节能降耗实现可持续发展

　　能源问题关系到我国经济发展、社会稳定和国家安全的重大问题。我国目前正处于经济高速、持续发展时期，经济的发展对资源能源的需求也日益增加。我国虽然是世界七个产煤大国之一，但据有关资料介绍煤的储采比不足百年（其它六国储采比都在210年以上）；我国电力紧缺形势更为严重，近几年在全国范围内出现了电力和煤炭供应紧张的局面，众多水泥企业受到电力和煤炭供应紧张、及电价、煤价持续上涨的影响，使运转率低和经济效益严重下滑的困难局面。另一方面受我国工业整体技术水平的制约，和粗放型的管理，存在着巨大的资源能源的浪费。因此无论是当前还是长远，必需坚持开发与节约并重，节约优先的原则，使我国经济实现可持续发展。

 

　　目前当务之急是要大力提倡节能降耗将能源的消耗降低到最低限度，本文着重分析水泥企业（重点讲水泥立窑企业）能源主要消耗在哪些方面？采取哪些具体措施和办法才能大幅度降低能耗。

 

　　水泥企业的能耗包含热耗和电耗。而热耗主要消耗在水泥煅烧过程中，即水泥窑的热耗；水泥厂的电耗主要消耗在原、燃料和半成品的粉磨过程即是生料磨和水泥磨的动力消耗。现分别分析热耗和电耗及如何降低能源消耗的措施。

 

　　由生料煅烧成熟料理论热耗仅需1730.1（kJ/kg_熟料）而实际热耗现代化立窑需3192（kJ/kg_熟料）一般机立窑需3444（kJ/kg_熟料），大型带分解炉旋窑热耗在3360（kJ/kg_熟料）左右，而日产2500（t/d）带分解炉旋窑热耗在3780(kJ/kg_熟料)左右，日产小于2500（t/d）带分解炉旋窑热耗更高。为什么理论热耗和实际热耗相差这样大？而先进和一般的差距也不小，为什么？

 

　　一、水泥立窑热耗分析：

 

　　通过热工测定和具体分析得知水泥立窑热耗的顺序为：化学不完全燃烧热耗>水份蒸发热耗>废气带出热耗>熟料带出热耗，各项热耗所占比例见表1

 

　　机立窑各项主要消耗比例                             表1

 

　　二、降低水泥立窑热耗主要措施：                      

　　（一）生产低热耗水泥

　　1、改变熟料矿物组成，适当降低饱和比和硅酸率，提高铝氧率，并在制备生料时加适量硫酸盐（石膏或磷石膏、氟石膏等），熟料中矿物组成除有C₃S、C₂S、C₃A、C₄A F外，还生成高强度的硫铝酸钙（C₄A₃S）, 这不仅能降低热耗，还能提高熟料强度。熟料中三个率值和熟料中SO₃含量可参考以下数据：  

KH 0.94±0.01   n 2.0±0.1   P 2.0±0.1   SO₃ 2.8 ±0.1

　　2、加复合矿化剂，利用工业废渣和金属尾矿作复合矿化剂，笔者编著的《现代化立窑》一书中列举了20多种工业废渣和金属尾矿（还有些没列举进去），应用这些工业废渣或金属尾矿，不仅能降低烧成温度、降低热耗，还能提高熟料强度和窑的产量；

　　3、生产复合水泥：

美国加洲大学梅达教授研制了三组分混合水泥，利用普通水泥熟料、熟石灰和水硬性混合材，制造成混合水泥，它们的配比和热耗如表2

　　 混合水泥配比和热耗                        表2

 

　　（二）减少化学不完全燃烧，降低废气中CO的含量：

　　前面已说过，水泥立窑化学不完全燃烧的热耗,是各种热耗中所占比例最大，约占总热耗的三分之一，因此若能大幅度降低废气中CO含量，便能大幅度降低热耗。若使黑生料球内煤能完全燃烧,便能降低CO百分含量，为使煤完全燃烧,首先应有足够空气鼓入窑内，风量应随窑的直径增加而增加，各种直径的机立窑所需风量如表3

　　各种直径机立窑应配风量表                     表3

　　同时还要减少漏风，目前不少企业无水平料封,垂直料封管高度不足、直径偏大、角度也偏小、因此锁不住风,漏风严重。垂直料封的高度、直径和角度及新型水平料封在《现代化立窑》一书中有详尽的讲解；

 

　　（三）降低水分蒸发热耗:

　　水分主要由生料球带入，生料球粒度大小与加水量关系见表4

　　料球粒度与掺水量的关系                  表4

　　因此要降低水分蒸发热耗,必需将成球水分减少，使料球粒度控制在5mm左右的料球占95%以上，没有大泥球，这不仅能降低热耗，还有利立窑产、质量的提高；

 

　　（四）降低废气带走的热损失：加大湿料层厚度，一般湿料层厚度控制在70㎝左右，进行暗火操作，使废气温度控制在60℃以下；

 

　　（五）降低熟料带走热损失：要稳定好底火位置,使底火的位置在扩大口以上，底火底的位置波动在扩大口底的上下。使出窑熟料温度控制在60℃左右，杜绝出红料。这不仅有利降低热耗，对熟料质量和出料设备的安全运转，及水泥磨的正常生产均利。

三、水泥旋窑热耗主要是窑尾废气带走的热耗和胴体散热的热耗，这两项占的比例较大。目前正在实施低温余热发电技术，此技术已成为目前国内水泥旋窑节能降耗、改善环境状况的有效途径。关于解决胴体散热需进一步研究,生产低热耗水泥与降低水泥立窑热耗相同即二、（一），这里不再重复。

 

　　四、降低水泥厂动力消耗；

　　水泥厂的动力主要消耗在生料和水泥磨上，要大幅度降低动力消耗主要方向和措施是要大幅度提高磨机产量，使单位产量的动力消耗降低。全国水泥企业中广东省水泥企业的动力消耗最低，而广东省内梅州塔牌集团的动力消耗最低，目前塔牌集团水泥综合电耗仅有      53（Kw.h/t_水泥），塔牌集团电耗如此低的原因,除管理科学外主要是因为其磨机台时产量高，ф2.2×2.6m的磨机其产量:生料磨≥44(t/h),水泥磨≥28（t/h）。影响磨机产质量的因素有十多条，但影响最大的是入磨物料的粒度和水份,因此要大幅度提高磨机产量必须降低入磨物料粒度和水份，使入磨物料水份控制在1%左右,入磨物料粒度≤1㎜占95%以上。

节能降耗既是国情需要，是国家政策要求，又和企业的经济利益密切相关，煤、电未涨价的前几年，一般水泥立窑企业的能耗约占水泥成本的2/3，近几年煤、电涨价能耗占水泥成本比例更大，为实现可持续发展，和水泥企业效益的提高，必须严抓节能降耗各项技术措施落实。