熟料生产线配套余热利用节能优化方案-北极星节能网

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近年来，随着国家水泥产业结构调整步伐的加快及国家落实节能减排工作的不断重视及深入，水泥行业新型干法生产线配套余热利用（发电）系统的越来越多，新建、扩建水泥工程项目应同步配套设计建设或预留其位置，已经写入相关国家标准。现针对同步配套余热利用系统的水泥熟料生产线工程项目设计提出了几项节能设计方案的优化建议，供同行参考。

1供配电系统的节能设计方案

对于广大工矿企业来说，供配电系统的的节能设计，必须从全局出发、统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，确定合理的供配电方案并且不断优化。同步配套余热利用（发电）系统的水泥熟料生产线在该方面更应认真分析论证，力求系统简单先进可靠，操作安全方便，对于目前的水泥熟料生产线系统技术水平，我们提出如下供配电系统的节能设计方案：

1.1尽量提高供配电电压等级：在企业用电负荷不变的情况下，如将企业内部供配电系统的电压提高，通过线路和变压器的电流将相应减少，电能损耗也就相应的降低，根据当前我国供电情况应尽可能降低投资的要求，如规模在5000t/d及以上的水泥熟料生产线并且同步配套余热利用（发电）系统的，其供电电源宜选为110KV及以上进线电压等级，厂区内高压用电设备（如高压电动机及余热利用系统的发电机）采用10KV电压等级，淘汰6KV电压等级。

1.2尽量减少供电半径，降低线路损耗：变配电所应尽量靠近负荷中心，建议总降变电所、余热利用（发电）房、中控室综合设计布置它们的位置时应尽量缩短它们之间的空间距离，或干脆建设在一起为一体式建筑，这样不仅能降低线路损耗还能大大节省电缆配电柜电气设备的投资。由于我国水泥熟料生产线所配套的技术先进的余热利用（发电）系统大多是后来增加的，同步配套设计建设还是近几年的事情，总降变电所、余热利用（发电）房、中控室的一体化综合设计布置还不多见，这方面做到完美统一，节能经济合理，还有比较大的文章可做。

1.3选用节能型变压器，合理配置变压器容量，由于变压器的效率还与其负荷率紧密相关，变压器负荷率宜控制在70%左右，水泥熟料生产线同步配套余热利用（发电）系统后，工厂主变压器容量和个别车间变压器的容量要切合实际地进行合理设计调整，虽然水泥熟料生产线配套余热利用（发电）系统的设计前提是在不影响水泥生产的前提下最大限度地利用余热，同不配套余热利用（发电）系统的单纯水泥熟料生产线相比，理论上这样是可以的，但在实际上与水泥生产绝对不争热不争能量、100%绝对只利用余热是办不到的，也就是说本来用于水泥生产线的一些设备的负荷率在配套余热利用（发电）系统前后是有很大区别的，也就决定了给予它们供电的变压器容量也会随之改变。

2无功补偿设备的合理选取及节能设计方案

在水泥行业最常见无功补偿设备无非是高低压电容器及静止进相器、旋转式进相机等，并且旋转式进相机现已逐渐被静止进相器所代替。这几种无功补偿设备应该根据电机设备选型等因素进行科学选取并确定合理的安装位置。我们建议采取下列节能设计方案：

2.1低压异步电动机、高压鼠笼型异步电动机采用高低压电容器补偿，而且尽量多采用就地补偿，同时减少变配电室集中补偿的数量和容量。因为就地补偿是在靠近异步电动机附近增设电容无功补偿装置，这是对异步电动机进行无功功率补偿最有效的补偿方法，其无功补偿效果最佳，设计时要注重考虑与需要补偿电动机安装布置空间的协调统一，力求美观安全可靠。

2.2高压绕线式异步电动机采取静止进相器进行无功就地补偿，静止进相器及电动机起动器的安装布置位置应尽量靠近电动机，目的是尽量减少电动机的转子回路长度，进而减少转子电线电缆的投资，在主要降低电动机定子回路线路损耗的同时，最大限度降低转子回路线路损耗。

2.3设计时还应全盘考虑，科学论证，正确利用余热利用（发电）系统的汽轮发电机组的功率因数调整作用，即注重与全厂高低压电容器、静止进相器、旋转式进相机等其他无功补偿设备的合理配合：我们知道，综合考虑经济合理性，水泥行业新型干法生产线的用电负荷加装无功补偿后全厂负荷性质应该还是电感性的，无功补偿设备全部正常投入运行后，全厂功率因数一般可达0.95以上；水泥余热利用（发电）系统的能量来源是来自水泥熟料生产线的窑头和窑尾的废气，通过余热锅炉、汽轮机和发电机完成能量转换，产生电能，电能主要供企业内部使用，不对外部上一级电网供电，即采用“并网不上网”的运行方式，余热发电量一般约占本企业全部用电量的30%，因此其发电机不具备利用其“进相运行”方式进行网络电压调节的能力：在外部电网负荷低谷网络电压过高时，吸收电网过多剩余无功功率以便有效抑制电压升高，而应该主要在迟相运行状态下运行，注重和其他无功补偿设备的合理配合，及时调节发电机的功率因数到最佳范围，提高整个系统综合运行效率，力争使系统综合能效最佳！

3应采用统一的综合自动化控制系统（即DCS或中控系统）节能设计方案

DCS是分布式控制系统的英文缩写（DistributedControlSystem），在国内自控行业又称之为集散控制系统，一些行业还常习惯称中央控制系统、中控系统。是一种新型综合自动化计算机控制系统，1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。它是在老式集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

在系统功能方面，DCS和老式集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。目前在我国水泥行业，水泥熟料生产线同步配套余热利用（发电）系统的生产线，用于水泥生产过程控制的及用于余热利用（发电）系统的综合自动化控制系统（即DCS或中控系统）绝大多数是采用各自的单独控制系统，并且多是设立单独的中央控制室，这样相互之间是独立的，空间上也是分离的，我们认为这样做是缺乏全局统一观念、是极其浪费和不合理的，一些软硬件设备重复配置，不能使设备资源充分利用。

主要原因是受到行业（水泥行业，电力行业）传统习惯思维的影响，相互沟通融合不够。通盘考虑，科学分析，二者应该高效融合，完全可以采用统一的一套综合自动化控制系统（即DCS或中控系统）节能设计方案，采用一个中央控制室进行中控操作，把水泥生产和余热利用发电看成一个统一的生产整体，每个环节只是这一整体的一个生产工序，做到各个环节中控操作相互之间最佳配合，对水泥生产线、余热利用（发电）系统全面、可靠、合理、完善的监视、测量与控制，并具有与电力部门调度端调度自动化系统交换信息的能力，使水泥单一生产系统与余热利用（发电）系统达到工艺上相互配合及控制上的完美统一，还会大大节省建筑和设备投资，节约能源。

原标题：熟料生产线配套余热利用节能优化方案

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