1 引言
江西万年青水泥股份有限公司是由始建于1958年的江西水泥厂作为独家发起人，于1997 年9月2日创立的江西省建材行业首家上市公司，是全国最早采用新型干法水泥工艺线的厂家之一。公司积极响应江西省委省政府推进产业经济“十百千亿工程”的总体部署，抓住重要战略机遇期，牵手中国建材，共同发起组建南方水泥有限公司，合资成立江西南方万年青水泥有限公司。1992年被评为“中国建材50强企业”，1993年列入“中国500家最佳经济效益企业”，最近分别被省级贸委和国家经贸委列为“百户扶优增效工程企业”和“全国300家重点联系企业”之一，并审核认定为国家大型一类企业，是华东地区重要的建筑材料企业。
江西万年青水泥股份有限公司是江西省建材行业的龙头企业，也是江西省建材行业的第一家上市公司。主要生产硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥，产品畅销华东、华南等地区，还出口远销到东南亚国家和地区。现有生产规模达年产水泥1300万t。玉山万年青水泥厂是江西万年青水泥股份有限公司下属的子公司，建有2条2500t/d的孰料生产线。
水泥生产行业是能耗大户，我国水泥行业与国际水泥生产先进能耗指标相比，还存在一定差距，节能空间较大。水泥生产能耗成本占总成本约60%，做好节能工作，企业就抓住了降低生产成本的关键，也抓住了增加利润率、提高竞争力之关键。按照发展速度与结构、质量、效益相统一的要求，努力走出一条科技含量高、经济效益好、能源消耗低、环境污染少和人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，对现有水泥行业进行节能技术改造是实现这一目标的最佳途径。在水泥行业推广使用节能技术具有十分重大的意义。当然节能项目初始投资会比较大，但受益的是整个设备寿命周期。
2 设备参数
设备参数如表1、表2所示。
表1 电动机参数
表2 选配的变频装置型号及主要参数
3 风机变频改造方案
3.1 原料磨排风机、窑尾电收尘风机的改造方案
3.1.1 变频改造前的系统主回路
图1 绕线式电机原来的系统主回路
图1所示的是现有的系统主回路，10kv母线电源经过高压开关qf先到电容进相补偿柜，然后经补偿柜直接到电机的定子侧，电机转子侧是通过串联水电阻启动电机，等电机启动完成后通过接触器km将水阻短接。
3.1.2 变频改造后的系统主回路(如图2所示)
图2 绕线式电机变频改造后的系统主回路
(1)在电容补偿柜与高压电源之间加装一把隔离刀闸qs4，当电机变频运行的时候断开qs4，电机工频启动的时候闭合qs4；
(2)从变频器输入刀闸qs1、输出刀闸qs2中取一对常闭节点串入水阻柜内接触器km的合闸回路，保证变频启动电机的时候切除水阻启动；
(3)当工频启动电机的时候，合qs3、qs4 ，断开qs1、 qs2。
具体实施的方法是将电容柜内的高压输入断解开接到变频器的输入，从变频器输入到电容补偿柜再引一根电缆，加一把刀闸qs4，变频器输出到电机需重新敷设电缆。
3.2 高温风机电机(2台)改造方案
3.2.1 变频改造前的系统主回路
如图3所示的是现有的系统主回路，10kv母线电源经过高压开关qf先到电容进相补偿柜，然后经补偿柜直接到电机。
图3 高温风机电机原有的系统主回路
3.2.2 变频改造后的系统主回路 (如图4所示)
图4 变频改造后的的系统主回路
由于高温风机的电动机与风机的额定转速不匹配，致使变频改造后风机不能直接投入工频电网运行，同时考虑到变频器在调试期间可能出现的故障和运行不正常等情况，所以暂时不拆除现有的液力耦合器。等待变频器调试完成后再拆除液力耦合器。
(1)直接在电容补偿柜与高压电源之间加装一把隔离刀闸qs4，当电机变频运行的时候断开qs3、 qs4 闭合qs1、 qs2，电机工频启动的时候闭合qs3、qs4，分开qs1、qs2；
(2)变频调速时液耦开到最大；
(3)将电容柜内的高压输入断解开接到变频器的输入，从变频器输入到电容补偿柜再引一根电缆，加一把刀闸qs4，变频器输出到电机需重新敷设电缆；
(4)等待变频器调试完成后再拆除液力耦合器。
3.3 变频改造后实现的功能
(1)实现变频、工频相互手动切换；
(2)保留了改造前电机的启动和补偿装置；
(3)将变频系统纳入用户dcs系统，实现远方/就地控制；
(4)电机以往的差动保护在变频时退出，工频时投入；
(5)变频器除了对电机软启动之外，具有过压、过载、过流等保护功能。
4 项目实施情况
4.1 节能效果明显
万年青水泥厂立磨排风机等6台风机变频改造后，取得了显著的节能效果，改造前风机风门的开度经常在70%左右，电机全速运行，改造后，风机变速运行，因现场工况变化不是很大，变频调速系统经常运行在38～45hz左右，与调节档板时的消耗功率相比大大减小，节电效果与经济效益显著，如表3所示。
表3 变频改造的节电效果与经济效益
我们按设备一年运行300天，实际电费按0.45元/kw.h计算，则一年可节省电能617.4万kw.h，可节约电费277.8万元。合标准煤：3.45×617.4= 2130t，可减少二氧化碳排放量5325t。
4.2 改善了生产工艺
改造前及改造后现场工况如表4所示。
表4 改造前及改造后现场工况对比
由表4可见：水泥旋窑风机变频改造后，取得的间接效果也是十分明显的，因为变频调速系统经常运行在43hz左右，电机及风机旋转速度降低，电机及风机的轴温降低，噪音降低，整体维护周期大大缩短；运行人员在dcs侧通过监控界面很方便的调节电机的运行频率，高压变频器的频率分辨率精确到0.01hz，调节及时，调节精度高。改造后，电机的温升有所下降。
5 结束语
江西万年青玉山水泥厂旋窑风机的变频改造，达到了节能和改善工艺控制水平的双重效果，改造工程取得了圆满成功。深圳市科陆公司的cl2700系列高压变频器，不但操作方便、简单、维护量小，而且有明显的节能效果。通过cl2700高压变频器在万年青玉山水泥厂的应用，增强了运行的安全可靠性，既收到了较好的节能效果，又提高了水泥产量，因此在水泥厂旋窑风机上采用高压变频调速技术是值得大力倡导和推广的。
作者简介
邓世光(1973-) 男 高级工程师，现任深圳市科陆变频器有限公司工程部经理。
参考文献
[1] 深圳市科陆变频器有限公司，cl2700系列高压变频器用户手册等技术资料．
[2] 徐甫荣．高压变频调速技术应用实践[m]．北京：中国电力出版社，2007．
作 者： 深圳市科陆变频器有限公司 邓世光
