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隨著規(guī)�；A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大、中型水泥廠的建設(shè)日趨完善，隨之而來(lái)的節(jié)能減排任務(wù)相當(dāng)繁重。在水泥廠用電中，中小型電機(jī)占據(jù)主導(dǎo)地位，每年所消耗的電能占整個(gè)水泥廠電能損耗的一半以上。為了進(jìn)一步落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排政策，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的指標(biāo)，中小型電機(jī)的節(jié)能是水泥行業(yè)所面臨的一大課題，也是水泥行業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。
1、國(guó)產(chǎn)電機(jī)及節(jié)能現(xiàn)狀
1.1現(xiàn)狀
目前，我國(guó)中小型電機(jī)有三大系列三相異步電動(dòng)機(jī)：Y、Y2和Y3.目前水泥廠工藝裝備所配電機(jī)大多為此類異步電動(dòng)機(jī)。
1985年Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)及其派生系列產(chǎn)品被大力推廣，功率范圍從0.55kW到250kW.后經(jīng)過(guò)引進(jìn)、并消化美國(guó)西屋公司和瑞士BBC公司的技術(shù)，自行研發(fā)了Y系列6kV中型高壓三相異步電動(dòng)機(jī)，功率范圍從220kW到2800kW.隨著我國(guó)電力技術(shù)的進(jìn)步，電網(wǎng)電壓從6kV上升到10kV，相繼又研發(fā)了10kV系列高壓異步電動(dòng)機(jī)，并采用新穎的箱式結(jié)構(gòu)，此類高壓電機(jī)目前占據(jù)國(guó)內(nèi)中高壓電機(jī)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。
1996年我國(guó)又研發(fā)了Y2系列三相異步電動(dòng)機(jī)，功率范圍從0.12kW到315kW，此系列電機(jī)不僅大大降低了空載噪聲，而且還有效抑制了負(fù)載噪聲。2003年Y3系列三相異步電動(dòng)機(jī)相繼上市，此類電機(jī)采用冷軋硅鋼片成型，其能耗已達(dá)到GB18163-2002《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)定值》中能耗限定值的有關(guān)規(guī)定，其主要性能指標(biāo)也已達(dá)到目前國(guó)際先進(jìn)水平。
1.2水泥廠電機(jī)的配置和節(jié)能現(xiàn)狀
水泥廠無(wú)論大小裝備都采用的是電機(jī)拖動(dòng)，其中90%是交流異步電機(jī)，而且約50%是高壓電機(jī)，這其中約70%拖動(dòng)的是風(fēng)機(jī)等類負(fù)載，而且這類負(fù)載有很大一部分需要調(diào)速。目前在傳統(tǒng)的水泥廠中，應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)風(fēng)量的方式是利用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)擋風(fēng)板，通過(guò)調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開度來(lái)調(diào)節(jié)所需風(fēng)量。在調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的過(guò)程中，電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持不變，其輸出能量也不變，只通過(guò)調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開度來(lái)達(dá)到負(fù)載所需的風(fēng)量要求。根據(jù)能量守恒定律，當(dāng)負(fù)載根據(jù)系統(tǒng)的需求需要很小的風(fēng)量時(shí)，其擋風(fēng)板的開度就要減小，此時(shí)電機(jī)的輸出能量與負(fù)載所需能量之差，在此過(guò)程中就被白白消耗和損失掉。另外，水泥廠的風(fēng)門調(diào)節(jié)大多采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的品質(zhì)決定了風(fēng)門開關(guān)的靈活度。由于水泥廠是多粉塵企業(yè)，即使在每個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)都使用了環(huán)保設(shè)備，水泥廠也想盡辦法采取了一系列的收塵措施，也難避免細(xì)微粉塵的排放。在使用過(guò)程中，有很多擋風(fēng)板由于受環(huán)境的影響，不能按照上面下達(dá)的指令靈活的開關(guān)風(fēng)門，甚至有些閘門在使用過(guò)程中被物料死死卡住，導(dǎo)致無(wú)法調(diào)節(jié)，如生產(chǎn)中常用的庫(kù)頂物料分料閥，工人經(jīng)常要上去巡視和現(xiàn)場(chǎng)清理，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還給生產(chǎn)帶來(lái)很大損失，同時(shí)這也是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的一大隱患，更重要的是能量損耗嚴(yán)重。再加上采用閘板控制閥門引起的阻力損耗，嚴(yán)重影響設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，改善這一調(diào)節(jié)方式勢(shì)在必行。
2、電機(jī)節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)
在國(guó)家出臺(tái)的《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，運(yùn)用高效節(jié)能技術(shù)和采用高效節(jié)能裝備是重要一環(huán)。采用變頻調(diào)速和使用高效節(jié)能電機(jī)是提高電機(jī)運(yùn)行效率的兩個(gè)重要的途徑。
2.1通過(guò)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能
在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)需求的風(fēng)量會(huì)隨工況、產(chǎn)量的變化而變化，由于變頻器能夠根據(jù)實(shí)際需要對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，能夠使電動(dòng)機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，減少輕載運(yùn)行時(shí)的電能消耗，調(diào)速范圍寬，調(diào)節(jié)精度高，運(yùn)行效率高，并可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)沖擊和設(shè)備磨損，降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的綜合電耗，這種節(jié)能方式節(jié)能效果明顯，一般節(jié)電率在20%~30%，有時(shí)甚至可以達(dá)到50%，而且最重要的是：投資回收期較短，很快就可以收回全部投資。
目前低壓變頻技術(shù)日漸成熟，產(chǎn)品質(zhì)量也較穩(wěn)定，在新建大中型規(guī)模水泥廠中，需要進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)的低壓電機(jī)基本上已經(jīng)采用交流變頻器進(jìn)行調(diào)速，改變所需風(fēng)量，改善運(yùn)行效率，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的節(jié)能，如窯頭熟料輸送部分的篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)、窯頭一次風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵以及部分收塵風(fēng)機(jī)等。
我國(guó)高壓電動(dòng)機(jī)多為10kV.由于受電力電子器件耐壓限制，目前尚難實(shí)現(xiàn)該等級(jí)變頻器的直接高壓輸出。目前國(guó)內(nèi)高壓變頻器都采用單元串聯(lián)式多電平變頻器技術(shù)，其輸出電壓可達(dá)到10kV甚至更高，且輸入、輸出波形好，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小。國(guó)外高壓變頻技術(shù)成熟，但其價(jià)格卻是國(guó)內(nèi)高壓變頻器價(jià)格的2~4倍，在國(guó)內(nèi)很多水泥廠資金不是很充裕的情況下，國(guó)內(nèi)變頻器由于價(jià)格低，得到了廣泛應(yīng)用。但也有極少數(shù)水泥廠受資金限制，目前較少甚至未使用高壓變頻調(diào)速，其節(jié)能效果不明顯。在國(guó)家節(jié)能大環(huán)境的推動(dòng)下，10kV拖動(dòng)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷其高壓電機(jī)采用高壓變頻調(diào)速勢(shì)在必行。
而在承接的國(guó)外水泥廠設(shè)計(jì)過(guò)程中，情況會(huì)好很多。由于資金充足，新建國(guó)外水泥廠，除了需要調(diào)速的低壓電機(jī)和窯尾高溫風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速外，其他需要調(diào)速的高壓電機(jī)基本都已經(jīng)采用高壓變頻調(diào)速，且采用的大多是國(guó)外著名品牌（如ABB）的高壓變頻成套裝置，如生料循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯尾后排風(fēng)機(jī)、窯頭余風(fēng)風(fēng)機(jī)、水泥磨收塵風(fēng)機(jī)等，節(jié)能效果顯著。
變頻調(diào)速控制方式作為一種新型的調(diào)速方法，性能優(yōu)越，性價(jià)比高，節(jié)能效果明顯，是目前國(guó)內(nèi)大中型水泥廠應(yīng)廣泛采用的一種節(jié)能控制手段。變頻調(diào)速節(jié)能在實(shí)際應(yīng)用中總結(jié)出三大優(yōu)點(diǎn)：一是減少電能損耗，降低成本，節(jié)約電能；二是拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性；三是改變了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式，真正實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，大大減少了對(duì)電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)門等設(shè)備的磨損以及對(duì)電網(wǎng)的啟動(dòng)沖擊，延長(zhǎng)了它們的
