水泥行业应用方案

房地产和重大工程建设项目的持续升温，建材行业也得到空前的发展。建材行业作为典型的高能耗产业，与我国能源短缺，价格高涨形成尖锐的矛盾。降低水泥，玻璃，电解铝等产业的耗电量，除了提高管理水平外，必须从技术和产业的进步中来寻找突破口。变频器作为节能降耗的一个主要产业，技术成熟，产品稳定，价格日益降低，客户使用维护水平提升，都为变频器在建材行业的大量使用提供了条件。目前除了大批量改造项目以外，新建的建材项目在配置时都已经将电机的变频调速作为节能降耗的首要考虑。麦米电气变频器在上述产业中都有大量成功应用，为我国的节能降耗作出了应用的贡献。

一、变频器调速的节能原理

全世界用电量约有60%是通过电动机消耗掉的。

生产机械中电动机的负载千差万别，依照通用分类法则，可将负载分为平方负载，恒转矩负载，恒功率负载等。这三种负载与能耗关系如下图（P代表功率，M代表转矩，n代表转速）：

负载类型	恒转矩M=C	平方转矩M∝n²	恒功率P=C
M=f（n） p=f（n）
主要设备	输送带、起重机械	各种风机、泵类	卷取机，轧机、
功率与转速关系	P∝n	P∝n³	P=C
使用变频器目的	满足工艺要求，提高效率	节能为主	满足工艺要求，提升产品质量和效率
节电效果	一般	显著	不

从节能角度考虑，我们主要分析平方类负载，而这类负载在建材行业约要消耗70%以上的能量。那么这类负载为什么会存在节能控制？

1、设计裕量的考虑。建材项目设计时要考虑项目运行时间长，前后期工艺差异大，必须留有足够的裕量。如鼓风机和引风机设计规定风量要达到5－10%的裕量，因此在选型设计时是以最大风量和风压裕量来作为依据的，而风机系列是有限的，在选不到合适的型号时只能往上靠，这有电机选型功率比实际需要的功率大20－30%就比较常见。

2、在实际生产操作时，对于靠阀门挡板等进行节流调节的风机负载，它们增加了系统管路的阻尼系数，造成电能的浪费。而选择变频器，则可以根据生产实际需要进行精确的流量调节。

二、变频调速的理论节能分析

各种风机、泵类负载，因P ∝n3，理论上功耗与转速是三次方关系，故应用变频器后，节电效果显著，下表是为风机，泵类负载应用变频器后，在不同流量Q*，转速n*，轴功率P*（额定值的相对值百分数）以某频率值时的节电率。

流量Q*（%）	100	90	80	70	60	50	40
转速n*（%）	100	90	80	70	60	50	40
频率值（Hz）	50	45	40	35	30	25	20
轴功率P*（%）	100	73	51	34	22	13	6.5
节电率N	0	27	49	66	78	87	9

可以看到，当流量降低时，降低电机转速，可以达到很高的节电率。

三、水泥厂变频器应用

1、变频器在立窑罗茨风机上的应用

我国的大多数2KT/D以下水泥厂在立窑上配备有160~220KW罗茨风机（产量较大的生产线立窑上配套使用的风机功率更大），传统的风量控制方法是依靠放风阀进行调节。由于罗茨风机的风量较为恒定，而煅烧时根据窑内情况需要随时调节风量，当窑内需要减少风量时，是通过放风阀放走多余的风量，造成严重的能源浪费。

水泥立窑煅烧熟料所耗的电能中，罗茨鼓风机的电能消耗占60%左右，随着电价的调整（整体上是上升趋势），电费在水泥生产中所占生产成本的比重将越来越高。因此降低鼓风机的能源消耗成为提高企业经济效益的重要环节。

水泥生产工艺要求风量随窑内条件进行调节，调节风机的鼓风量，对罗茨风机可由变频器改变风机的供电电源频率来进行无级调速来调节风量，给变频器的应用与节能留下较大的空间。实践中也证明确实如此：某2KT/D水泥厂132KW罗茨风机上安装麦米电气MV300变频器后，节电率高达60%，吨熟料电耗由安装变频器前的15度下降为安装后6度；某1KT/D水泥厂在水泥熟料旋窑生产线流态化系统55KW罗茨风机上安装变频器后，节电率高达70%，日耗电量由原来的600度下降到安装以后的180度，日节电420度。

红星水泥厂在风机应用变频器前后的电耗的对比表：

设备名称	功率	平均电流		功率消耗		节能效果	经济分析
设备名称	KW	使用前	使用后	使用前	使用后	万度/年	万元/年
一室风机	45	58.3	39.0	34.2	17.6	13.8	9.6
二室风机	75	71.2	30.2	41.6	18.1	18.0	12.6
三室风机	75	85.6	45.1	50.6	26.8	18.3	12.8
三室风机	75	85.0	52.4	49.7	25.8	18.5	13.0
吹煤风机	132	142.6	56.8	82.1	33.0	38.6	27.0
蓖冷风机	30	26.4	8.2	13.0	5.1