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水泥生產節能 從“宏觀”走向“微觀”

發布日期:2017-08-01

根據2016年工信部發布的《工業綠色發展規劃(2016-2020年)》,要求到2020年水泥噸熟料綜合能耗將至105千克標準煤/噸。

  然而,根據《關于擬入選2016年度能效‘領跑者’企業的公示》5家領跑者與11家入圍企業達到105千克標準煤/噸的企業僅8家,而中國現有大大小小水泥企業上千家,達到5年內將噸熟料綜合能耗將至105千克標準煤/噸的要求并非易事。

  水泥企業降低能耗也有現實因素的考慮。目前行業產能嚴重過剩,市場競爭壓力加大,控制生產成本成為企業獲得市場競爭優勢的關鍵,而能源在水泥生產中占據了約60%的成本,節能降耗無疑也是企業生存發展的需要。

  十多年來,裝備技術水平的提升一直在為水泥工業節能降耗發揮著重要的作用。特別是余熱發電以及先進粉磨、燒成工藝的推廣應用,大幅度降低了水泥生產成本。亞東水泥集團董事長張才雄就曾表示,水泥價格十年來漲幅不大,裝備技術水平的提升在其中發揮了關鍵作用。

  然而,隨著水泥工業的快速發展以及生產工藝的成熟,從宏觀層面對生產線進行改造以達到降低生產能耗的目的變得越來越困難,業內苦于尋找更多的節能途徑。在此背景下,水泥節能改造從宏觀逐步走向微觀或將勢在必行。

  據中國水泥網高級顧問賈華平介紹,水泥工廠生產技術環節眾多,系統化程度高,同時具有連續生產的特點,對各個生產環節的優化往往能夠積少成多,幫助企業提升成本控制水平。

  以生料喂料為例。目前典型的回轉窯生料喂料工藝是:在生料庫下設置稱重倉,稱重倉內的生料通過流量調節閥控制,計量裝置計量后經輸送入窯。流量調節閥是控制生料實時喂料量的調節機構,計量裝置對入窯生料進行計算。這種反應式控制方式存在兩個明顯不足。

  其一、受稱重倉料位、氣料比等變化影響大,閥門開度與流量非線性;其二、計量裝置與流量調節閥構成閉環控制調節滯后,被測出的流量偏差總是被發送到流程中,閥始終處于被動調節狀態,造成給料誤差修正不及時,也影響調節閥壽命。

  這兩個不足綜合影響入窯生料的給料穩定性。生料喂料不穩定,引起回轉窯系統熱工制度不穩定,進而影響熟料生產和質量,且煤耗高,窯襯壽命短,氮氧化物排放濃度高等一系列問題。喂料不穩定,現已成為窯熱工制度不穩的主要原因,限制了水泥工藝的合理發展。

  為解決這一問題,業內部分企業在裝備研發領域作了大量工作,也取得了顯著的成效。山東司德伯重型裝備有限公司(簡稱:司德伯),經過五年攻關推出世界首創的司德伯生料秤TSLC系列產品,不再依靠流量調節閥調節流量,而是直接由司德伯生料秤根據生產工藝要求的喂料量對入窯生料量進行穩定、精確的定量給料,進而提高窯系統熱工制度穩定性,提升熟料質量、產量、延長窯襯壽命以及減少能源消耗。

  根據司德伯提供的數據,該秤已經成功的將生料供料誤差由傳統方式的5‰以上降低至2‰左右。另外,為進一步提升生料喂料量與煤粉用量的平衡性,司德伯還在廠區內建設了一個專門的煤粉秤實驗系統。據該公司負責人透露,在已經完成生料穩定供給的情況下,未來隨著新的煤粉供給系統的推出,水泥燒成系統熱工穩定性還將進一步提升。

  值得一提的是,在工信部公布的2016年能效“領跑者”企業名錄中,16家水泥企業中排名第一的沂水山水正是采用了司德伯生料秤后,大幅度提升了生料入料穩定性,使噸熟料燒成能耗在原有基礎上再降低3kg以上。

  賈華平指出,水泥工業降低能耗和污染物排放不應該僅僅依靠輔助設施的投入,還應該從生產線內部挖潛。熱工環境的穩定,不但可以降低水泥生產能源消耗,減少氮氧化物等污染物排放,更能提升熟料品質,幫助水泥企業在市場競爭中處于優勢地位。

  當然,水泥工業節能還有很多方面可以入手,例如耐火材料、風機、燃燒器、磨機、選粉機甚至空壓機等等大小設備及耗材。可以說,水泥工業節能是一項系統化的工程,每一個工藝環節的節能都應該引起業內重視,水泥工業降低生產能耗仍然具有相當大的潛力。

  此外,水泥行業正面臨嚴重的產能過剩問題,為加速落后產能退出,政策層面指出未來將進一步發揮節能環保指標在化解產能過剩問題中的突出作用。由此看來,未來水泥行業節能環保壓力將有增無減,綠色工廠也會成為產業升級的必由之路。








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