【绪论】在水泥制造行业，某些功率大、且连续运行的设备耗电量高是水泥制造成本高居不下的一个重要因素。据统计在水泥制造成本中电费成本约占总成本的30%左右，因此很有必要通过对相应耗电量大的设备做一些工艺上的节能改造，利用节电的效果来降低水泥的制造成本、提高经营上的利润空间和市场竞争力。
【关键词】水泥 变频 改造
【前言】通过了解水泥制造工艺，及对一些水泥厂生产设备的实际考察，大部分水泥厂的一些设备尤其是一些大功率设备在生产过程中绝大部分时间都是不满负荷,设备运行的自动化程度相当低,几乎完全靠人工调节,如机立窑供风系统、成球预加水系统、生料均化给料系统、水泥选粉系统、机立窑卸料系统等。我公司和冀东水泥的工程技术人员通过对以上系统的长期跟踪研究，并结合改造几十条水泥生产线的实践经验，开发出比较成熟的水泥厂五大生产系统变频调速控制的改造方案，此方案投资少，安装、调试及控制方便，运行可靠，节电效果明显，并提高了生产过程的自动化程度和加工工艺精度，受到水泥制造行业的欢迎。
改公司共有三条水泥生产线，我们首先从2002年四月份开始对一台132 kW 选粉风机进行变频改造，经过一段时间的测试证明节能效果特别明显 ，所以从去年下半年年开始，陆续对立窑上的送风机（245 kW一台，215kW两台）、选粉机、选粉风机及盘塔送料等电机进行了变频改造，至今已投资约130万元，改造了从1.5KW到250 KW大小共130台电机。改造后的实际测试情况证明在几个月的时间里靠节约的电费就收回整体投资，在以后的生产经营中也能够以较低的生产成本在市场的竞争中处于更有力的位置。下面就该公司公司的改造情况来分析上述各系统变频改造方案的实际效果。
一、 机立窑供风系统系统变频改造装置
该公司像其它的老水泥企业一样，机立窑供风系统是通过调节挡风板的开启角度的落后的机械调节方法来满足烧结时不同的用风量，这种操作方式的缺点是明显的：1、电能浪费严重；2、调节精度差；3、启动电流对电网冲击大；4、电机及风机的转速高，负荷强度重；5、起动时机械冲击大,设备使用寿命低;6、噪声大，粉尘污染严重等。改造后的变频供风系统是在保留原供风系统的基础上增加一套变频回路与原回路并联，形成双回路可转换控制系统，并将变频器的调速装置安装在窑上，通过调节电机（风机）的转速来调节烧结时的用风量。其特点：1、节电效果好（由于电机消耗的功率跟电机转速的三次方成正比，改造后电机大部分时间运行在35-40Hz左右既可满足用风量，节电率大于百分之二十）；2、具有软起功能，降低负荷强度，延长设备使用寿命，启动电流小，相当于增加电网容量；3、调节风量精度准确、方便；4、无需旁通放风，减少水泥粉尘污染等。改造后的测试结果见表一。
（表一）立窑送风机变频改造节能效果分析表
变频器型号kW 原运行频率Hz 原运行电流A 原消耗功率kW 现运行频率Hz 现运行电流A 现消耗功率kW 日节电量kWh 月节约电费（元） 投资回收期（月）节电率（%）
250 50 350 231 40 280 184 1128 17920 7.5 20
220 50 260 171 40 200 131 960 14400 9 23
220 50 265 174 40 200 131 1032 15480 8.5 25
二、 成球供水系统
生料成球工序是影响水泥熟料烧结质量的关键工序之一，其中水、料比例直接影响成球好坏。应用变频器后能通过跟踪生料供给量对成球预加水泵的转速进行无级调速，从而实现全自动化的闭环控制，料水配合稳定，成球效果良好，大大提高水泥烧结质量。此系统改造主要为提高自动化程度和制造工艺水平考虑，由于功率较小省电效果还在其次。
三、 生料均化给料系统
此系统用变频改造后，将所有送料口处的送料电机用变频器进行同步无机调速，等比例送料，提高均化效果，此点也是从制造工艺角度考虑。
四、 水泥选粉系统
水泥选粉系统的工作原理是根据所生产的水泥的标号的不同，调节选粉机和选粉风机的转速，从而选出不同细度的水泥制品。老式选粉机要调整风机轴上的扇叶的数量和角度，经过对比试验达到所要求的选粉细度；新式选粉系统分选粉机和选粉风机两部分，选粉机由滑差电机调速，选粉风机靠调节挡风板角度调节用风量。这两种系统都存在操作工艺复杂、调节精度差、浪费电能严重的缺点，特别是滑差点机不但费电，由于水泥制造环境粉尘严重，因此滑差头骨胀率特别高，维修困难。变频改造后，不管是老式系统还是新式系统，只要将电机调节到一个特定的转速就能选出所需要的细度的颗粒，在节约电能的同时还做到了连续化、自动化生产，既提高了劳动效率，又降低了劳动强度，综合效益明显。（具体测试结果见表二）
（ 表二） 选粉风机变频改造节能效果分析表
变频器型号kW 原运行频率Hz 原运行电流A 原消耗功率kW 现运行频率Hz 现运行电流A 现消耗功率kW 日节电量kWh 月节约电费（元） 投资回收期（月）节电率（%）
132 50 120 80 40 80 53 648 19440
75 50 85 56 40 50 32.9 553 8298 5 41
75 50 75 49.4 40 50 32.9 395 5936 7 33
55 50 77 46 40 45 29.6 394 5922 6 35
55 50 72 42.5 40 42 27.5 360 5400 6.5 31
五、 立窑卸料系统
为使水泥烧结过程中加料、供风、卸料三平衡，立窑普遍采用滑差电机（电磁调速电机）做为盘塔式卸料装置的动力，该电机不但防护等级满足不了水泥生产现场环境的需要，而且在相同输出转速的条件下消耗的功率也比系列电机高出百分之二十左右，在降低转速时相差更多，因此采用变频调速系统代替滑差调速后，解决以上所诉的缺点，且调速性能远远高于滑差调速电机，在节电的同时维修费用也大大降低，在各行业得到普遍应用。
（表三） 卸料系统变频改造效果分析
变频器型号kW 原运行频率Hz 原运行电流A 原消耗功率kW 现运行频率Hz 现运行电流A 现消耗功率kW 日节电量kWh 月节约电费（元） 投资回收期（月）节电率（%）
22 50 29 19.1 15 8 5.26 332 4982 3 72
22 50 27 17.8 15 6 4 330 4957 3 77
22 50 25 16.5 15 5.5 3.6 308 4629 3.5 78
18.5 50 22 14.5 15 5.5 3.6 261 3916 3 75
18.5 50 17 11.5 15 4.5 4 180 2602 4.5 73
应用变频器对可以调速的电机进行控制，在节约大量电能的同时，还具有软起功能，同时降低了电机的起动电流和运行电流，降低整个电力系统和机械系统启动和工作时的负荷强度，延长了机械部件的使用寿命。另外对滑差电机的变频改造提高了电机的防护等级，减少了因环境恶劣而造成的电机故障率。
六、 意外收获
由于变频器工作和启动时电流的下降，为其他设备的启动提供了必要的保证，无形中增加了工厂的电力容量，这对电网电压不稳和电力容量偏小的场合尤为有利。象天马水泥有限公司这样整体改造后,可省下200KVA的变压器容量,新上设备时变电所可暂不增容,可节省大量投资。
当然，经过变频改造后还应加强生产工艺方面的管理，再生产允许的条件下合理的调节电机的转速，以达到理想的节能结果。这有待于在以后的工作中加以不断的完善。
【结论】该公司水泥成功的经验充分说明了水泥行业变频改造的非凡潜力，该公司之所以能在不到一年的时间内投入这么大的资金进行改造，一方面是因为公司具有很强的经济实力及公司领导层具有非凡的远见卓识，另一方面也充分说明投资这项改造公司可以得到丰厚的利益回报，并且整体提高了公司在生产工艺方面的自动化程度。
