水泥生产工艺的节能技术

水泥生产工艺的节能技术

杨龙飞

若羌天山水泥有限责任公司 新疆巴州若羌 841800

摘要：随着我国城市化进程的持续加快，建筑领域获得了良好的发展，与此同时，水泥产业也在该背景下出现了较大的突破性改变。为了更好地响应国家可持续发展的战略，相关企业愈发重视水泥生产工艺中节能技术的运用，并在节能生产方面投入了大量的人力、物力和资金，使得水泥节能化生产方面取得了重大突破。但在当前，水泥生产工艺依然有较大的改进空间。为此，加强对节能技术的不断创新研究是当下的一大重要任务。本文通过对水泥先进工艺节能技术进行分析和探究，充分结合低碳环保节能应用措施，为后续水泥生产企业的技术人员提供参考。

关键词：水泥；生产工艺；节能技术

引言

水泥是工程建设中的基础材料，与工程建设质量和安全息息相关。随着我国水泥工业不断发展，其在市场经济地位也在不断提高，由于城镇化促使城市基础设施建设步伐加快，新建房屋数量增多促进了水泥工业发展进程。水泥生产作为典型的传统类型产业，在实际生产中存在资源损耗高、能源损耗高、环境污染严重等问题。近些年，我国大力倡导节能减排，推动绿色工业发展，因此水泥产业必须遵循节能减排原则、走可持续发展道路，向新型工业领域推进，减少资源浪费、提升生态环境效益。

1水泥行业节能潜力分析

水泥生产制造过程需要消耗大量的资源，目前国内水泥行业使用的能源主要为燃煤。因此，为了最大化提升水泥生产质量与缓解环境污染问题，需要增大对煤炭品质的筛选力度，从而确保煤炭资源可以满足我国对应指标，同时，还要在使用煤炭方面尽可能地选择无烟煤，从而更好地保障空气质量，减少烟气排放。我国人口稠密，不论是将煤炭作为其他供应能源还是用于生产水泥均是供不应求。为了更为有效地提升煤炭资源的使用量，国家有关部门应当加大对其他类型清洁能源的研究开发力度，以此替代煤炭资源，这样既能解决煤炭供应不足的问题，还使得节能理念得以贯彻执行。随着我国科技水平的持续提高，相较以往，水泥行业的资源消耗量有了明显的降低，不过和一些先进国家相比依然存在较大差距。为了更快地追上其发展步伐，便需要加强对水泥生产工艺中节能技术的研究，从而更好地降低水泥生产流程中资源的使用量，减少资源的浪费，使得资源都能获得更加充分的利用，同时还可以降低水泥生产的成本开支，减轻对环境的破坏，促进经济增长与环境保护之间的平衡发展。

2先进节能工艺技术的应用

为提高行业技术水平，促进行业的转型升级，实现绿色制造、智能制造、高端制造，向世界水泥技术高峰不断开拓前进，其中针对节能降耗，从高能效低氮预热器分解及先进烧成技术、高效节能料床粉磨技术、水泥窑废弃物安全处置和替代燃料技术等技术中，均提出了有针对性的技术要求，包括了水泥工艺生产的方方面面，下面就相关技术进行简要介绍与探讨。

2.1预热器分解及先进烧成技术

水泥熟料煅烧工艺中,旋风预热器、分解炉、篦冷机等关系到整个水泥生产工艺的能耗水平，旋风预热器的主要功能是保证生料充分在回转窑和分解炉内排出的炽热气流中处于分散与悬浮状态，并与来自窑尾的高温气流进行热交换，对生料进行充分的预热，保证生料中碳酸钙分解。同时旋风预热器具有气、固分离功能，负责生料粉的层层收集，并输送至分解炉或回转窑。而分解炉是在旋风预热器与回转窑之间增加一个新热源,将生料中碳酸钙分解过程提前到窑外进行，加快生料的分解，并提高生料分解率,承担了原来在水泥回转窑内进行的大量碳酸钙分解任务。大部分燃料从分解炉内加入，改善了水泥回转窑系统内的热力分布，减轻了窑内耐火材料的热负荷。二代水泥技术对旋风预热器提出了明确的要求，在现有技术的基础上，要实现六级旋风预热器的技术突破。目前技术上已经实现了高效六级预热器的开发与应用，水泥旋风预热器出口温度达到了250℃~270℃，六级旋风预热器出口阻力≤5000Pa，技术指标达到了国际领先水平。分解炉研究方面，通过分解炉原理研究及流场模拟试验，已完成了适应不同燃料的多型号炉型设计，有效提高了分解炉的适应性，并改善了分解炉性能。同时针对分解炉的分级燃烧改造，已比较成熟，通过对分解炉喷煤管位置及三次风管位置的改造，达到调整分级炉还原区，降低氮氧化物排放的目的，在当前环保要求标准日益提高的情况下，发挥了重要的作用。

2.2智能化节能技术

水泥制造业是一个能源消耗密度较大的行业，由于水泥行业特殊的工艺技术特点，水泥熟料烧成需要燃煤消耗，涉及到的两磨工艺也都是电能消耗，能源消耗大约可占到水泥生产成本的40~70%，故能源消耗也是水泥生产成本中最大的可控成本，通过对节能改造持续投入，可降低能耗成本，另外一个方面，从精细化的能源管理和智能化的控制方面，可极大提高能源使用效率，进而可实现水泥行业的降本增效。

2.3加强对废料的二次利用

对废料进行二次使用能够实现对资源的高效利用，还可以减少能源的总消耗量、减少污染物质的形成。可借助水泥窑辅助处理技术来实行废料的二次利用。首先对废料实行高温处理，使其温度加热至超过1000℃，若废料温度低于1000℃则必须保持此温度两秒及以上方能分解。而水泥窑炉能够让废料长时间维持在高温状态，将废料加热至1000℃只用将废料置于水泥窑，从而达成对废料的无害化处理。另外，由于水泥窑炉内酸碱值偏高，把废料放于水泥窑炉之中能够避免有害物质凝结成盐，这在某一程度上也防止了有害气体与物质的生成。

2.4水泥粉磨工艺节能技术

部分大型管磨机通过管桩筛分装置、研磨体防串装置、分级衬板等达到节能的目的。为了保障管磨机可以正常运作，确保在长期高速率、稳定性的生产期间，可以把一些质量较佳的材料运用于其中，例如硬质合金材料、高（中）铬合金材料。此外一些较易受到损坏的部件，比如隔仓板或衬板等则应当和研磨体保持一致，进而确保磨具外表光洁，为提高生产质量与产量提供基础。

2.5变频控制技术的应用

近几年来，回转窑变速器逐渐获得了广泛的关注和运用，该设备结合了最新的变频控制技术，主要运用于驱动各类电动机。而在此之后，晶体管技术也出现了突破性发展，例如，某一熟料分厂中配备的五台大风机，除了高温风机最初的设计为高压变频控制，其它四台风机都是凭借变更风门或是液耦开度来实现对风量的调整，在运行过程中会产生较大的耗能，按照生产运作中风机的实际运行状况，提出了合理的风机变频改造计划，以此提升能源的利用率，节能效果极为突出。并且采取变频控制以后能够实现对风量和风压的准确、稳定调节，让生产工艺控制操作变得更为便利，也促进了水泥产量的提升，减轻了设备的振动与磨损问题，也就使得有关设备的运维成本降低，让环境噪音问题得到了显著改善，降低了风机与电机的轴承温度，有效延长了相关元件使用寿命。。

结束语

传统的水泥建材作为国民经济的重要材料，生产过程往往带来较大的能源消耗。如何在生产的过程中做到节能减排，是摆在所有水泥工程技术人员面前的永恒课题，只有在水泥生产实践中积极开发研究节能减排技术，积极应用包括二代水泥技术在内的先进节能技术，不断改进水泥生产工艺，提升水泥生产节能化、自动化、智能化、高效化水平，才能促进水泥行业的绿色环保、节能低碳发展。

参考文献

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[2]李承洋等.中国水泥工业节能和减排潜力分析[J].中国建材科技，2019

[3]马娇媚等.水泥低能耗先进烧成技术研究与应用[J].水泥技术，2019