經(jīng)過十幾年的高速發(fā)展，水泥行業(yè)進入新的歷史發(fā)展時期，產(chǎn)量達到了歷史最高水平。
如何在產(chǎn)能過剩，競爭異常激烈的新常態(tài)取得市場的領(lǐng)先？首先需要熟悉水泥行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)！
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作為專業(yè)的電機控制智能產(chǎn)品提供商，普傳科技結(jié)合在智能制造、配電及自動化、過程控制和能效管理等方面的經(jīng)驗，為水泥行業(yè)的用戶打造高品質(zhì)的整體解決方案。
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＞ 150 150多個國家都有水泥產(chǎn)業(yè)
世界第一 2018年中國水泥產(chǎn)量為21.84億噸，排名世界第一，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%以上；是1978年6524萬噸的33.5倍！
水泥系統(tǒng)的工藝流程和改造方案
1）水泥生產(chǎn)工藝流程介紹
水泥的生產(chǎn)制造主要經(jīng)過破碎、儲存和預均化、粉磨、生料的均化和儲存、煅燒、水泥的粉磨這幾個重要的過程。粉磨就是磨機帶有巨大內(nèi)部金屬防護的金屬圓筒，在磨筒中裝有許多球形鋼。由于磨機在旋轉(zhuǎn)，這些鋼球碾碎原料成小顆粒，稱其為生料。
煅燒就是在均化后，生料通過稱為預熱器的旋風筒系統(tǒng)運送，經(jīng)歷逐漸地熱處理溫度達 900℃,進入回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯烘烤物料 。窯身是 50～150m 長，直徑 3～50m 的長圓筒，筒內(nèi)壁貼有耐火磚，窯的回轉(zhuǎn)作用和其驅(qū)動角使物料朝出口運行，溫度上升至 1400℃。由于這個過程在窯內(nèi)，生料轉(zhuǎn)變成粒狀的硬物，稱之為熟料。熟料是水泥的主要成分，熟料決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，水泥作為完成產(chǎn)品是一種很細粉末，粉末要滿足于生產(chǎn)熟料，石膏，一些天然和人造的材料（例如：火山灰）混合物的要求。水泥磨機類似于生料磨，嚴格控制和不斷監(jiān)測物料的混合，水泥品種和最重要的特性抗壓強度的水平，取決于熟料的化學成分，粉磨的持續(xù)時間及各種外加劑的摻加和不摻加。其工藝流程圖如附圖所示。
2） 改造方案
u 立窯供風系統(tǒng)變頻改造
（1）風機運行情況
一般低壓立窯風機的調(diào)節(jié)方式為風門調(diào)節(jié)法，蘿茨風機的供風調(diào)節(jié)方式為排風調(diào)節(jié)或回風調(diào)節(jié)；離心風機的供風調(diào)節(jié)方式為進風閥門調(diào)節(jié)。正常工作時，閥門的開啟度約為 70%～90%，即有一部份的風量浪費了。鼓風系統(tǒng)在設(shè)計時是按最大供風需求（最大工況加備用）來考慮的，鼓風機的運行工況也相同（即按單機的最大供風需求量來考慮的）；在實際使用中有很多時間風機都需要根據(jù)實際工況進行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關(guān)風門的方式進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式增大了供風系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動風機時還會有啟動沖擊電流，且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的，調(diào)節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)。而通過在送風機加裝節(jié)能器，則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能回收投資。
（2）從風機使用的一般性經(jīng)驗可以知道：工頻運行狀態(tài)（AC380V/50Hz）下，用風門（風閥）調(diào)節(jié)風量的風機在使用過程中的負荷是在 15%～100%之間波動；負荷越小風門（風閥）的節(jié)流損失就越大，風機效率也就越低。而改為變頻調(diào)節(jié)方式就幾乎不存在風門的節(jié)流損失，同時變頻裝置采用軟啟動方式也不存在啟動沖擊電流，對于配電容量有限的工廠用電系統(tǒng)，也可提高其安全系數(shù)。
（3）改造后的變頻供風系統(tǒng)是在保留原來供風系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻回路與原回路并聯(lián)使用，形成雙回路可轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng)，并將變頻器的調(diào)速裝置安裝在窯的上部位，通過調(diào)節(jié)電機（風機）的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)燒結(jié)時的用風量。其特點：
● 節(jié)電效果好。由于電機消耗的功率跟電機轉(zhuǎn)速的三次方成正比，改造后電機大部分時間運行在 35-43Hz 左右即可滿足用風量，節(jié)電率大于 25%；
● 具有軟啟動功能，降低負荷強度，延長設(shè)備使用壽命，啟動電流小，提高用電安全系數(shù)及減少電網(wǎng)容量；
● 調(diào)節(jié)風量精度準確、及時方便；
● 關(guān)閉回風口或排風口，減少水泥粉塵污染等。
大連某水泥有限公司采用普傳科技變頻改造后的測試結(jié)果如表 1 所示：
表 1 立窯送風機變頻改造節(jié)能效果分析表
u 水泥選粉系統(tǒng)
工作原理是根據(jù)所生產(chǎn)的水泥的標號的不同，調(diào)節(jié)選粉機和選粉風機的轉(zhuǎn)速，從而選出不同細度的水泥制品。老式選粉機要調(diào)整風機的扇葉的數(shù)量和角度，經(jīng)過對比試驗達到所要求的選粉細度；新式選粉系統(tǒng)分為選粉機和選粉風機兩部分，選粉機由滑差（電磁調(diào)速）電機調(diào)速，選粉風機靠調(diào)節(jié)擋風板角度來調(diào)節(jié)風量。這兩種系統(tǒng)都存在操作工藝復雜、調(diào)節(jié)精度差、浪費電能的缺點，特別是滑差電機不但費電，而且因水泥制造環(huán)境粉塵嚴重，故障率特別高，維修多而且困難。變頻改造后，不管是老式系統(tǒng)還是新式系統(tǒng)，可以將電機調(diào)節(jié)到一個特定的轉(zhuǎn)速就能選出所需要細度的顆粒，在節(jié)約電能的同時還做到了一個特定的轉(zhuǎn)速就能選出所需要細度的顆粒。在節(jié)約電能的同時還做到了連續(xù)化、自動化生產(chǎn)。既提高了勞動效率，又降低了勞動強度，綜合效益明顯，某水泥廠改造后的分析如表 2 所示。
表 2 選粉風機變頻改造節(jié)能效果分析表
u 機立 窯卸料系統(tǒng)
為使水泥燒結(jié)過程中加料 、供風、卸料三平衡，立窯普遍采用滑差電機（電磁調(diào)速電機）做為盤塔式卸料裝置的動力，該電機不但防護等級滿足不了水泥生產(chǎn)現(xiàn)場的需要，而且在相同輸出轉(zhuǎn)速的條件下消耗的功率也比異步電機高出了 20%左右；在降低轉(zhuǎn)速時滑差電機效率更低，功耗與異步電機相比更多。因此采用變頻調(diào)速系統(tǒng)代替滑差調(diào)速后，克服了以上缺點，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，現(xiàn)已在行業(yè)中得到普遍應用，水泥有限公司等的卸料工序變頻改造。節(jié)能效果如表 3 所示。
表 3 卸料變頻改造節(jié)能效果分析表
u 成球系統(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。料水配合穩(wěn)定，成球效果好，大大提高水泥燒結(jié)質(zhì)量。
u 生料 均化給料系統(tǒng)
此系統(tǒng)用變頻器改造后，將所有送料口處的送料電機用變頻器進行無級調(diào)速，等比例送料，提高均化效果。
u 其它 設(shè)備
烘干機、烘干風機、破碎機及其它滑差調(diào)速電機等，經(jīng)分析和比較，變頻改造后都可做到節(jié)電率為 20%以上。
變頻技術(shù)在水泥制業(yè)中的應用，不僅可以節(jié)能、減少維修和維護工作量，降低了水泥生產(chǎn)成本，而且還能穩(wěn)定工藝以提高水泥質(zhì)量。變頻技術(shù)在各行業(yè)機電設(shè)備和生產(chǎn)線上的應用，是企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必然需要。越來越多的企業(yè)認識到應用變頻技術(shù)的而給企業(yè)帶來的競爭優(yōu)勢，對其傳統(tǒng)設(shè)備進行變頻改造，從而可促進企業(yè)的發(fā)展。既提高了設(shè)備效率又滿足了生產(chǎn)工藝要求并且因此而大大減少了設(shè)備維護維修費用，還降低了停產(chǎn)周期，直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。
設(shè)備一次性投資通?？梢栽?/span> 9 個月到 16 個月的生產(chǎn)中全部收回。
3） 新型干法水泥生產(chǎn)線應用
在新型干法水泥生產(chǎn)線中，直接采用變頻器或電機環(huán)保節(jié)能器，則在投入上就采取節(jié)能降耗的措施，效果非常明顯。
應用 舉例 大連某水泥制造有限公司 3000 噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，采用普傳科技電機環(huán)保節(jié)能器共 18 套。
|
序號 |
主機名稱 |
型號 規(guī)格 |
數(shù)量（臺） |
節(jié)能器(kW) |
|
1 |
煤磨動態(tài)選粉機 |
YTSP180L-4 |
1 |
22 |
|
功率：22kW |
||||
|
2 |
選粉機電動機 |
YTSP315M2-4 |
1 |
160 |
|
功率：160kW |
||||
|
3 |
冷卻風機（V1） |
Y225M-2 IP44 功率：45kW |
1 |
45 |
|
4 |
冷卻風機（V2） |
Y250M-2 IP44 功率：55kW |
2 |
55*2 |
|
冷卻風機（V3） |
||||
|
5 |
冷卻風機（V4） |
Y280S-2 IP44 功率：75kW |
2 |
75*2 |
|
冷卻風機（V5） |
||||
|
6 |
冷卻風機（V7） |
Y280M-4 IP44 功率：90kW |
1 |
90 |
|
7 |
冷卻風機（V6） |
Y280S-4 IP44 功率：75kW |
4 |
75*4 |
|
8 |
冷卻風機（V11） |
Y280S-6 IP44 功率：45kW |
1 |
45 |
|
9 |
煤粉排風機電動機 |
Y315L-4 IP44 F |
2 |
160 |
|
功率：160kW |
||||
|
電壓：380V |
220 |
|||
|
功率：220kW |
||||
|
10 |
重型板喂機電動機 |
YVP250M-6 |
1 |
37 |
|
功率：37kW |
||||
|
11 |
增濕塔水泵電機 |
功率：110kW |
2 |
110*2 |
|
12 |
總計 |
18 |
1559kW |
|
按保守預計，節(jié)電率 25％，年生產(chǎn)300天，每天24小時計算，則節(jié)電及節(jié)省電費如下（正常工作按額定功率80％）：
節(jié)電：1559*80%*25%*24=7483(kWh )/天
7483*30=224,496 (kWh )/月
224,486(kWh )/月 ×10月 （300天 ） ＝ 2,244,860(kWh)/年
每度電按0.50元計算 ， 則年節(jié)省電費 ：2,244,860*0.5=1,1224,30 元 即年節(jié)省電費 110 萬元。
水泥行業(yè)屬于高耗能、高污染、低附加值的行業(yè)，我們在智能制造方面擁有豐富的解決方案，可以幫助您實現(xiàn)現(xiàn)代化改造，極大地提高您的競爭力并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展！
