武洪明

“十一五”期間我國生產水泥75億噸,其中新型干法水泥51億噸。在此基礎上,2011年水泥產量又創新高,達到20.9億噸。同比增長11%。水泥行業已經成為產能嚴重過剩的產業,因此其面臨的總形勢是:結構調整、科技創新、節能減排、資源配置、產業鏈拓展和國際合作。標準化工作與水泥工業發展息息相關,運用標準手段促進產業結構調整可以起到事半功倍的作用。運用標準化工作這一方法是實現水泥工業可持續發展的有效途徑,因其可以促進科技成果轉化,實現創新技術轉化為生產力,為產業結構調整、節能減排,水泥行業發展轉變,為綠色環保產業做出貢獻。這點,可以從管理標準GB16780-2007《水泥單位產品能源消耗定額》,產品標準GB17175-2007《通用硅酸鹽水泥》等標準以往的制(修)定結果所起到的作用得到充分證明。故此,就水泥工業標準化工作中幾個問題,談談自己的看法,供參考。
水泥行業通過淘汰落后產能、加大新型干法技術創新能力,使用高效預熱分解系統,投入余熱發電,推廣節能粉碎技術和裝備,有效利用工業廢渣、尾礦等措施,2011年新型干法水泥熟料綜合能耗降至115kgce/t。比現有水泥企業水泥單位產品能耗限額的可比熟料綜合能耗限額定值128kgce/t(4000t/d以上)低13kgce。“十一五”末的能耗數據充分說明GB16780-2007標準中的這個限定值高于現有的實際值。工業和信息化部關于水泥工業節能減排的指導意見中的主要目標規定,到“十二五”全國水泥生產平均可比熟料綜合能耗小于114kgce/t,水泥綜合能耗小于93kgce/t。這與GB16780-2007標準中水泥企業水泥單位產品能耗限額的目標值是相同的 。‘十二五’期間通過淘汰落后產能及加強能源管理,達到目標值應是有把握的。2011年8月31日,國務院發“《十二五節能減排綜合性工作方案》十一、加強節能減排基礎工作和能力建設(四十六)加快節能環保標準體系建設。”要求:“加快制(修)訂重點行業單位產品能耗限額、產品能效和污染物排放等強制性國家標準,提高準入門檻。”國家的要求、水泥工業能耗水平的現實給行業指明,GB16780-2007《水泥單位產品能源消耗限額》必須修訂,而且能耗標準值要高水準。
為了進一步說明限額值需進行修訂,引用40條生產線的實測能耗數據很具說服力。《中國水泥》雜志2012年第3期行業掃描欄目刊登中國水泥協會范永斌等人撰寫的“我國典型水泥窯爐熟料燒成煤耗分析”的文章,得出結論是:通過對國內40條典型水泥窯爐熟料燒成能耗數據計算分析,掌握了水泥窯爐能耗分析情況,對現行標準GB16780-2007《水泥單位產品能源消耗限額》中可比熟料綜合煤耗值和強度修正系數方面存在異議。由于近幾年水泥工業技術裝備水平的快速提高,本標準制定的標準值已經落后,建議修訂該標準。范永斌等人提出修訂GB16780-2007《水泥單位能源消耗限額》的建議,其意義在于論證了該標準中一些技術指標應該提高,發揮該標準在水泥生產中節能減排的指導作用,從而引領行業提高能源利用效率,向低碳水泥發展。
GB16780-2007《水泥單位能源消耗限額》標準中標準值指標的選用,還有可商榷的地方。例如,本標準水泥中熟料配比按75%計算。這一數值的選用,基于普通硅酸鹽水泥中熟料耗用量值(詳見GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》),同時也考慮到了當時一些情況而確定的。實際上在GB16780-2007標準頒布的當年,熟料耗用量低于75.00%。水泥中熟料耗用量取值需結合實際進行修訂。標準GB16780-20075.3.5 可比水泥綜合能耗計算:Eks=ekcl×g+eh+0.1229×Qks。其中,系數g為統計期內水泥企業水泥中熟料平均配比質量分數,數值以%表示,通過分析可以看出,g取值對水泥綜合能耗的影響很大。各水泥企業熟料耗用量各自有本賬,建議加強能源管理、質量管理和監管,以企業的實際數字進行計算。尤其是大型企業,應按照國家規定的統計工作方法和程序進行。
GB16780標準中,對電力折合標準煤有兩種數據,第一種:電網供電折算標準煤量。0.1229kg——每千瓦時電力折合的標準煤量,單位為kgce/kWh;第二種:0.404kg——余熱發電折算標準煤量。每千瓦電力折合的標準煤量,單位為kgce/kWh。0.1229是國家統計部門規定的數字,為每度電折算標準煤的理論值。實際上,2007年全國火電不同級機組供電標準煤耗見表1。

表1 不同級機組供電標準煤耗
水泥企業使用國家電網供電所消耗的電能,折算為標準煤值使用0.1229kg,只是為統計方便,或是統計部門所稱的便于比較,實際上是對企業消耗折算標準煤低估了。
水泥企業利用余熱發電,所發電量按照電力部門的規定,必須并網才能合法使用。水泥企業余熱發電單位電能折標準煤在GB16780-2007取值404gce/kWh。其值均比表中所列供電標準煤高。發電并網后,用于企業生產過程加工產品用電,所消耗的電能在可比熟料綜合能耗、可比水泥綜合能耗時,余熱發電的電量取值又變成0.1229kgce/kWh了。
取0.404kgce/kWh,與企業現在用余熱發電量計算減排二氧化碳所取的單位電能標準煤數值產生差異。
第一個差異。例如2010年水泥企業低溫余熱發電295億kWh,節約標準煤991萬噸,減排CO22378萬噸。單位電能耗標煤0.3359kgce/kWh。
第二個差異。《能源“十一五”發展規劃》(國家發改委2007年4月)(二)主要耗能產品(工作量)和耗能設備指標規定火電供電煤耗2000年392gce/kWh、2005年370gce/kWh、2010年355gce/kWh,比規劃的指標都高。
第三個差異。以余熱發電的熱利用效率22%計算,得出余熱發電標煤耗為559gce/kWh。404g又低于559g值155gce/kWh。
所以水泥企業余熱發電單位電量折標煤取值,是個不太好處理的問題。因此現階段水泥行業內在計算余熱發電折標準煤和能源發展“十一五”規劃規定的指標,一般取值在350gce/kWh左右的數值,取用404g的為數少見。
綜上所述,對于水泥行業余熱發電取值404g標準煤與電網供電取值122.9g,在計算水泥企業用電折標煤中出現雙重標準。而404g的數值不僅與電力行業的供電單位電耗和“十一五”能源發展規劃指標不合拍,與實際應用不符,而且與按照全熱發電效率計算出的標準煤值也不一致。因此,余熱發電取值多少,應慎重提出。
現有企業能耗限額限定值指標和新建企業能耗限額準入值指標是強制性要求,修訂的建議在于改變現有標準值不符合實際較好水平的狀況,修訂后的指標在產品結構調整,淘汰落后產能發生很大的影響。
建材工業“十二五”發展規劃,水泥產品方面發展重點為42.5級及以上水泥。全國水泥標準化技術委員對修訂《通用硅酸鹽水泥》標準的重點時指出,取消32.5級的水泥產品。由此可以看出,GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》修訂時取消32.5級水泥將成為事實。但是,修訂后的標準在實施過程中,不會馬上取消32.5級的,因為從以上兩個“十二五”發展規劃中可以看出這一點,即講的是力爭在2015年末,42.5級及以上等級的水泥消費比例達到50%以上。此期間,32.5級水泥還會占據一部分消費市場。
我國水泥標準經過6次修訂,每一次修訂和實施,對水泥產品質量的提高起到促進作用,對工程質量起到保障作用。同時實施修訂后的標準,對生產工藝、水泥生產設備和檢測指標發生影響。例如,采用ISO679或GBT17671方法檢驗水泥膠砂強度,對那些粉磨細度粗,混合材料量多的低標號水泥,其結果強度降低是顯而易見的。實施的結果,水泥的實物質量水平提高,32.5級的水泥相當于原標準的425號水泥。再追憶上一次的水泥標準修訂,由硬練方法改為軟練方法,425號水泥相當于硬練強度500號水泥。因此,如取消32.5等級水泥,從標準角度看,我國水泥工業發展將走上高標號、高性能水泥的道路,改變連續27年水泥產量居世界第一,但水泥質量與發達國家比,性能低的品質形象。就修訂后的標準而言,其本身也具有了國際競爭力。而取消32.5級水泥,因其量大面廣,涉及生產廠家多,市場占有率高,用戶習慣等,思考以下問題還是必要的。
(1)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》取消32.5級水泥,方向對頭,但實施中不會一蹴而就。2011年水泥產量20.97億噸,水泥市場32.5強度等級水泥仍然占需求總量的60%以上。32.5級水泥數量達12.5億噸。新型干法水泥18.6億噸,其中將有10億左右數量的32.5級由新型干法水泥熟料加工制成。因此,在生產方面,涉及到大量水泥生產企業,而實質可能觸及到摻加廢渣數量超過30%的優惠稅收政策,這不是水泥企業所希望的。考慮工業廢渣利用的政策不能受到影響。
(2)2011年12.5億噸32.5級水泥進入消費市場。消耗市場中商品混凝土攪拌站和構件廠是主要消費者。2010年僅混凝土達10億m3以上。消耗水泥4億噸左右,主要為32.5級、42.5級水泥,取消32.5級水泥,由42.5級水泥替代。如果使用P·O42.5級水泥配制C30級混凝土,水泥用量為300kg/m3混凝土。使用32.5級的水泥配制C30商品混凝土,一般水泥用量增加30kg左右。采用32.5級配制C30混凝土也可以做到,甚至可以配制C35~C50混凝土,只是水泥用量增加和外加劑的調整。不同強度等級水泥的價格差價在50元/噸上下。如果商品混凝土企業、制品企業進行財務核算的結果是成本上升了,這是他們不愿接受的事情。
(3)生產42.5級以上水泥,如果熟料仍然保持同等質量水平,減少混合材摻量或降低篩余值(或比表面積)。降低篩余值(或比表面積)不利于熟料及混合材活性的發揮。降低混合材摻量可能成為一個重要的選擇。使用42.5級水泥配制C30以下混凝土,會在攪拌站增加礦粉、粉煤灰等礦物外加劑的摻量。“水泥企業這邊少摻了,混凝土企業那邊多摻了”,其實這個話題在90年代出現過,但后來被人疏忽了。提出這種觀點的,則是行業內堅持生產高標號水泥的資深人士。混凝土這邊多摻的現象,會在砌筑砂漿混凝土、公路路面下的墊層等工程中出現。現在,商品混凝土行業也有利用廢渣減免稅收的優惠政策,水泥企業因少摻加混合材料,效益會受到直接影響,這部分利益可能轉移到商品混凝土行業了。
(4)標準經過6次修訂,其中包括檢驗方法的修訂,每次修訂會引起水泥企業工藝等方面的變化。我國正式的水泥標準實施24年后,檢驗方法改為固定水灰比(不同品種各異)1:2.5軟練膠砂強度。同時增加硅酸鹽水泥和粉煤灰水泥。這一次修訂,稱為三大水泥標準改革,形成五大水泥。抗拉強度取消,改為抗折強度,抗壓試塊受壓面積由7.07×7.07cm2改為4×6.25cm2。抗折強度對早期強度低的水泥較為敏感,使生產該品種水泥企業提出工藝方面的改進措施,提高早期強度。這次修訂標準強度等級后二位數值為25,當時世界上只有極少數國家使用,大部分后二位為50,成為修訂標準時是很有成就的一項貢獻。水泥標準又一次重大修訂是實施GBT17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》,實施GB12958《復合硅酸鹽水泥》標準。強度等級由原標準的425號上升為32.5級水泥。水泥實物質量水平又一次提高。水泥產品為新的六大水泥標準。試塊受壓面積由原4×6.25cm2改為4×4cm2。這次修訂標準的過渡期較長,以便企業采取工藝技術措施適應強度降幅較大的問題。混凝土建筑行業對這次標準修訂的反應主要表現在需水量方面。為此,水泥企業進行技改,配料中氧化鋁含量要求適當,水泥細度的概念提升為細度狀態去表述,其由水泥顆粒級配、比表面積及顆粒形貌組成。企業在水泥粉磨系統、粉磨設備和研磨級配做了相應改進和提高工作。

(5)取消32.5級水泥,生產高標號、高性能水泥。混凝土建筑壽命延長是一件利國利民的好事。我國設計壽命為50年的建筑物,實際平均使用壽命為30~35年。今后實現設計壽命100年的建筑物,實際壽命達70年,比30~35年提高一倍,將會節約大量的資源和資金。如果實現這一計劃,并隨著我國人均消費水泥累計數量的增長,在出現消費數量飽和點之后,水泥產量的過剩絕不僅僅是區域性、結構性過剩,而是產能超過50%或更大的過剩。應對那時的過剩,可能不是這一代水泥人的任務,但可以對此先行籌劃,未雨綢繆,做好準備。從這點可以看出,標準修訂的重大影響和意義。
水泥標準中取消32.5級水泥,對水泥企業的工藝技術裝備的影響與上述幾次的變化比較,不會大的。按照目前出廠控制方法,32.5級水泥出廠的實際強度值可以達到380~390MPa。通過努力就可以進入42.5級水泥強度范圍。另外本次修訂標準,新型干法水泥已占90%,淘汰落后產能后全部為新型干法水泥,客觀條件很好,具備了技術上的可能性。可以說這是一次提高水泥品質的重要調整。但調整的過程長些,可能會出現一些非技術層面能夠解決的問題。
2005年“首屆水泥工業用耐磨材料技術研討會”在成都召開,由此正式揭開耐磨材料與抗磨技術在水泥工業研究、應用的序幕,開始改變以往其在行業內被忽視的局面,認識到耐磨材料與抗磨技術在水泥行業的重要性。耐磨材料與抗磨技術已成為再制造產業中的一個重要分支,在降低材料消耗,延長使用壽命,提高整機設備工作效率等方面具有重要作用,成為節能減排不可或缺的角色。從科學領域分析,耐磨材料與抗磨技術涉及到粉碎機械的可靠性、安全性、耐久性的設計與制造,涉及到材料科學、摩擦學、表面工程技術及失效分析等學科和工程應用技術。基于這樣的認識,與會耐磨材料和水泥行業專家,在分析水泥行業耐磨材料與抗磨技術發展現狀時感到,今后在這方面要做好三件事:第一,編著出版行業第一部水泥耐磨材料與技術手冊,填補行業內的空白。第二,開辦耐磨材料與抗磨技術培訓班。第三,探討制定行業耐磨材料標準。
當時建材行業內已有磨球、襯板等標準,如JC/T 533-2004《建材工業用鉻合金鑄磨球》、JC/T 691-1998《高鉻鑄鐵襯板技術條件》。同時也有冶金行業、電力行業、機械行業等耐磨材料國家標準,達十二個之多。國外有美國、德國、日本、法國、俄羅斯、英國等國的耐磨材料標準。這些標準的條款主要集中在高錳鋼、合金鋼、高鉻鑄鐵等材料及管磨機的磨球襯板等產品方面。
90年代以來,立磨、輥壓機技術裝備大量應用于水泥生產的原料制備、煤粉制備和水泥熟料預粉磨等工藝過程中。由于堆焊修復比新品降低費用約20%左右,使用壽命延長,堆焊技術的應用便一躍而起,同時堆焊工藝技術的不規范現象發生了,帶來的負面影響亦隨之產生。為了規范發展方興未艾的堆焊技術和培育市場行為,急需出臺一個堆焊技術標準。
原材料加工業中,耐磨件堆焊廣泛應用于水泥礦山、電力冶金、建材工業耐磨件的新品制造和磨損件的修復工程中,企業效益和社會效益收效明顯。與此同時,掌握堆焊技術的企業在施工制造及企業管理方面也暴露出不少問題:如企業資質不全,誠信度低下,有章不循,無章可循,堆焊后事故頻發,如焊接不牢,部分或整體脫落、焊件斷裂,耐磨性差,壽命短等。這些充分表明企業在基本生產條件和質量保障體系方面的欠缺,為規范堆焊工藝技術嚴肅性、權威性,出臺耐磨件技術要求和評價方法是必要的。以此來保證耐磨件生產和修復的正常進行,進而保證生產的可靠性、安全性及設備效率。
以上的分析也正是機械標準機構考慮的事,還包括進一步解決焊材的耐磨性問題,這些也得到業內機械標準資深專家的認同,共同的思路使得這些人走到了一起,在建材行業內制訂一個粉碎機械設備耐磨件的標準達成共識。為了突出耐磨件主要應用在立磨、輥壓機和破碎機等建材機械上,采用堆焊技術用來制造新品和磨損后的修復。因立磨、輥壓機耐磨件在工況條件下受到磨粒磨損程度是最為嚴重的,又因建材行業非金屬無機材料加工性能有類似的共同特點,經過專家認證后,定名為《建材工業用耐磨件堆焊通用技術條件》,從建材工業的發展分析,用此名稱也是比較合適的。2007年標準管理機構以此名稱上報計劃任務書,經上級管理部門批準后,按照標準制訂的規則和程序進行該標準的制訂工作,歷經5個年度,于2011年2月進行該標準審查,審查后更名為《水泥工業用耐磨件通用技術條件》上報。對此,自始參與該標準工作的筆者不以為然,并堅持不宜更改其名稱。鑒于此,后撰寫名為“《建材工業用耐磨件堆焊通用技術條件》不宜更改名稱的理由”的文章。該文刊登在“水泥商情讀者報2011年第6期”。文章從技術層面論述了“該標準”不宜更改名稱的理由。一個標準受到評價是標準生成的關鍵一環,評價的依據是評價規則。其中有一條“被評價標準與其他標準應進行整合”的規定。改為“水泥工業用耐磨件堆焊通用技術條件”的實質是將“建材工業用耐磨件堆焊通用技術條件”進行拆分,以建材工業內某一類產品形成的產業去制訂標準,與整合性要求背道而馳了。另一原因該標準更改后直接上報,違背了申報更改計劃的工作程序,可能使上級管理部門無法接受違規操作的結果。在查詢行業標準管理部門工業和信息化科技司網站建材類標準批復時,沒有見到批復該標準的信息。據業內資深人士稱此事開標準未獲批復之先河,但給標準化工作留下了深刻的啟示。
(1)一個標準歷經5個年度,到2012年4月查詢信息,時間跨度達6個年度,明顯暴露出時效性欠佳,其間工作效率不高。
(2)缺失更改標準內容或名稱時的申報更改計劃程序。程序是進行一項活動所規定的途徑。是一種格式化、條理化、規范化、統一化的科學規定。必要的程序,一定要恪守,不能隨意處理,正視其嚴肅性。
(3)建材行業已經發展成多門類的產業,產業間既有區別又有聯系,既有差異又有共性。建材行業內以非金屬無機材料的加工和制成產品為主流,在制、修訂標準中遵循能夠制定一個標準的,不必制訂多個標準的原則。
(4)材料加工的冶金、礦山、化工、非金屬等原材料工業中屬于通用技術和裝備方面的標準的制修訂,爭取到本行業不易,得到標準制修訂的話語權彌足珍貴。爭取不到令人遺憾,而爭取到的又失去,則令人痛心疾首。
啟示是多方面的,以上幾條作為引玉之磚,奉獻讀者面前。
標準化技術委員會(簡稱標委會)是推行標準化工作的一級組織機構。擔負著以下幾項主要工作:標準規劃編制、專業標準體系建設、標準制修訂立項申報、編排工作計劃進行調研、技術認證、組織實施、編制起草標準、標準審查及上報等。標委會在標準制訂過程中的作用舉足輕重、至關重要。其工作內容可以認定為生產(標準制定)和服務(服務于專家、起草單位和標準使用的單位努力在制訂標準中的各項工作),做好標準化工作并加強標準形成過程中的管控是必要的,就必須強調標委會硬件、軟件的優化配置,資源的合理使用。具體體現在標委會內的人員素質,制度法規健全完善及工作環境條件等。
上面提到的諸因素中,第一位的人員素質,包括職業道德好壞、專業技術水平高低、組織協調能力大小、相關知識理論與實踐的多少等。
提高綜合素質的方法是多樣的,但進行培訓卻是最基本而效率又高的一種方法。從事標準化工作人員,組織制訂的管理標準,產品標準,技術條件就是行業內企業中的管理、技術的“憲法”,立法人應有的綜合素質不能含糊,立法人更不能濫竽充數,這樣才能為制訂出令行業、企業折服的標準奠定基礎,制定的標準才能引領行業發展,規范行業行為。
通過培訓和工作實踐,人員的綜合質量得以提高,就能自覺地去規避那些曾被企業所關注的問題。如專業標準由部分非專業人員審查;技術認證,專業討論論中提出質疑,無人答疑或顧左右而言其他,或似是而非地答疑;調研面狹窄或調研對象不足,難以取得足量有價值的信息;自編自制自審,編造調研報告和審查會議紀要;過時落后產品標準仍在使用;組織實施中,甚至違背標準制定的基本原則,缺乏公正、公平;標準制定的贊助費、自定標準,高額收費,還有的競價起草組長單位等,加重參編單位的負擔。這些問題的產生根源關鍵在于一些人的思想境界缺乏高度,缺乏專業技術和必要的相關知識。
全文所述四個問題涉及到管理標準、產品標準和材料標準,有的要修訂,有的待出臺,有的給以啟示。最后一個問題實際上結合標準化工作中存在的一些問題,講標準化工作隊伍的建設,關鍵是提高人員的綜合素質。標準化工作人員應參照一些行業的執業資格制度,取得職業資格。標準化工作這么重要,從事這項工作的人員應是熱愛標準化工作的專業技術精英,職業道德的楷模。