近期，工信部聯(lián)合四部門印發(fā)《建材行業(yè)碳達峰實施方案》，水泥行業(yè)雙碳行動終于有了明確的政策指導。方案明確指出，要以排放占比最高的水泥等行業(yè)為重點，實現(xiàn)碳減排重大突破。“十四五”期間，水泥熟料單位產(chǎn)品綜合能耗水平要降低3%以上。
方案還提出，水泥行業(yè)要加快推廣節(jié)能降碳技術裝備，加快研發(fā)重大關鍵低碳技術，有效推進企業(yè)節(jié)能減排行動。在國家“雙碳”目標之下，各大水泥集團投入了大量的人力物力，從每一個細節(jié)開始改造，以達到節(jié)能降耗增效的目標。
因此，在未來很長一段時間內，水泥企業(yè)將持續(xù)發(fā)力節(jié)能降耗，從而實現(xiàn)水泥行業(yè)的節(jié)能減排目標，進一步達到國家要求的“雙碳”目標。
據(jù)水泥人網(wǎng)了解，近兩年來，各大水泥企業(yè)為了實現(xiàn)“雙碳”目標，在水泥生產(chǎn)設備的選擇方面極為重視。下面我們一起看看聞喜海天水泥500kW水泥磨風機改造、贊皇金隅水泥4000kW循環(huán)風機改造、崇左南方水泥3800kW循環(huán)風機改造的效果如何?
聞喜海天水泥500kW水泥磨風機改造
改造前
聞喜海天水泥500kW水泥磨風機改造前為傳統(tǒng)風門調節(jié)，導致其在調節(jié)過程中，風路阻力大，能量損失大，經(jīng)濟性很差，而且存在系統(tǒng)振動大、機械過負荷及葉輪磨損快等問題。
電機和風機現(xiàn)場圖
轉子能饋調速系統(tǒng)現(xiàn)場圖
改造后
自2021年10月采用轉子能饋調速系統(tǒng)進行調速改造后，設備穩(wěn)定性得到顯著提升，設備巡檢難度降低，原風機振動大、維護工作量大等問題得到解決，大大消除了生產(chǎn)中的安全隱患，提高了生產(chǎn)效率。同時，風機系統(tǒng)調速運行提高了設備的能源利用效率，極大降低了單位產(chǎn)能能耗。
PO52.5水泥：綜合每小時節(jié)電率為41.58%，綜合每噸節(jié)電率為45.71%，平均每小時節(jié)電133.66kw/h。
PC42.5水泥：綜合每小時節(jié)電率為35.62%，綜合每噸節(jié)電率為31.28%，平均每小時節(jié)電112.97kw/h。
DPO42.5水泥：綜合每小時節(jié)電率為33.61%，綜合每噸節(jié)電率為42.54%，平均每小時節(jié)電110.07kw/h。
按全年使用率核算，節(jié)電經(jīng)濟價值使得一年多即可收回投入成本。
贊皇金隅水泥4000kW循環(huán)風機改造
改造方案
贊皇金隅水泥4000kW循環(huán)風機改造前為傳統(tǒng)風門調節(jié)，后增加轉子能饋調速系統(tǒng)，實現(xiàn)轉子能饋調速，對風機轉速進行調節(jié)，達到節(jié)能降耗的目的。
電機和風機現(xiàn)場圖
轉子能饋調速系統(tǒng)現(xiàn)場圖
改造后節(jié)電數(shù)據(jù)
相較于工頻轉速，65%風門開度節(jié)電率約為13.7%。
崇左南方水泥3800kW循環(huán)風機改造
改造方案
崇左南方水泥3800kW循環(huán)風機改造前為傳統(tǒng)風門調節(jié)，后增加轉子能饋調速系統(tǒng)，實現(xiàn)轉子能饋調速，對風機轉速進行調節(jié)，達到節(jié)能降耗的目的。
電機和風機現(xiàn)場圖
轉子能饋調速系統(tǒng)現(xiàn)場圖
改造后節(jié)電數(shù)據(jù)
改造后節(jié)電率為20%。
通過以上數(shù)據(jù)可以看出，聞喜海天水泥、贊皇金隅水泥、崇左南方水泥此次節(jié)能改造取得了非常好的效果，而他們的節(jié)能改造方案均來自于江蘇磁谷科技股份有限公司(以下簡稱“磁谷科技”)，主要使用了轉子能饋調速系統(tǒng)。
據(jù)磁谷科技相關負責人介紹，轉子能饋調速系統(tǒng)是一種以低壓控制高壓、以小功率控制大功率、以轉子電流控制負載速度的電機調速系統(tǒng)。
轉子能饋調速系統(tǒng)拓撲圖
節(jié)能調速原理
工業(yè)上廣泛使用的異步電動機又稱為感應電機，其原理是轉子的旋轉速度低于定子繞組的磁場旋轉速度，從而在轉子上得到感應電流，繼而定子和轉子相互作用產(chǎn)生電磁轉矩?？梢姰惒诫妱訖C必然存在“轉差”。“轉差”作為異步電動機的一個重要參數(shù)，影響著異步電動機的性能。當負載轉矩一定時，轉子上的電阻值越大，異步電動機的轉差就越大。反之，改變異步電動機轉子上的電阻值，即可改變異步電動機的轉差，從而進行調速控制。
異步電動機轉子上接入一個可變電阻實現(xiàn)電機的調速，并不是很經(jīng)濟。因為在調速的過程中，可變電阻需要消耗一定功率的電能，這個功率稱為轉差功率。理論上可以得到，當負載為風機、水泵之類的平方轉矩負載時，轉差功率最大為負載額定功率的14.815%。
通過在電動機轉子回路中串入轉子能饋調速系統(tǒng)來控制轉子電流，實現(xiàn)定、轉子之間電磁轉矩的調節(jié)，從而達到調節(jié)電動機輸出轉速的目的。由于轉速差而產(chǎn)生的轉子回路轉差功率又經(jīng)轉子能饋調速裝置反饋回電網(wǎng)再利用，從而達到調速和高效節(jié)能的目的。
轉子能饋調速系統(tǒng)技術優(yōu)勢
轉子能饋調速系統(tǒng)VS變頻調速系統(tǒng)
轉子能饋調速系統(tǒng)節(jié)能效果
(節(jié)能理論對比表)
據(jù)磁谷科技相關負責人介紹，除上述三家水泥企業(yè)外，江蘇鶴林水泥、冀東海天水泥等水泥企業(yè)也正在實施轉子能饋調速系統(tǒng)節(jié)能改造并取得了很好的節(jié)電效果。
水泥行業(yè)是環(huán)保合規(guī)排放及能耗雙控、碳達峰重點關注的行業(yè)，在國家不斷加大生態(tài)環(huán)境治理力度、推進降耗降碳的大環(huán)境下，未來一段時間，企業(yè)將在節(jié)能降碳方面持續(xù)發(fā)力，最終實現(xiàn)碳中和。磁谷科技將全力幫助水泥企業(yè)推進降耗降碳，為水泥行業(yè)早日實現(xiàn)“雙碳”目標而努力。
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