水泥企業屬于高耗能企業， 工業電能消耗巨大。
在節約用電的基礎上如何充分利用工業用電峰、 谷、平時段合理安排生產， 將是降低生產成本的一大策略。 水泥廠粉磨設備雖然也采取了避峰用電的管理辦法，但只是根據生產經驗安排開停機時間；不能在保證生產平穩運行的前提下， 實現設備用電避開峰段、用盡谷段和最長的停機時間。 本文著重研究了水泥廠粉磨設備避峰填谷用電的可行性，建立了避峰填谷用電的模型，提出了具體的避峰填谷用電方案。
1、 水泥廠粉磨設備用電現狀
目前，水泥廠粉磨設備避峰用電管理基本根據經驗進行。 如 A 水泥廠規定：生料均化庫庫存>14 000t時，生料磨只能在平、谷時段運行，>16 000t 只能在谷時段運行； 水泥儲庫庫存>5000t 時， 水泥磨只能在平、谷時段運行，庫存>10 000t 只能在谷時段運行。 因此，目前水泥企業粉磨設備避峰用電還不規范，人為因素較大，缺乏理論依據。
粉磨設備主要包括生料磨、煤磨和水泥磨，其設計臺時產量一般都大于消耗量，因此生產和消耗之間有一個緩沖庫（見圖 1），故理論上都能實現設備的避峰用電。
2、 避峰填谷用電模型
假設某地區供電局根據電力系統負荷曲線變化將一天時間劃分成表 1 的幾個時間段。
如果要滿足粉磨設備避開峰段、用盡谷段，同時滿足不滿倉、不空倉及保證生產穩定運行，則需滿足以下約束。
\\(Tx-Tp\\)\\(P-C\\)+G
t3
式中：Tp———當前時間；G———當前倉重；Gmax———最大倉重；Gmin———最小倉重；Tx———預計停機時間；Tk———預計開機時間；P———粉磨設備臺時產量；C———消耗量。
其中，Gmax、Gmin為定值，Tp、G、P、C 為瞬時值，Tx、Tk為未知數。
而要得到最長的停機時間， 則在滿足公式（1）、（2）、（3）和（4）約束的前提下，求得使 Tk-Tx最大的 Tk和 Tx即為最佳的開、停機時間。
水泥企業生產管理控制信息化平臺能夠實時采集并儲存全廠的生產基礎數據， 并且對其進行快速、準確的分析、處理。 根據以上模型，在生產管理控制信息化平臺上開發粉磨設備避峰填谷用電模塊是水泥企業降低生產用電成本的有效途徑。
3 、實例分析
本文根據圖 1 模型就 B 水泥廠的煤磨避峰用電進行了分析，B 水泥廠擁有一條 5000t/d 生產線，煤磨采用 ZGM113N 輥盤式磨煤機， 設計臺時產量 40t/h，煤粉倉 2-Φ5m×12m，最大倉重 170t。當地用電峰、谷、平時段見表 1。 不同時段電價見圖 2。
表 2 為 B 水泥廠按照生產經驗安排煤磨開停機的設備運行臺賬，可以看出尖峰運行時間很高，平均每天達 1.5h，占尖峰時段（2h）的 75%；低谷運行時間較短，每天平均低谷運行時間（9.1h）只占低谷時段（12h）的 75.83%；而且每天計劃避峰停機時間很短 ，平均只有 1h。 由此可以得出：按照生產經驗很難做到避峰填谷，也不能實現最長的停機時間。
B 水泥廠 2013 年 6 月開始水泥生產管理控制信息化平臺建設，2014 年 3 月份開始試運行，該平臺采集當前的時間、倉重、煤磨臺時產量和噴煤量這些瞬時生產數據后，基于以上模型就可以計算出最優的開停機時間。 表 3 為該平臺根據生產現狀模擬得出的最優開停機時間。
可以看出，基于避峰填谷用電模型，煤磨設備每天只需開停機一次，就能夠避開峰段，用盡谷段，生產能夠平穩進行，計劃避峰停機時間平均長達 3h，相比之前延長 2h。 如果取煤磨小時電耗 1387kW，則每天產生的經濟效益：
1 387×[\\(12.4-9\\)×0.941+\\(9.1-12\\)×0.457+\\(1.5-0\\)×1.123]=4 936 元每天節約用電：1387×2=2774kWh
4、 結論
水泥廠粉磨用電成本在水泥生產中占有很大比重，基于水泥生產管理控制信息化平臺設計的粉磨設備避峰填谷用電模型，不僅能夠大大降低水泥企業的生產成本，創造巨大的經濟利益；而且對實現企業節能減排，提高企業精細化管理水平意義重大。
