摘要
本文介紹了水泥企業的供電特點，并根據其特點分析，提出相應的改進措施及建議，標明改進中的注意事項。介紹了技改后生產線的用電情況，達到了節電目的。
隨著水泥生產技術的日益成熟，生產過程中使用的設備裝機容量也越來越大。以我公司為例，水泥生產過程中，企業電費支出所占生產成本的比例一般要達到35％左右（有余熱發電系統時電費所占比例有可能小于此值），可見減少電費支出對控制水泥企業的生產成本有積極意義。
以某水泥廠為例，該水泥廠建有一條4?000 t/d生產線，配套使用的生料立磨電動機為10 kV/2?800 kW，水泥磨電動機10 kV/3?550 kW，輥壓機電動機10 kV/2?800（1?400×2）kW，窯尾高溫風機電動機10 kV/2?240 kW，生料立磨循環風機電動機為10 kV/2?240 kW，以上設備的裝機容量之和已經達到13?630 kW，還有煤磨、煤磨風機、窯主傳、頭排風機、尾排風機，還要有水泥磨循環風機、石灰石破碎機、皮帶運輸設備和堆取料機等，一條4?000 t/d生產線總裝機容量往往要達到22?000 kW左右。廠區降壓站裝備有SZ11-12500/35變壓器2臺，并聯運行。無功補償裝備3×900 kvar電容器一套。
1 水泥企業的供電特點
要想通過加強對降壓站的管理，降低電費的支出，首先要對水泥廠的供電特點、線路布置進行分析。水泥生產企業的供電系統大多有以下特點：
（1）水泥廠由于生產過程中會產生較多的粉塵、噪聲，廠址一般距離城鎮較遠，外部供電線路較長。
（2）現在水泥生產企業的廠區面積相對緊湊，設備布置密度大。供電以廠區內的降壓站為中心，向四周呈輻射狀供電。供電距離短、半徑小，只有幾百米，一般不超過1?000 m。
（3）在初始設計時，出于安全系數的考慮，對供電電纜截面載流量的選型有一定的冗余，線路的電壓降比較小。
（4）主機設備的裝機容量較大，如示例中水泥磨電動機、輥壓機電動機、生料磨電動機和窯尾高溫風機電動機。其他設備的電動機容量一般不超過110 kW。
（5）所有設備中除回轉窯及周邊配套設備要24 h運轉，其他設備配合倉存可以充分利用分時電價進行避峰填谷，分時段開機。
（6）用電設備相對集中，便于在中壓電力室安裝電容器柜，對功率因數進行集中補償。
（7）現在的水泥生產企業大多使用集散控制系統（DCS系統）。
（8）水泥生產企業的行業特點是夜班在崗人員相比白天要少。
2 采取的相應措施
（1）降壓站由于距離城鎮較遠，在設計初期，盡可能選用35 kV及以上電壓等級進廠。選用的供電電壓越高，線路的線損越小。在相同長度、相同截面的線路上輸送相同功耗的電能，電壓越高則電流越小，線路損耗也越小。
（2）對降壓站的主變壓器進行合理選型。在經濟條件許可的前提下，優先選用新型節能變壓器。例如我國生產的非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器的空載損耗較S9系列要降低75%左右。
（3）運輸設備在停機時要徹底把物料排空，杜絕設備帶載啟動，以降低因啟動電流大、啟動時間長而造成的電能損失。
（4）在做好“避峰填谷”的同時，盡量避免頻繁地啟動大型設備，一方面可以減少啟動電流對線路的沖擊，另一方面由于設備從啟動到正常運行的時間段內不能立刻加載，這段時間的電動機效率較低。
（5）水泥生產過程中，特別是熟料的制備需要較高的溫度，為了營造良好的工作環境，需要對車間的環境溫度和主要設備部件的運行溫度進行調控。應當針對設備的使用情況，加強對環境溫度的監測，保證設備的溫升在允許范圍之內即可，不宜過于追求降溫而產生不必要的電耗。
（6）充分利用變壓器的有載調壓功能，適當控制電動機的啟動電壓，可以降低損耗。根據文獻[1]，運行電壓+5％（399 V）左右下降到額定電壓（380 V）時，有功功率下降9.37％，無功功率下降17.5％；如運行電壓再下降5％（361 V）時，則有功功率下降2.83％，無功功率下降37.68％，綜合節電率達到15％左右。現在很多電動機生產廠家生產的電動機，可以在供電電壓偏離額定電壓±10％的情況下仍能良好地運行。
（7）廠區內的水泵、風機等設備有條件要使用變頻器或軟啟動，對于10 kV中壓風機電動機選用高壓變頻器，磨機電動機選用水阻柜或進相機啟動，可以提高電動機的功率因數，補償無功功率，節約用電。
（8）降壓站要安裝電容器進行集中補償，并對使用變頻器多的電力室安裝諧波治理設備，克服傳統無功補償和諧波治理裝置的不足，為用電負荷提供快速、連續有源動態無功補償和諧波濾波，具有補償效果好、響應時間短的優點。
（9）由于水泥企業的生產特點，夜班在崗人員相比白天要少。可以通過DCS系統控制非必要地點照明，采取分時或分段式照明。同時，照明燈選用新型LED燈或其他節能型燈具，有條件的企業廠區內道路照明可以選用太陽能燈具。
（10）降壓站的兩臺變壓器可以采取分段運行的方式。在原料線和水泥磨避峰或間歇停機時，水泥廠內只有回轉窯、煤磨和高溫、頭排、尾排、循環風機、篦冷機及風機群等設備用電。如果一臺變壓器的容量能夠滿足上述設備的負荷需求，可以只用一臺變壓器進行供電，減少變壓器自身的損耗。
3 注意事項
（1）通過調節變壓器的有載調壓進行電壓調整時，調節頻次不宜過于頻繁，要根據電壓和負荷波動進行動態調節，現場實際操作中不宜過于頻繁，以＜10次/24 h為宜。
（2）利用變壓器的有載調壓功能調低電壓節約電能時，每次設備停機前要徹底開空，避免帶載啟動造成的悶車現象和啟動電流過大對電動機性能的不良影響。
（3）降壓站使用無功補償裝置時，由于設備的發熱量大，要做好設備的通風降溫和定期除塵。
（4）總降使用一臺變壓器時，兩臺主變壓器可以輪換投入運行。既有利于變壓器的散熱，又可以對停電的變壓器進行清塵檢修，還可以避免變壓器在夏季高溫潮濕天氣絕緣油的吸潮。
4 效果
2018年初，對某水泥廠降壓站的供電設備采取了一系列節電措施，2017年該廠用電量統計見表1，2018年用電量統計見表2。
表1 2017年用電統計
表2 2018年用電統計
2018年的平均電價與2017年全年相比，在功率因數不變的情況下，單位電價下降了0.016元/kWh，2018年為企業節約電費支出99萬余元。
摘自《水泥》
