水泥行业节能方向及技术应用
内容整理：武汉节能协会 阅览次数：717 发布时间：2021-12-22 [返回上一页]
建材工业占全国能源总消耗的7％左右，其中水泥工业又占建材能源消耗的75％，水泥工业占全国的5.3％。国家明确规定，全国水泥生产平均可比熟料综合能耗小于114千克标准煤/吨，水泥综合能耗小于93千克标准煤/吨。水泥颗粒物排放在2009年基础上降低50%，氮氧化物在2009年基础上降低25%，二氧化碳排放强度进一步下降。
水泥生产的能源总耗量由三部分组成，即水泥熟料煅烧时所消耗的热能、生产过程中所消耗的电能、原燃料及矿渣等混合材烘干时需消耗的热能。而熟料煅烧能耗约占七至八成，这成为水泥节能的关键点。
新型干法水泥吨熟料热耗由130kgce下降到110kgce，采用余热发电生产线达到40%，水泥单位综合能耗下降25%。粉尘排放量大幅度减少，工业废渣年利用量2.5亿吨以上。石灰石资源利用率由60%提高到80%。
典型的水泥生产工艺流程主要有干法回转窑生产工艺流程、湿法回转窑生产工艺流程、半干法生产工艺流程、立窃生产工艺流程四种。而水泥生产是以石灰石、黏土、铁粉、煤粉、砂岩，矿渣为原料，其生产过程可分为三个阶段：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。
主要技术应用
1、水泥窑纯低温余热发电技术
利用新型干法水泥窑窑头360C~400C及窑尾低于300C的低温烟气，生产0.8-2.5MPa的蒸汽，通过锅炉产生过热蒸汽，推动汽轮机与发电机产生电能，适用于大中型水泥窑。
目前业内主要采用单压系统、双压系统或闪蒸系统，其中双压系统的热能利用效率较高。
某5000t/d水泥生产线，投资额5600万元，余热电站规模9MW，建设期1年，节能量22000tce/a，年供电量1.2亿kWh，投资回收期2.5-3.0年。某2500t/d水泥生产线，投资额2850万元，余热电站规模4.5MW，建设期1年，节能量11000tce/a，年供电量0.6亿kWh，投资回收期2.7-3.0年。
2、使用永磁调速驱动器或变频器降低负载能耗
水泥厂中有大量的仓料鼓风机、泵类设备、破碎机、粉磨机、选粉机等负载，各类负载的电力消耗约占水泥单位产品电耗的25%左右，控制好大型负载的功率是降低水泥综合电耗另一重点，关键在于减少系统漏风，降低系统阻力。
采用永磁调速驱动技术或变频调速技术可按照工艺流程中的不同动力需求调整电机的输出功率，该降的时候降下功率，可以节约大量的电能，综合节能率达到30%以上。目前有很多生产线对窑尾高温风机进行改造，可使熟料综合电耗下降2kWh/t左右。
3、采用辊压机粉磨系统
节能粉磨技术，改变以球磨、管磨为主的粉磨工艺，采用性能先进的、以料层挤压粉磨工艺为主的辊式磨、辊压机及辊筒磨等技术装备，通常可使粉磨工艺节电30-40%，使水泥综合电耗下降20-30%。电耗中，有60-70%消耗在对原料、燃料和水泥熟料的粉磨工艺，应当特别重视磨机的电耗指标，降低磨机电耗的重点在于提高和稳定磨机台时产量，并降低磨主电机功率。
某5000t/d水泥生产线，投资额2000万元，比球磨机节电30%（8-10kWh/t），建设期150天，年节电1600万kWh，年节电收益800万元，简单投资回收期2.5年。某2500t/d水泥生产线老厂改造，投资额1200万元，比球磨机节电30%（8-10kWh/t），建设期150天，年节电800万kWh，年节电收益400万元，简单投资回收期3年。
4、立式磨装备及技术
采用料床粉碎原理，有效提高粉磨效率，减少过粉磨，在物料粉磨，矿渣微粉的粉磨领域的应用中可起到很好的节能效果。
某3000t/d水泥生产线，使用HRM3700原料立式磨，产量210t/h，投资额1800万元，比球磨机节电30%，建设期9个月，年节电840万kWh，年收益462万元，投资回收期2-3年。
5、采用保温和控温技术降低生产线熟料煤耗
熟料加工的热量主要消耗在预热器和冷却机出口废气、出冷却机熟料带走的热量以及系统表面散热损失，此五项占了熟料总消耗热量的94.5%。因此降低生产线熟料煤耗，应当在预热器出口温度、冷却机出口温度、出冷却机熟料温度以及系统保温等方面寻求改进。
通常预热器出口温度下降10℃，每吨熟料可节省1kg标准煤，国内比较先进的生产线预热器出口温度一般在300-330℃，但大多数生产线的预热器出口温度都存在偏高的现象，有的达到了380℃甚至400℃以上，如通过技术改进使这些生产线的预热器出口温度降低50℃，则每吨熟料可节约5kg标准煤，约降低成本3.5元。
6、回转窑采用富氧助燃节能技术
使用水泥回转炉窑富氧助燃节能装置，可节约大量的煤粉，创造极佳的经济效益。
7、工业废渣用于水泥建材
加快推进利用工业废渣做混合材，从而节省大量熟料，实现节能
8、磁密封泵、磁密封搅拌器使用
水泥厂中有大量的仓料鼓风机、泵类设备、破碎机、粉磨机、选粉机等负载，需要耐腐蚀、耐高温、有毒、防止跑漏滴渗的场合，可选用磁密封泵与磁密封搅拌器，可大大延长设备使用寿命，保证使用安全，极大减少维护维修成本。
9、可燃废弃物窑炉燃烧
可燃废弃物用作水泥窑煅烧燃料，也是一条重要节能路径。窑内高温，可使废弃物完全燃烧，残渣最终进入水泥熟料，对水泥质量无不良影响，从而做到既节能又环保。
10、就地谐波、无功补偿，降低线损
水泥厂内有大量的感性负载，加之为节能加装变频器等非线性负载，在电力线路中会产生大量的谐波，对工厂电源造成严重污染，造成功率因数降低，耗电量增加。通过安装无源滤波器，结合功率因数补偿，滤波电容器，电抗器，和电阻器组合而成无源滤波补偿系统，或直接使用能动态滤除谐波及补偿功率因素的有源滤波器，在吸收系统中主要的谐波分量的同时，补偿无功功率。通过增加生产线电力干线的就地动态无功补偿，改善了供电电源质量，稳定了电压，提高了功率因数。
11、厂区、生产线、办公楼照明节能
根据建筑布局和照明场所合理布置光源，选择照明方式、光源类型是降损节能的有效方法。推广高效节能电光源，用更高效的、寿命更长的荧光灯具、LED灯具、LEP灯具替代传统的白炽灯、高压汞灯、金属钠灯、普通荧光灯等。以电子整流器取代电感整流器。
以电子调光器、延时开关、光控开关、声控开关、感应式开关取代跷板式开关应用于公共场所，将大幅降低照明能耗和线损。
鄂公网安备 42010202001628号
