠人工調(diào)節(jié)，如機立窯供風系統(tǒng)、成球預加水系統(tǒng)、生料均化給料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)、機立窯卸料系統(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)線的實踐經(jīng)驗，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，運行可靠，節(jié)電效果明顯，并提高了生產(chǎn)過程的自動化程度和加工工藝精度，受到水泥制造行業(yè)的好評。

大連某水泥公司共有三條水泥生產(chǎn)線，對其中的一臺132 kW 選粉風機進行變頻改造，經(jīng)過一段時間的測試證明節(jié)能效果特別明顯。以后陸續(xù)對立窯上的送風機、選粉機、選粉風機及盤塔送料等的電機進行了變頻改造，電機功率從1.5 kW到250 kW 共130 臺。改造后的實際測試情況證明，在幾個月的時間里靠節(jié)約的電費就可收回整體投資，在以后的生產(chǎn)經(jīng)營中也能夠以較低的生產(chǎn)成本在市場的競爭中處于更有利的位置。

1 機立窯供風系統(tǒng)變頻改造

老水泥企業(yè)的機立窯供風系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)擋風板的開啟角度來滿足燒結(jié)時不同的用風量，有如下缺點：電能浪費嚴重;調(diào)節(jié)精度差;啟動電流對電網(wǎng)沖擊大;電機及風機的轉(zhuǎn)速高，負荷強度重;起動時機械沖擊大，設備使用壽命低;噪聲大，粉塵污染嚴重等。

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

1)節(jié)電效果好(改造后電機大部分時間運行在35耀40 Hz即可滿足用風量，節(jié)電率大于20%);

2)具有軟起功能，降低負荷強度，延長設備使用壽命，啟動電流小，相當于增加電網(wǎng)容量;

3)調(diào)節(jié)風量精度準確、方便;

4)無需旁通放風，減少水泥粉塵污染等。

改造后的測試結(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)量的關鍵工序之一，其中水、料比例直接影響成球好壞。應用變頻器后能通過跟蹤生料供給量對成球預加水泵的轉(zhuǎn)速進行無級調(diào)速，從而實現(xiàn)全自動化的閉環(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波動，故實現(xiàn)均化是必要的。以往螺旋給料機“堵料”、“虧料”現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，間斷給料不僅影響生產(chǎn)，而且造成機械設備和電器設備的損傷。采用變頻技術對此系統(tǒng)改造后，將所有送料口處的送料電機通過變頻器進行同步無級調(diào)速，實現(xiàn)了等比例送料，操作人員只需觀察螺旋給料機的總輸料量，調(diào)整送料電機轉(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)時間50%左右。

4 水泥選粉系統(tǒng)

選粉系統(tǒng)分選粉機和選粉風機兩部分，選粉機由滑差電機調(diào)速，選粉風機靠調(diào)節(jié)擋風板角度調(diào)節(jié)用風量，系統(tǒng)存在操作工藝復雜、調(diào)節(jié)精度差、電能浪費嚴重等缺點，特別由于水泥制造環(huán)境粉塵嚴重，故滑差頭故障率特別高，維修困難。變頻改造后，只要將電機調(diào)節(jié)到一個特定的轉(zhuǎn)速就能選出所需要的細度的顆粒，在節(jié)電的同時還做到了連續(xù)化、自動化生產(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)過程中加料、供風、卸料三者達到平衡，普遍采用滑差電機(電磁調(diào)速電機)來控制盤塔式卸料裝置的運行，該電機不但防護等級滿足不了水泥生產(chǎn)現(xiàn)場環(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系列電機高出20%左右，在降低轉(zhuǎn)速時相差更多，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，且調(diào)速性能遠遠高于滑差調(diào)速電機，在節(jié)電的同時維修費用也大大降低。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

國家發(fā)改委等部門2006年“關于加快水泥工業(yè)結(jié)構調(diào)整的若干意見”確定水泥工業(yè)結(jié)構調(diào)整的指導思想和目標：2010 年水泥預期產(chǎn)量12.5億t，其中新型干法水泥比重提高到70%，累計淘汰落后生產(chǎn)能力2.5 億t。企業(yè)平均生產(chǎn)規(guī)模由2005 年的20 萬t 提高到40 萬t 左右;新型干法水泥噸熟料熱耗由130 kg 下降到110 kg 標準煤，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)濟效益

按保守預計，節(jié)電率25豫，年生產(chǎn)300 天，每天24 小時計算，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電費按0.50 元計算，則年節(jié)省電費為2 244 860伊0.5=1 122 430 元(正常工作時按額定功率的80豫計算)。

7 結(jié)語

變頻技術在水泥行業(yè)中的應用，不僅可以節(jié)能、減少維修和維護工作量，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)能減排技術推廣和產(chǎn)品應用的專業(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。