目前，水泥行業(yè)的競爭非常激烈，生產(chǎn)成本的高低決定了水泥企業(yè)在市場競爭的地位，而水泥生產(chǎn)企業(yè)很大一部分成本浪費(fèi)在能耗上，拖動風(fēng)機(jī)用的高壓電機(jī)電耗就占成本近30％，所以電動機(jī)節(jié)能，成了節(jié)省制造成本的關(guān)鍵。降低水泥生產(chǎn)過程中的電能消耗越來越引起了業(yè)界的重視。
隨著高壓變頻技術(shù)的進(jìn)步，液力耦合器逐漸失去優(yōu)勢。目前，高壓變頻器已成功用于水泥廠：窯尾排風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、窯頭EP風(fēng)機(jī)、生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)等高壓電機(jī)的節(jié)能改造，取得了許多成功的改造經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。現(xiàn)以葛洲壩股份有限公司水泥廠的窯尾高溫風(fēng)機(jī)變頻改造為例，對高壓變頻應(yīng)用于水泥行業(yè)的節(jié)能改造進(jìn)行分析與總結(jié)。
2005年，葛洲壩股份有限公司水泥廠（以下簡稱葛洲壩水泥廠）準(zhǔn)備對于2000t、2500t的兩條生產(chǎn)線進(jìn)行提產(chǎn)，但由于高溫風(fēng)機(jī)中液力耦合器漏油嚴(yán)重，出力受到限制，不具備提產(chǎn)的條件，故一直未能實(shí)現(xiàn)提產(chǎn)。
2005年，葛洲壩水泥廠于全省水泥行業(yè)率先使用了湖北三環(huán)發(fā)展股份有限公司公司提供的4臺高壓變頻器設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，嘗到了節(jié)能改造的甜頭。隨后，葛洲壩水泥廠采用了2臺（以下簡稱三環(huán)）型號為SH-HVF-Y6K/2000的高壓變頻器，對其2000t、2500t兩條生產(chǎn)線的高溫風(fēng)機(jī)及窯頭號EP風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。從調(diào)試完畢投入運(yùn)行至今已穩(wěn)定運(yùn)行兩年多。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，變頻后直接收益是每年節(jié)約的電量大約為354。46萬KWH，節(jié)約的電費(fèi)大約為180萬元。
高壓變頻器真的能給水泥企業(yè)帶來如此顯著的節(jié)能效果嗎？為了更好的探尋節(jié)能背后的經(jīng)驗(yàn)，筆者走訪了湖北三環(huán)和葛洲壩水泥廠。
葛洲壩水泥廠的實(shí)際運(yùn)行情況是：在改造前，由于使用年限較長，液力耦合器漏油嚴(yán)重，運(yùn)行中每天需加油2～3次，以補(bǔ)充漏油，油面調(diào)整的控制回路失靈不能自動調(diào)節(jié)，在運(yùn)行中靠手動調(diào)節(jié)置于固定轉(zhuǎn)速比。在運(yùn)行是時仍靠風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，當(dāng)窯系統(tǒng)工況變化較大時，現(xiàn)場值班人員根據(jù)中控制室的指令對液力耦合器的杠桿進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，運(yùn)行操作非常不便，導(dǎo)致高溫風(fēng)機(jī)中液力耦合器功率傳遞效率非常低，尤其是在低速時傳遞效率更低，再加上漏油嚴(yán)重，一直未能實(shí)現(xiàn)提產(chǎn)。
采用湖北三環(huán)2臺設(shè)備進(jìn)行變頻改造后，實(shí)現(xiàn)真正的電機(jī)軟啟動，避免了直接啟動巨大的沖擊電流，啟動更平滑，延長電機(jī)使用壽命。改善了工藝。液力耦合器取消，大大減少了繁瑣的維護(hù)工作量，降低了維護(hù)成本；提高了系統(tǒng)的可靠性，間接提高了系統(tǒng)效率；高壓供電回路的功率因數(shù)從原來0.85提高到0.96，大大降了線路損耗。
在節(jié)電同時，在上高壓變頻器之后，高壓變頻器良好的工藝優(yōu)化效果也展現(xiàn)無遺，主要體現(xiàn)在：
1）風(fēng)機(jī)改用變頻器后，在降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時，噪音可大幅度地降低，同時消除了因調(diào)節(jié)擋板控制風(fēng)量而造成的管網(wǎng)內(nèi)氣流紊亂和風(fēng)量調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，以及管網(wǎng)振動和爐膛燃燒不穩(wěn)等缺陷。
2）使用高壓變頻器后，風(fēng)機(jī)擋板不需要頻繁調(diào)整，擋板開度保持在一個比較大的范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，滿足運(yùn)行工況的要求。風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行后，噪音、振動都將大為減小。
3）使用高壓變頻器后，風(fēng)機(jī)采用高效的變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)取代常規(guī)的定速驅(qū)動系統(tǒng)，無疑可節(jié)約大量的節(jié)流損耗，節(jié)電效果顯著，潛力巨大，這已是不爭的事實(shí)。
4）由于變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)本身具有軟起動功能，可使風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動，避免了由于電動機(jī)直接起動引起的電網(wǎng)沖擊和機(jī)械沖擊，從而可以防止與此有關(guān)的一系列事故的發(fā)生。例如電動機(jī)轉(zhuǎn)子籠條的疲勞斷裂，定子端部繞組絕緣損壞擊穿等重大事故，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。
5）采用變頻調(diào)速改造后，由于對電機(jī)實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動，對電機(jī)、擋板、高壓開關(guān)、軸承等設(shè)備以及電網(wǎng)的啟動沖擊大大減少，它們的使用壽命得以延長，可以大幅度節(jié)省這些設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。另外，變頻器高精度寬范圍的無級調(diào)速功能，不僅全面滿足了生產(chǎn)量動態(tài)調(diào)節(jié)的需要，而且變頻器屬于高度智能化的新型高科技設(shè)備，可與水泥廠DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正的無縫連接，提高生產(chǎn)效率和機(jī)組自動化水平，大大改善水泥廠的工作和生產(chǎn)環(huán)境。
在葛洲壩水泥廠生料磨系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)采用SH-HVF-Y6K/2000高壓變頻器，不但操作方便、容易、維護(hù)量小，而且有明顯的節(jié)能效果。通過SH-HVF高壓變頻器在葛洲壩水泥廠的應(yīng)用，增強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性，提高了生料磨的產(chǎn)量，又到達(dá)較好的節(jié)能效果。因此在水泥廠生料磨系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)采用高壓變頻技術(shù)是應(yīng)該倡導(dǎo)和推廣的。
水泥工業(yè)是耗能大戶，它面臨著節(jié)能降耗的艱巨任務(wù)，特別是現(xiàn)今的新型干法水泥生產(chǎn)線，規(guī)模越來越大，節(jié)能空間也越來越大，采用高壓變頻設(shè)備節(jié)能是目前已經(jīng)成熟的技術(shù)，是水泥廠節(jié)能改造的理想設(shè)備，具有很高的推廣價值。
2006年，又追加訂貨湖北三環(huán)的高壓變頻器產(chǎn)品2臺，2007年追加14臺，全面實(shí)施節(jié)能降耗。目前，葛洲壩水泥廠運(yùn)行情況良好，2000t的生產(chǎn)線的產(chǎn)量目前達(dá)2300t，2500t的生產(chǎn)線的產(chǎn)量目前達(dá)2900t，而高溫風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)的耗電量還稍少于原液力耦合器調(diào)節(jié)的耗電量。
