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西門子助力華潤水泥節(jié)能增效
信息來源：西門子備件中心 發(fā)布時間：2017-10-31 09:36:52 點擊次數(shù)：0
水泥取材于石灰石，經加工煉制成廣泛使用的建筑材料用于城市建設。在環(huán)境污染日益嚴重的今天，水泥行業(yè)因高耗能和粉塵污染而被詬病，節(jié)能減排已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心主題，且看西門子如何助力華潤水泥將該主題付諸實施。
將顆粒狀的石灰石送入原料磨，加入粘土質原料、以及少量的校正原料磨成成分合適、質量均勻的生料；生料進入回轉窯中煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的熟料；熟料加入適量石膏，視不同的品種還會加入一定量的混合材，共同進入水泥磨磨細，制成可供建筑使用的水泥。這一歷程即水泥生產的“兩磨一燒”過程，也是華潤水泥旗下水泥企業(yè)的主要生產流程。
華潤水泥屬國家重點支持的大型水泥企業(yè)集團之一，是華南地區(qū)最具競爭力的水泥和商品混凝土供應商，在中國水泥行業(yè)中具有重要地位，其業(yè)務區(qū)域分布于廣東、廣西、福建、海南、山西、云南、貴州、內蒙古及港澳等地。近年來，華潤水泥攜手西門子，將西門子“管理節(jié)能+工藝節(jié)能+ 設備節(jié)能”的綜合節(jié)能理念貫穿于水泥生產中，廣泛采用能源管理系統(tǒng)、DCS、高低壓變頻器、電機和齒輪箱減速機等西門子產品和解決方案，實現(xiàn)了立磨循環(huán)風機、窯頭窯尾排風機、高溫風機等大型設備的節(jié)能，不斷為水泥生產過程的能耗“減負”，將水泥行業(yè)的節(jié)能減排綠色夢想帶進現(xiàn)實。
在橫跨廣西、廣東兩省的西江流域，華潤水泥旗下的封開、平南和貴港等生產基地中就演繹了華潤水泥與西門子共創(chuàng)節(jié)能佳績的故事。
為原料運輸搭建一座高架橋
水泥原料中約80%的成分是石灰石，分布于石灰?guī)r礦豐富的山區(qū)。華潤水泥（封開）有限公司的石灰石礦場位于距離生產基地63公里的山區(qū)，若使用汽車運輸原料，其成本約為11.3萬元/天，這將帶來巨大的運輸及能耗成本。
經過周密規(guī)劃，華潤封開水泥在石灰石礦場和生產基地之間建設了一條運輸皮帶廊，橫臥在封開的崇山峻嶺中，好像一座架在群山之間的藍橋，又像一掛瀑布，渾然天成。皮帶廊全程規(guī)劃為52公里（一期40公里已建成運行），相當于北京三環(huán)路的全長，通過衛(wèi)星也清晰可見，堪稱水泥行業(yè)世界之最。皮帶廊為全密封雙線設計，單條皮帶運力為2500 t/h，年運輸能力達到1000萬噸，兩條皮帶可完全6條5000t/d生產線的需求。
要讓40公里的皮帶廊帶著5000多噸的物料運轉起來，需控制不同節(jié)點的電機同步運行。為了保障穩(wěn)定運輸，皮帶廊被分為3大段，均采用Simatic PCS 7控制系統(tǒng)，皮帶上不同節(jié)點裝有張力傳感器，控制系統(tǒng)根據(jù)張力反饋，通過變頻器調節(jié)整各部分電機的轉速，可以讓皮帶在15分鐘內快速啟動。皮帶廊平穩(wěn)運行后最大速度可達4.95m/s，石灰石從礦場運輸?shù)綇S區(qū)只需短短兩個小時。在西門子技術的協(xié)助下，皮帶廊低成本高效運轉，與汽車運輸相比，每年節(jié)約費用1.79億元，節(jié)約燃油1.4萬噸，減排二氧化碳4.2萬噸，成為華潤封開水泥的驕傲。
高壓變頻讓風機輕松變速
為了防止污染，“兩磨一燒”的過程是在相對封閉的空間里進行的，生產效果極大依賴于高壓風機的協(xié)助：從生料的攪拌、選取，到水泥窯中的煅燒、煤粉的添加，以及后期產品輸送，都離不開風機的作用。
圖：西門子PCS7 應用于在華潤封開水泥
敏銳的華潤人在這里找到了節(jié)能空間。水泥生產隨著工況和產量的不同需要進行風量調節(jié)，若沒有變頻器，電機只能全速運行，勢必造成資源浪費。西門子的工程師們熟知水泥的生產工藝，為華潤封開水泥20臺需要調速的風機全部配備了羅賓康高壓變頻器，使其可按照工藝要求靈活調節(jié)風量，杜絕了能源浪費。
圖：西門子羅賓康變頻器應用于華潤封開水泥
華潤封開水泥電氣主管蘭留陽見證了公司使用的自動化技術不斷革新的歷程。談到使用變頻器前后的變化，蘭工豎起拇指：“變頻器讓風機開停機更平穩(wěn)，對電機和電網的沖擊小，為公司的節(jié)能減排帶來了巨大收益。僅2012年的4臺循環(huán)風機變頻改造，節(jié)能率就達到22%，每年節(jié)省電費 1000多萬元。”
余熱發(fā)電帶來可觀效益
水泥生產的成本中煤的消耗占60%，主要用于煅燒過程，在這其中產生了大量的熱能，華潤人自然也不會輕易讓這些熱能白白流失。為了挖掘更多的節(jié)能空間，2007年華潤平南水泥采用西門子Simatic PCS 7為控制“大腦”，建設了一套余熱發(fā)電系統(tǒng)。
該余熱發(fā)電項目裝機容量達9MW，建成后發(fā)電量占該熟料水泥生產線總用電量的1/3，年可節(jié)約標準煤3萬多噸，減排二氧化碳約5萬噸以上，并能回收和循環(huán)利用水泥窯廢氣，提高水泥生產線的整體資源利用水平。在平南余熱發(fā)電項目帶動下，華潤水泥不斷優(yōu)化余熱發(fā)電技術，在此基礎上形成了自主創(chuàng)新的技術并領先同行。
透明用能成就節(jié)約先鋒
在節(jié)能意識驅動下，華潤水泥將節(jié)能領域從技術層面拓展到管理方式的創(chuàng)新上。當時，系統(tǒng)各部分能耗都需要用人工抄表的方式記錄，再換算成單位產品的能耗。這種方式效率低、誤差大，且結果滯后，難以實時指導生產。實現(xiàn)能耗實時監(jiān)測并隨時調整生產方式，是華潤水泥人夢寐以求的事情。
西門子Simatic B.Data能源管理系統(tǒng)給出了整體的解決方案。 Simatic B.Data不僅能做到實時記錄系統(tǒng)各部分的用電量，還具備能效分析、耗能預測、潛在節(jié)能點查找等功能，并可將監(jiān)控分析結果用簡單易懂的圖表直觀顯示在屏幕上。華潤水泥是國內第一家采用西門子SIMATIC B.Data能源管理系統(tǒng)的水泥行業(yè)用戶。2012年華潤水泥和西門子合作的我國水泥行業(yè)第一套Simatic B.Data能源管理系統(tǒng)落戶華潤水泥（貴港）有限公司，公司助理總經理唐第天說：“Simatic B.Data系統(tǒng)讓我們對能源的使用有了更直觀的了解，對工藝調整有很大幫助，是節(jié)能的有力工具。”
華潤水泥堅持用節(jié)能實踐改變人們的偏見：節(jié)能是種態(tài)度，需要細致入微的觀察和改進，關鍵在于企業(yè)有沒有這種意識。華潤水泥鼓勵每個員工通過自己的智慧，從微小的改變做起，為公司節(jié)能做努力。
借助西門子的解決方案，華潤水泥改變了水泥生產企業(yè)高耗能、高污染的形象。在國家大力推進水泥行業(yè)節(jié)能增效背景下，華潤水泥與西門子將繼續(xù)攜手，利用西門子百年技術所積淀的成果，以綜合節(jié)能理念持續(xù)引領水泥行業(yè)“減負”之路。