摘要：改革开放的深化以及社会的发展能促进国民经济的大幅度增长，而经济快速发展的过程中却造成了大量的能源消耗以及环境的污染，这种发展形式是不可取的，也是不可持续的。因此在可持续发展战略下，我国的经济发展形势发展巨大的转变，绿色经济理念被提出，在工业生产中也开始注重节能减排。水泥是工业以及建筑业发展中的重要原材料，但是在水泥生产中却会造成严重的污染和能源消耗。为了促进水泥产业结构的优化，提升水泥厂经济效益，必须要加强对节能减排的重视。本文对水泥厂电气设计节能措施进行探讨。
关键词：水泥厂；电气设计；节能措施
一、我国水泥行业的发展现状
随着我国工业化发展步伐的加快，水泥生产技术的提升，当前我国水泥生产量一直处于国际的领先地位，特别是近年来我国基础建设的发展以及产业的升级，我国水泥产量更是不断的攀升。城市化发展以及基础建设投入方面的增大，导致我国水泥的需求量提升。我国在水泥生产中一直采用的都是湿法或者立窑的工艺，虽然经过不断的学习和研究，近年来开始出现干法生产工艺，并在生产管理、技术装备等方面都有所改善，促进我国水泥工业结构的进步。但是大部分水泥的生产方式仍然比较落后。而这些落后的生产方式不仅在效率和质量上存在弊端，在耗能上也是新型工艺方式的几倍。相对于发达国家来说，我国每生产1吨水泥要比发达国家高出5度电，如果按照每年产量50万吨计算，每年一个水泥厂的耗电量就需要多出250万度。严重的电能浪费导致水泥厂的经济效益降低，同时对我国能源以及环境也造成严重的影响，因此调整水泥产业结构，提高生产力，降低能耗成本已经成为水泥生产企业发展中的关键问题。
二、水泥厂电气节能设计的措施
1、水泥厂配电系统的节能设计
在水泥生产过程中，电能是消耗的主要能源之一，而对电能进行合理分配的是水泥厂的供配电系统，所以为了达到节省电能的目标，需对水泥厂的供配电系统进行节能设计。加强水泥厂的节能把控，不仅可以使耗电量减少，为工厂带来一定的经济效益，更重要的是对生态环境起到一定的保护作用。就水泥厂供配电系统节能设计来讲，根据各工艺段设备的具体参数，对电能进行合理分配，合理选择配电站和电气室的位置，尽量靠近负荷中心，尽量采用一级配电，减小供电半径，以保证供配电系统电能分配的合理性，达到节能目的。
2、线路损耗的节能设计
众所周知，在供电容量相同的情况下，输电线路越短，线路阻抗就越小，线路上的电能损耗也就越小。就目前而言，我国的水泥厂在电力线路敷设的过程中，存在着供电线路设计不合理，敷设线路过长的现象，从而导致水泥厂电能线损高的现象发生。基于此情况，设计人员在进行水泥厂的供电线路选取时，应充分考虑供配电线路的路径问题，在满足相关设计要求的前提下，选择最短的敷设路径，从而降低线路损耗，达到节能目的。
3、供配电设备的节能设计
水泥厂供配电设备的选择是否合理，与电能消耗的高低也有着直接联系，就拿水泥厂供配电设备中的变压器来说，其重要性显而易见。根据各工艺段的装机容量，合理选择变压器的容量，使变压器以最经济的负荷率运行，从而减少空载损耗，且可以在设备采购环节中节约采购成本。一般情况下，选择配电变压器容量时，负荷率在65%-75%是最为经济合理的运行状态。目前水泥厂中仍有大量的S7、S9系列变压器在运行，而S13系列变压器的各项指标均明显优于前者，所以淘汰老式变压器，对其进行升级改造，也可以达到节能目的。
4、用电设备的节能设计
a.电动机是水泥厂最为重要的用电设备。将电动机自身的能耗降至最低的有效途径在于，将电动机功率因数和实际运行效率进行全面提升；减少能量传递环节损耗的有效途径在于，提高能量传递效率。因此在水泥厂设计中选用超高效电动机和高效率的传动系统是最佳的解决途径。
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b.照明电耗约占水泥厂电耗的1%~2.5%，所以优化照明设计和灯具选择，也是减少水泥厂电能消耗的有效途径。将太阳能和风能应用于路灯，不仅可以提高清洁能源的利用率，还能达到节能的目的；将路灯等室外照明进行智能控制设计，可减少不必要的电能浪费。LED灯具相比传统的高压汞灯和钠灯，具有光效高、寿命长、坚固耐用、响应速度快等特点，最重要的是电耗低，在水泥厂推广使用LED灯，能进一步扩大节能空间。
c.变频器不仅是理想的软启动设备，也是理想的节能设备。篦冷机冷却风机、回转窑、选粉机、高温风机、尾排风机等设备均可使用变频器调速。大量的应用经验证明，使用变频器不仅可以达到理想的工艺控制效果，更可以节约大量的电能。据统计，使用变频器后，篦冷机每年可节约6万kWh，一室风机每年可节约1万kWh。
5、提升配电系统功率因数
功率因数与线路损耗具有反比例关系，线路损耗中包括线路传输功率中的有功和无功损耗的总和。在有功功率的传输中，能够满足用电设备的正常运行，因此功率比较稳定。而由于电动机、变压器或者实验设备等具有电感性设备产生的无功电流，由于需要经过高低压线路的传输，从而会产生无功功率的损耗。为了有效避免这种情况，首先可以提升用电设备的功率因数，采用一些功率因数高的设备；其次，通过静电电容器进行无功补偿。电容器的超前无功电流有利于对滞后无功电流的抵消，通过对功率因数的提升，有利于对整体无功电流的降低。水泥厂工程设计中水泥磨机、原料磨机等高压电动装备可以设置电容补偿装置，并设置可以随意切换的开关，或者在总将10KV的母线上设置高压功率因数补偿装置等，通过这些方式使系统功率因数控制在0.92以上，从而实现对无功损耗的降低。
三．水泥厂电气节能设计中人的因素
1、加强水泥厂电气节能设计的意识
目前我国水泥厂电气节能设计尚存在问题，节能意识的缺乏，是原因之一。所以加强节能意识，是保证节能设计工作顺利开展的重要前提。多借鉴其他行业节能设计的经验，优化水泥厂电气节能设计，有利于节约水泥厂建造和运营成本，提高水泥厂的经济效益；更能促进对能源和环境的保护，有利于国家长期稳定的发展。
2、加强水泥厂电气节能设计的研究
提高水泥厂电气节能设计的方法有多种，可根据水泥厂实际的耗电情况进行宏观的调控。在水泥厂电气节能设计时，需深入分析调研影响电耗的主要因素，在设计阶段解决电能浪费的问题。在设备采购环节注重节能方面的考量，在设备参数相当的情况下，优先选用节能效果佳的设备，提高设备运行时的能效性和经济性。
3、引进水泥厂电气节能设计的人才
基于人才带来的效益因素，注重节能设计人才的引进，有利于水泥厂电气节能设计工作的开展。在引进人才时，优先录用具有丰富经验的人员，并对其定期培训，不断提高节能设计的专业知识和理念，从根本上保证水泥厂电气节能设计工作的顺利开展和与时俱进。
结束语
本文对节能设计的措施进行了分析，从设计方案和设备应用两个方面进行了阐述；并对节能设计中人的因素进行了分析。水泥企业需对电气节能设计有充分的重视，从设计源头上提升能源利用水平，降低能源消耗成本，降低水泥厂的运行成本，为企业带来更大的经济和环境效益，从而响应国家对节能减排的号召。
参考文献：
[1]孔勇飞.关于水泥厂电气设计节能举措的相关探究[J].建筑工程技术与设计，2019（9）：3889.
[2]王福堂.浅谈电气自动化节能设计在水泥厂的应用[J].中国科技投资，2019（32）：35.
[3]姜彬.关于水泥厂电气设计节能举措的相关探究[J].装饰装修天地，2019（9）：380.
论文作者:胡德光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：水泥厂论文; 节能论文; 电能论文; 设备论文; 功率因数论文; 水泥论文; 电气论文; 《基层建设》2019年第29期论文;