【文章內(nèi)容簡介】 泥發(fā)展更為廣闊，我們要緊緊抓住國家宏觀調(diào)控政策，堅定不移地發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，為建成全國最大的綠色環(huán)保生態(tài)水泥生產(chǎn)基地而奮斗。第四章 項目主要技術(shù)方案 工藝分析在水泥生產(chǎn)過程中，電能消耗非常大，電費在水泥生產(chǎn)成本中占了很大的比例。在水泥廠的工藝設(shè)備配置中，生料和熟料段風(fēng)機(jī)功率約占設(shè)備功率的30%~40%左右，所以風(fēng)機(jī)的電耗直接影響到水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本。能控制好風(fēng)機(jī)的電耗,特別是大型風(fēng)機(jī)的電耗，對降低水泥生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。由于工況、產(chǎn)量的變化,系統(tǒng)所需的風(fēng)量也隨之變化,選擇風(fēng)量的調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響非常大。目前，風(fēng)機(jī)風(fēng)量的控制多采用調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門和調(diào)節(jié)液力偶合器方式。 調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門方式水泥窯的生產(chǎn)過程是，燃料和水泥原料分別從窯的頂端送入窯中，在窯的中部混合燃燒，燃燒所需的空氣由鼓風(fēng)機(jī)從窯的底部送入。燃燒過后產(chǎn)生的熟料由窯的底部出口送出。在上述生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的送風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)，送風(fēng)管道和放風(fēng)閥組成。由于生產(chǎn)過程中風(fēng)的需求量取決于燃料質(zhì)量，原材料質(zhì)量。另外，整個生產(chǎn)過程中不同的時間段對風(fēng)的需求量也有很大不同。因此，在整個生產(chǎn)過程中，送入窯爐的通風(fēng)量需要經(jīng)常調(diào)整。在傳統(tǒng)的送風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)時刻處于額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，即送風(fēng)量是固定的。風(fēng)量的調(diào)整是靠放風(fēng)閥的開度進(jìn)行的。或者說，每當(dāng)窯爐對風(fēng)的需求量減少時，便是能量浪費產(chǎn)生的時刻。窯爐需要的風(fēng)量越小，能量浪費越嚴(yán)重。據(jù)在某一生產(chǎn)現(xiàn)場統(tǒng)計，窯爐極少需要滿風(fēng)量，一半時間處于80%的滿風(fēng)量，另一半時間風(fēng)量的需求約為65%的滿風(fēng)量。這種情況下，不需要的那20%和35%的風(fēng)量就白白浪費掉了。前者的能量浪費約為48%，而后者的能量浪費竟達(dá)到65%。 調(diào)節(jié)液力偶合器方式液力偶合器是一種以液體(多數(shù)是油)為工作介質(zhì),利用液體傳遞能量的傳動裝置。通過改變液力偶合器工作腔內(nèi)液體的充滿度，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出軸的轉(zhuǎn)速，使液力偶合器電機(jī)端和風(fēng)機(jī)端的轉(zhuǎn)速不一致，從而在電動機(jī)速度不改變的條件下對風(fēng)機(jī)調(diào)速，實現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。 變頻調(diào)速技術(shù)變頻調(diào)速技術(shù)是利用常用電源所供應(yīng)的電力，變頻調(diào)速設(shè)備通過變換電壓和頻率對電機(jī)進(jìn)行供電，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，節(jié)能是變頻調(diào)速設(shè)備的主要優(yōu)點，根據(jù)電機(jī)的實際負(fù)載情況適應(yīng)的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可使許多工藝過程得到優(yōu)化，改變電機(jī)速度來調(diào)整生產(chǎn)的節(jié)奏。增加產(chǎn)量和降低材料消耗、減少電機(jī)的啟停漆樹，適用電機(jī)的最大使用容量。目前，絕大部分企業(yè)都是電動機(jī)全壓運行，用擋板、閥門來控制介質(zhì)流量。這樣的風(fēng)機(jī)、水泵的裝機(jī)量相當(dāng)大，若酌情實施調(diào)速運行，其節(jié)能效果是很大的，特別是在大型風(fēng)機(jī)、泵組的節(jié)能效果更為可觀。給料設(shè)備也消耗大量電能，很多企業(yè)安裝了滑差電機(jī)，解決了調(diào)節(jié)流量的作用，但增加了能耗。之所以這樣說，道理很簡單，很多輸送設(shè)備電機(jī)頻繁啟動，且經(jīng)常處于高滑差狀態(tài)運行，滑差功率白白地消耗在二次電阻，一般其單機(jī)容量不一定很大，不十分引人注目，但是，他的電能損耗與其自身容量相比是相當(dāng)高的。若采用變頻調(diào)速裝置，不但實現(xiàn)穩(wěn)流供料，而且沒有二次電阻耗電地問題，節(jié)電效果相當(dāng)可觀，交流變頻調(diào)速技術(shù)地大量應(yīng)用給工業(yè)生產(chǎn)自動化，對產(chǎn)量和質(zhì)量地提高帶來了極大地福音。交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于水泥企業(yè)，其經(jīng)濟(jì)效益同樣十分可觀， 節(jié)能原理 采用調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門根據(jù)流體力學(xué)理論，電機(jī)軸功率P和風(fēng)量Q、壓力H之間的關(guān)系為：P=K*H*Q/η其中K為常數(shù)；η為效率。它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：Q1/Q2=N1/N2H1/H2=（N1/N2）2P1/P2=（N1/N2）3圖中曲線1為風(fēng)機(jī)在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性（閥門開度為100%）。假設(shè)風(fēng)機(jī)在設(shè)計時工作在A點的效率最高，輸出風(fēng)量Q1為100%，此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為曲線3，系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行，由圖中可以看出，風(fēng)壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。如果采用變頻調(diào)速控制方式，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時，起功率下降很多。例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%；如風(fēng)量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當(dāng)然由于實際工況的影響，節(jié)能的實際值不會有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。因此在有風(fēng)機(jī)、水泵的機(jī)械設(shè)備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量，在節(jié)能上是一個最有效的方法。 調(diào)節(jié)液力偶合器電機(jī)輸出功率可用下式表示：P=Pj/η+Ps（1）Pj2=Pj1（n2/n1）3（2）PS=Pe（3%~5%）（3）η=Nf/Nd（4）P：電機(jī)輸出功率Pe: 電機(jī)額定功率Pj：風(fēng)機(jī)軸功率Pj1：轉(zhuǎn)速n1時風(fēng)機(jī)軸功率Pj2：轉(zhuǎn)速n2時風(fēng)機(jī)軸功率Ps：液力偶合器的各種損耗η：液力偶合器傳動效率Nf：液力偶合器風(fēng)機(jī)端轉(zhuǎn)速Nd：液力偶合器電機(jī)端轉(zhuǎn)速采用液力偶合器具有初期投資小、沒有電磁干擾、占地面積小等優(yōu)點。由于液力偶合器在調(diào)節(jié)過程中要產(chǎn)生轉(zhuǎn)差功率損耗、容積損耗、機(jī)械損耗，這些損耗所產(chǎn)生的熱量需要大量冷卻介質(zhì)來冷卻。而液力偶合器傳動效率等于轉(zhuǎn)速比，速度越低，液力偶合器效率越低。從式（1）~(4)可以看出,液力偶合器節(jié)能效果不太理想。它主要有以下一些不足：1)效率低，損耗大。2)調(diào)速精度低，速度響應(yīng)慢，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，滑差大，有時丟轉(zhuǎn)。3)可靠性低，偶合器損壞后造成系統(tǒng)停車，無法啟動設(shè)備，必須停車檢修。從上述的分析中，不難得出現(xiàn)有控制方式存在著非常大的節(jié)能空間。 烏蘭水泥設(shè)備及運行狀況分析 運行狀況分析經(jīng)過對烏蘭水泥集團(tuán)現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)線的設(shè)備及控制方式的調(diào)查上看，同樣存在著設(shè)備能耗較大，控制方式不合理的情況，下表為烏蘭水泥集團(tuán)水泥生產(chǎn)線上的工藝設(shè)備及控制方式的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：高壓6000V系統(tǒng)設(shè)備名稱電機(jī)型號額定功率(KW)額定電流(A)功率因數(shù)效率(%)風(fēng)量控制方式閥門開度(%)一線大布袋風(fēng)機(jī)Y4001063064電動閥門90窯頭引風(fēng)機(jī)Y45010355電動閥門90循環(huán)風(fēng)機(jī)WP21700199電動閥門90窯尾風(fēng)機(jī)Y500210450電動閥門100高溫風(fēng)機(jī)YR63061600液力耦合器100二線循環(huán)風(fēng)機(jī)YRKK71062050256電動閥門80高溫風(fēng)機(jī)YRKK71071600液力耦合器98窯尾風(fēng)機(jī)YKK5601035554電動閥門6090窯頭引風(fēng)機(jī)YKK45010280電動閥門80三線窯頭引風(fēng)機(jī)YKK45010280電動閥門90高溫風(fēng)機(jī)YRKK71061600液力耦合器100窯尾排風(fēng)機(jī)YKK50010355電動閥門100循環(huán)風(fēng)機(jī)YRKK71062050電動閥門90布袋風(fēng)機(jī)YKK4006355電動閥門80低壓380V系統(tǒng)設(shè)備名稱電 機(jī) 電 機(jī) 參 數(shù)閥門開度電機(jī)型號額定功率(KW)額定電壓(V)額定電流(A)電機(jī)效率(%)功率因數(shù)夏季冬季一線七室風(fēng)機(jī)Y280S475380　　5060一線六室風(fēng)機(jī)Y280M490380　　5070一線五室風(fēng)機(jī)Y280S475380　　5070一線四室風(fēng)機(jī)Y315S4132380235　　7080一線三室風(fēng)機(jī)Y315S4110380200　　7090一線二室風(fēng)機(jī)Y280M490380　　　　一線一室風(fēng)機(jī)Y250M255380　　　　一線一室風(fēng)機(jī)(備用)Y250M255380　　　　　　　　　　　　　篦板冷卻風(fēng)機(jī)Y280S275380139　　　　篦板冷卻風(fēng)機(jī)Y280S275380139　　　　水泥磨布袋風(fēng)機(jī)Y315S675380140　　　　一線煤磨高溫風(fēng)機(jī)Y280M655380　　　　一線煤粉風(fēng)機(jī)Y160L422380　　　　　　　　　　　　二線4mY225M245380　　7090二