【摘 要】随着能源的大范围开发，我国能源储备量不断减少，节约能源势在必行。在经济发展和科学技术进步中出现了很多节能技术，实现了各个行业的优化改革。其中水泥生产设备耗能较大，为尽量降低水泥生产过程中的耗能，应引入变频调速技术，这一技术有良好的节能效果，本文主要介绍了变频调速技术在水泥生产设备节能中的应用以及在使用过程中的注意事项，希望能够促进变频调速技术在水泥生产设备节能中的发展。
【关键词】节能；水泥生产；变频调速技术
前言：
随着我国科技发展出现了越来越多的新技术，特别是变频调速技术的出现促进了水泥生产行业的优化革新，此种技术具有调速精度高、节能效果显著的优势，已经成为我国重点组织实施的10项资源节约综合利用技术之一，故被广泛应用于工业行业中，特别是水泥生产中，最大程度节约水泥生产中消耗的能源。
1 变频调速技术在水泥生产设备节能中的应用
1.1 变频调速技术节能估算
变频调速技术主要应用在水泥生产设备中的平方转矩设备和恒转矩设备中，下面分别进行变频调速技术的节能估算。
平方转矩设备中呈现负载，一般通过水泵、风机等机械设备进行速度控制，其设备功率正比于转速的三次方，压力正比于转速的二次方，流量正比于转速的一次方，通过以上关系我们也可以得出平方转矩设备功率正比于流量的三次方。由此可知，如果使风量和流量降低百分之二十，就会使功率降低百分之五十，实现水泥生产节能[1]。现阶段，在水泥生产中，离心风机的功率一般为800kw，如果按照降低百分之二十计算，那么一年就能节省1000000kw.h以上，仅一家水泥生产中节省这么多，我国拥有上百万家水泥厂，能够节省的能源可想而知。
属于恒转矩调速设备的有很多，例如：喂料设备、窑主传、选粉机等等。下面以罗茨风机调速为例对恒转矩调速设备节能进行估算。进行罗茨风机调速时，其风量与罗茨风机运转速度成正比，一般不受风机转速限制，恒转矩调速设备负载的节电率正比于设备的电机转速。罗茨风机在一般情况下都会将实际风量控制在罗茨风机额定风量的百分之七十左右，如果在罗茨风机中引入变频调速技术，就会使罗茨风机节约百分之二十五到百分之三十的电能[2]。以55kw的罗茨风机为例，假设在水泥生产中，使用300天，那么一年将会节省100000kw.h以上的电，罗茨风机还只是恒转矩调速设备中的一种机器，在其他机器中也会节省大量电能，同样，在我国诸多水泥生产厂中，使用变频调速技术更能够节约我国的能源，缓解能源紧缺问题。因此，在水泥生产设备中应用变频调速技术是必不可少的。
1.2 变频调速技术中变频器的选择
在变频调速技术中，变频器是很重要的组成机器，要保证变频调速技术的合理应用，就要保证变频器选择正确与合理。变频器并不是在所有情况下都能够正常工作，由于在水泥生产过程中，电动机所带负载不同对变频器要求也不同。因此，要在水泥生产设备中应用变频调速技术就要了解变频器，下面对不同负载应选择的变频器类型进行详细介绍。
起重机类负载在启动时会产生很大的冲击力，因此在选择变频器时，要保证变频器拥有一定的余量提供缓冲空间。起重机类负载在进行重物下放时，会产生能量回馈，在选择变频器时，还要采用母线或者制动单元的方式。
大惯性负载惯性相对较大，在水泥生产工作时，机器启动会引起大惯性负载的振荡，在减速时还会产生能量回馈现象。因此为更好应用变频调速技术，就要解决大惯性负载运转时的问题，选择变频器时应该选择容量大的变频器并配合制动单元工作，在避免振荡的同时消除能量回馈问题。
不均匀负载程度不同，有时负载较轻，有时负载较重，要保证不均匀负载的正常工作，选择变频器时应该按照负载较大变频器进行选择。
在选择变频器时，还应该注意电机发热问题，最好采用6级电机或加大电机减速比保证电机风扇冷却能力。
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2 变频调速技术在水泥生产设备节能应用中的注意事项
要使变频调速技术更好发挥节能效果，就要尽量避免技术应用过程中出现的问题。下面详细说明变频调速技术在水泥生产设备节能应用中的注意事项。
2.1外界环境
外界环境主要包括环境温蒂、工作温度、腐蚀性气体以及变频器的振动和冲击。
外界环境温度变化大和温度过高时，会在变频器内部出现结露的现象，影响变频器的绝缘能力，更危险时会造成电路短路。因此，应该注意外界环境的温度，可以在变频箱中使用加热器和干燥剂。
变频器的工作温度会影响变频器使用寿命和节能效果，因此，在变频器工作时，尽量将变频器的工作温度控制在40摄氏度以下，保证变频调速技术的正常使用，同时在安装时，不能在变频器底部安装易发热的元件。
腐蚀性气体会腐蚀变频器的元件引线以及印刷电路板等元件，加速变频器中塑料构件的老化，降低变频器的绝缘效果，也会影响变频技术在水泥生产中的节能效果，为尽量减少腐蚀性气体带来的不良影响，应该及时采取换气措施，并且制作封闭式结构的控制箱。
振动和冲击会影响变频器正常工作，在发生振动和冲击时，装有变频器的控制柜会由于振动作用产生接触不良的问题。应该加大注意，可以采取以下措施避免这一问题。安装控制柜时，要使控制柜尽量远离振动源和冲击源；提高控制柜的机械防振强度；及时检查维护设备运行情况。
2.2电气环境
变频调速技术在水泥生产设备节能应用中还应该注意防止输入端过电压问题和防止电磁波受到干扰。
一般情况下，变频器的电源输入端都有过压保护，但是在高压作用时间过长的情况下，会破坏变频器的输入端，因此，要尽量防止变频器输入端过压。在变频器的使用前，了解变频器的低额定输入电压和实际输入电压，及时做出调整。在水泥厂电压不稳时，要使用稳压机械设备，保证变频器输入端电压稳定正常，避免变频器发生问题。
变频器在整个工作过程中都离不开电，同时会由于变频和整流工作环节产生很多有干扰性质的电磁波，这些电磁波会影响周围仪器的正常工作，因此，为保证变频调速技术的节能效果，在水泥生产过程中，要尽量减小变频器产生的电磁波对周围仪器的影响，可以在仪器设备外部包装金属外壳，还可以使用屏蔽控制电缆代替原有的仪器仪表之间的连线，同时保证屏蔽层接地。如果在水泥生产中不能合理控制处理电磁波的干扰，就会使整个水泥生产环节受到影响，无法工作。
2.3接地与防雷
在应用变频调速技术时，还应该注意变频器的接地与防雷。实现变频器的正确接地能够保证控制系统灵敏度与提高变频器抑制噪声的能力，进行接地工作时，使接地电阻越小越好，尽量将接地导线控制在20米长度以内，截面积尽量大于2毫米，不能将动力设备的接地点与变频器设备接地点放置在一处。同时接地时，为了避免信号变化波动，系统发生振荡，就应该将信号输入线的屏蔽层接至地端，相反，另一端接在别处，绝不能接在地端。
一般情况下，变频器都具有雷电吸收功能，这样能够避免雷电侵入造成的变频器损坏。但是在变频器实际工作中，仅仅依靠雷电吸收网络无法实现变频器的防雷电功能，特别是在电源线被架空引入的情况下更加危险。水泥厂如果处于雷电多发地区，就要加强对变频器防雷电的控制，当变频器的电源是电缆引入时，应该强化控制室的防雷系统功能，防止发生雷电破坏设备的问题。当电源线架空进线时，一般采取的解决措施是做好接地保护或在电源进线位置装设变频器专门的避雷元件，有效解决变频器防雷问题。
总结：
通过上文对变频调速技术在水泥生产设备节能中应用的分析以及在使用过程中的注意事项介绍，希望能更好将变频调速技术更好应用到水泥生产中，在我国水泥需求量大，耗能大的情况下，尽量减小水泥生产的能量消耗。
参考文献：
[1]莫莉.变频调节技术在水泥工厂中的应用[J]. 电源技术应用. 2014 (02)
[2]谢振华.变频调速技术在煤炭机电领域的运用研究[J]. 城市地理. 2015(16)
论文作者:刘伟军
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/8
标签：变频器论文; 技术论文; 变频调速论文; 节能论文; 负载论文; 水泥生产论文; 生产设备论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;