稀土煅烧窑型选择及供电方案

覃波 |文

对于稀土煅烧窑型的选择及其供电方案设计，在满足相应设计规范、实现预定功能、保证可靠性的前提下，可以因地制宜，根据生产的需要选择合理的方案。

我国科技人员针对不同的稀土矿物特点研究开发了一系列的采矿、选矿、冶炼、分离提取技术，自主创新的科技成果广泛应用于工业生产，形成了包括采矿、选矿、冶炼、分离、深加工应用在内的完整的稀土工业体系，特别是在冶炼分离领域的工艺技术优势明显，稀土产品年产量占世界总产量的90%以上。

煅烧窑的选择

目前，在氧化稀土产品煅烧上使用较多的煅烧窑有推板窑、隧道窑、辊道窑；加热方式又分煤加热、水煤气加热、天然气加热和电加热四种。

推板窑、隧道窑及辊道窑三种窑型综合对比见表1。

各种加热方式窑型综合对比见表2。

由表1、表2可知，辊道窑拥有产品质量稳定、纯度高、维护成本低、匣钵损耗小等优点。

从满足生产产能、提高产品质量、节约能源、降低生产成本、保护环境和改善劳动条件等方面出发，选用辊道窑对碳酸稀土或草酸稀土进行煅烧生产稀土氧化物是各稀土企业的必然选择。

关于加热方式，为满足产品质量高纯度、清洁生产和日益严格的环保要求，应根据当地能源情况因地制宜，采用天然气或电加热辊道窑。

表1 推板窑、隧道窑及辊道窑三种窑型综合对比表

电加热辊道窑供电方案分析

稀土元素由于其独特的4f电子结构，不但在高新技术领域日益凸显其无可替代的光、电、磁优异性能，而且在提升传统产业中不乏画龙点睛之举。伴随高纯稀土材料制备工艺的进步，对氧化稀土高纯化的要求更高也更为明确，将促使生产装备的提升，无论广度或深度上，电加热辊道窑的应用在整个稀土产业里的比重将不断增加，为产品高纯度以及材料的均一性提供技术保障。

表2 稀土煅烧窑各种不同加热方式综合对比表

为了得到高纯度、高质量的稀土产品，目前稀土企业一般采用电加热辊道窑对碳酸稀土或草酸稀土进行煅烧，而供电方案则需节能、运行成本低。

某稀土厂煅烧车间有5台电加热辊道窑，每台窑的电加热功率为700kW，其供电方案有3个：

方案1：1台4000kVA变压器给5台电加热辊道窑供电

在煅烧车间设置10/0．4kV车间变电所1座，内设1台容量为4000kVA变压器（阻抗电压为8%）和若干低压出线柜（采用高短路分断能力的低压断路器），放射式给5台电加热辊道窑的电加热器供电。

方案2：两台变压器（2500kVA和1600kVA各一台）给5台电加热辊道窑电加热器供电。

在煅烧车间设置10/0．4kV车间变电所1座，内设容量为2500kVA和1600kVA各一台（每台设置独立的变压器室），放射式给5台电加热辊道窑的电加热器供电，其中2500kVA变压器给3台电加热辊道窑的电加热器供电，1600kVA变压器给2台电加热辊道窑的电加热器供电。

方案3：5台800kVA变压器分别给5台电加热辊道窑电加热器供电。

在煅烧车间设置10/0．4kV变压器室5个（每个变压器室内设1台800kVA变压器），1台变压器给1台电加热辊道窑的电加热器供电，变压器的低压侧和电加热器直接相连。

方案1～3技术经济分析比较见以下三部分：

1．由1台4000kVA变压器给5台电加热辊道窑供电

4000kVA变压器一台、10kV配电柜一台、低压出线柜一台，电气设备的费用合计为97万元。优点为：初设投资费用要低、占地面积小；缺点为：4000kVA变压器属于非标变压器，价格较高，供货周期长；4000kVA变压器低压侧短路电流大，需选用具有高短路分段能力的断路器出线柜；4000kVA变压器的低压侧额定工作电流达6077A，目前市面只有6300A的低压断路器，变压器低压侧额定工作电流接近低压断路器额定工作电流；系统供电可靠性低，如果4000kVA变压器检修停电，5台电加热辊道窑都无法工作。

2．由两台变压器给5台电加热辊道窑供电

2500kVA变压器一台、10kV配电柜一台、低压出线柜一台，电气设备的费用合计为123万元。优点为：系统可靠性比方案1要高、选用了标准的电气设备，供货周期不受影响；缺点为：投资费用稍高；占地面积较大。

3．由5台800kVA变压器给5台电加热辊道窑供电

800kVA变压器一台、10kV配电柜一台、低压出线柜一台，电气设备的费用合计为141万元。优点为：供电可靠性最高、选用标准的电气设备，供货周期不受影响；缺点为：投资费用较高；占地面积较大。

方案1多采用非标设备，不建议选取，方案2和方案3各有利弊，方案3的投资费用相对高一些，但灵活性、可靠性最高。对稀土煅烧窑型的供电方案选择，除需进行上述直接的设备投资比较外，还需综合考虑配电变压器的损耗、供电贴费对年运行费用的影响。

结束语

对于稀土煅烧窑型的选择及其供电方案设计，在满足相应设计规范、实现预定功能、保证可靠性的前提下，可以因地制宜，根据生产的需要选择合理的方案。稀土产业特殊，波动性大，产品品种多、又不均衡，受到政策及客户需求、产品品级等多方面的限制，在实践中常需满足客户个性需求的生产组织灵活性、实用性，又要满足工程建设的合理性、经济性等要求，这就需要在设计工作中从实际出发，认真总结，广泛交流，扬长避短，统筹兼顾，力求做到最优。中