目前，水泥行業的競爭非常激烈，但關鍵還是制造成本的競爭，而電動機電耗占成本30％，因此做好電動機的降耗增效工作就顯得極為重要。所以，我們要從調速方式、電動機的選型、啟動裝置等方面入手等每個環節開展細致的工作，同時要大力應用新技術新成果，促進企業的節能降耗。

　　一、變頻調速節能

　　1、風機、水泵上的變頻調速節能

　　大部分水泥廠的一些設備尤其是一些大功率設備在生產過程中絕大部分時間都是不滿負荷，在生產過程中都是通過調節擋風板或閥門的開啟角度的機械調節方法來滿足不同的用風（水）量，這種操作方式的缺點是：（1）電機及風機或水泵的轉速高，負荷強度重，電能浪費嚴重；（2）設備運行的自動化程度相當低,幾乎完全靠人工調節，調節精度差，控制不精確；（3）電氣控制采用直接或降壓起動，啟動時電流對電網沖擊大，需要的電源（電網）容量大，功率因素較低。（4）起動時機械沖擊大,設備使用壽命低；（5）噪聲大，粉塵污染嚴重等。在水泥廠主要有生料磨排風機，窯尾廢氣處理風機，羅茨風機，水泥磨排風機，煤磨風機、蓖冷機風機、選粉機、循環水泵、給水泵等。由于變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。如下圖示為壓力H-流量Q曲線特性圖:

　　n1-代表電機在額定轉速運行時的特性；

　　n2-代表電機降速運行在n2轉速時的特性；

　　R1-代表風機、泵類管路阻力最小時的阻力特性；

　　R2-代表風機、泵類管路阻力增大到某一數組時的阻力特性。

　　風機、泵類在管路特性曲線R1工作時，工況點為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時風機、泵類所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小流量到Q2，實際上通過增加管網管阻，使風機、泵類的工作點移到R2上的B點，壓力增大到H2，這時風機、泵類所需的功率正比于H2與Q2的乘積，即正比于BH2OQ2的面積。顯然風機、泵類所需的功率增大了。這種調節方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節能，是以高運行成本換取簡單控制方式。若采用變頻調速，風機轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調速后風機所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。

　　也就是當風機水泵的轉速下降10％時，電機消耗功率下降27.1%.所以風機水泵采用變頻調速節能效果非常明顯。

　　2、用變頻調速取代傳統調速

　　傳統調速所采用的晶閘管串級調速、直流調速、電磁滑差調速、液力耦合器調速和異步電動機的變級調速等存在傳動效率低、難維護等缺點，而變頻調速結構簡單，穩定可靠，調速精度高，啟動轉矩大，調速范圍廣。所以采用變頻調速在提高機械的傳動效率就可節能20%左右。

　　3、變頻在空氣壓縮機上應用

　　空壓機恒壓供氣使用變頻器與壓力控制構成閉環控制系統，使壓力波動減少 1.5% ，降低噪音 、減少振動。保證設備長期穩定運行，從而減少了設備維護工作量，延長了設備使用壽命。用變頻器后，空壓機可在任何壓力下隨意起動，打破了以前不允許帶壓起動的規定，起動電流也較以前大大降低。通過使用變頻器后的實例，多數壓縮機節電率約在 20% 左右。

　　總之：采用變頻器控制將有以下諸多優點：

　?。?）、采用變頻器控制電機的轉速，取消擋板調節，降低了設備的故障 率，節電效果顯著；

　?。?）、采用變頻器控制電機，實現了電機的軟啟動，延長了設備的使用壽 命，避免了對電網的沖擊；

　?。?）、電機在低于額定轉速的狀態下運行，減少了噪聲對環境的影響；

　?。?）、具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能；

　　（5）、提高產品質量及產量。

　　實踐證明，變頻改造具有顯著的節電效果，是一種理想的調速控制方式。既提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且還大大減少了設備維護、維修費用，另外當采用變頻調速時，由于變頻裝置內的直流電抗器能很好的改善功率因數，也可以為電網節約容量。直接和間接經濟效益十分明顯。

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　　二、電動機的功率因數補償

　　籠型電動機通常采用并聯電容器就地補償的方法。繞線式電動機可采用進相機補償的方式。進相機補償分旋轉式和靜止式2種，由于旋轉式進相機結構上的缺陷，目前逐步被靜止式進相機所代替。

　　合理選用電動機類型

　　Y系列電動機是全國統一設計的新系列產品，是國內目前較先進的三相異步電動機。20世紀80年代中期即在全國推廣應用。其優點是效率高、節能、啟動性能好。而目前國內許多老水泥企業仍大量采用JO2系列電動機，相比來說Y系列比JO2系列電動機效率提高了0.413％。因此用Y系列電動機取代舊式電動機勢在必行。

　　選擇電動機類型除了滿足拖動功能外，還應考慮經濟運行性能。對于年運行時間大于3000h，負載率大于50％的場合，應選擇YX系列高效率的三相異步電動機。與Y系列相比，其效率平均高3％，損耗降低20％～30％，雖然價格高于Y系列電動機，但從長期運行考慮，經濟性還是明顯的。

　　同步電動機能提高企業電網的功率因數，降低供電線路損耗，但控制系統繁雜，價格較高。

　　合理選用電動機的額定容量

　　國家對三相異步電動機3個運行區域作了如下規定：負載率在70％～100％之問為經濟運行區；負載率在40％～70%之間為一般運行區；負載率在40％以下為非經濟運行區。若電動機容量選得過大，雖然能保證設備的正常運行，但不僅增加了投資，而且它的效率和功率因數也都很低，造成電力的浪費。因此考慮到既能滿足水泥廠設備運行需要，又能使其盡可能地提高效率，水泥企業一般負載率保持在60％～l00％較為理想。對于負載率小于40％的三角形接法電動機可改為星型接法，以提高其效率。

　　同步電動機能提高企業電網的功率因數，降低供電線路損耗，但控制系統繁雜，價格較高。隨著異步電動機制造水平的提高，新設備已很少采用。

　　三、電動機啟動和運行形式

　　低壓籠型大中型電動機

　　若采用全壓直接啟動方式，這要求電力系統有足夠大的容量，而實際運行時，電力系統負載率很低，影響供電效率，并且用直接啟動方式易燒毀開關、電動機，影響電網其他設備的運行，往往為了盡量減少電動機啟動次數而寧愿讓電動機空轉而不停車，造成大量浪費。此類電動機可以用電動機軟啟動器啟動。電動機軟啟動器是采用大功率晶閘管模塊作為主回路的開關元件，通過控制它的導通角以實現軟特性的電壓爬升。它具有對電網無過大沖擊，對機械傳動系統（齒輪及軸連接器）震動小，啟動轉矩平滑穩定等諸多優點。啟動電流在2.5～3.5倍額定電流之間可調，啟動時間可調。

　　高壓籠型電動機

　　傳統的啟動方式多選用電抗器、自耦變壓器等，但這些啟動設備都不能很好地滿足啟動要求，很難獲得理想的啟動參數。目前出品的熱變電阻軟啟動裝置能較好地滿足啟動要求。熱變電阻器由具有負溫度系數的電阻材料制成，電阻器串于電動機定子回路，當電動機啟動、電阻體通過啟動電流時，其溫度升高，而阻值隨之減小，從而使電動機端電壓逐步升高，啟動轉矩逐步增加，以實現電動機的平穩啟動。根據電動機參數和負載要求的啟動轉矩，能方便地配置適當的啟動電阻值獲得最佳的啟動參數，即在較小的啟動電流下，獲得足夠大的啟動轉矩。

　　大型繞線型電動機

　　以前大多采用頻敏變阻器啟動，但其故障率太高。目前較為成熟的方式是采用液體變阻啟動器。它是利用兩極問的液體電阻，通過機械傳動裝置使極板的距離逐步接近，直至接觸，達到串人轉子回路中的電阻無級變小最后為零，實現電動機無沖擊的平滑啟動。其特點是啟動電流小，對電網無沖擊，熱容量大，可連續啟動5～10次，維護方便，使用可靠。目前我廠該類型電動機已全部采用液體變阻啟動器。

　　中、小型繞線電動機

　　以前主要采用頻敏電阻器和油浸電阻器啟動，由于有滑環、碳刷、短路環等零件與繼電器、交流接觸器、頻敏或油浸變阻器等電器元件組成的啟動系統都安裝在粉塵較大的生產現場，因此它具有故障率高、維修量大的缺點，經常影響設備的正常運行，而無刷無環啟動器較好地解決了上述問題，它是一種啟動平滑，不改變運行特性且不受粉塵干擾的啟動設備。其一次啟動電流限制在3.0～4.0Ⅰe之間，適合于11～600kW的高低壓繞線型電動機。該啟動器是利用頻敏變阻器的原理，利用鐵磁性材料的頻感特性研制而成，安裝在電動機轉軸原來裝集電環的位置，與轉子同步旋轉，省去了電動機的輔助啟動裝置。

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