近期，工信部聯合四部門印發(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，實現碳減排重大突破。“十四五”期間，水泥熟料單位產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。
據水泥人網了解，近兩年來，各大水泥企業(yè)為了實現“雙碳”目標，在水泥生產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。
電機和風機現場圖
轉子能饋調速系統(tǒng)現場圖
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，大大消除了生產中的安全隱患，提高了生產效率。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。
電機和風機現場圖
轉子能饋調速系統(tǒng)現場圖
改造后節(jié)電數據
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。
電機和風機現場圖
轉子能饋調速系統(tǒng)現場圖
改造后節(jié)電數據
改造后節(jié)電率為20%。
通過以上數據可以看出，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，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電機的調速，并不是很經濟。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。由于轉速差而產生的轉子回路轉差功率又經轉子能饋調速裝置反饋回電網再利用，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“雙碳”目標而努力。
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