淺析水泥生產工藝的節能技術

鄭洪生

（新疆和靜天山水泥有限責任公司，新疆 和靜 841300）

建筑項目建設過程中水泥是重要的建筑材料，水泥與水、砂料石配置的混凝土，是保證建筑結構安全穩定重要的載體。在水泥生產中對生產工藝進行技術改造，實現節能環保、低投資的行業發展目標。

一、水泥行業節能潛力分析

電力和煤炭等是生產水泥主要的資源，水泥生產所消耗的成本，其中有三分之二來自電力和煤炭資源的消耗，我國現階段生產水泥，主要通過燃燒煤炭獲得水泥。使用回轉窯進行水泥生產時，一般會采用煙煤進行燃燒，而在立窯中使用無煙煤進行燃燒，不同生產方式對燃煤的質量和性能等都會有對應的要求。在現代生產技術發展過程中，已經將無煙煤或者低揮發分煤使用在回轉窯中進行燃燒，同時將節能環保技術應用在水泥生產過程中，許多廢棄物都可以作為燃燒物進行水泥生產[1]。

我國水泥工業快速發展，盡管對水泥具有的綜合能耗指標的需求大幅度降低，但是與發達國家還是存在較大的差距。在4000t/d生產線上進行水泥生產，我國產生的水泥綜合能耗指標最高水平為91kgce/t，平均綜合能耗指標為97.5kgce/t，但是與國際綜合能耗指標87.5kgce/t相比還是明顯的差距。若可以提高我國水泥管理水平以及節能技術應用能力，力求將綜合能耗指標與發達國家相同。在2009年我國水泥產量為16.46億噸，同時綜合能耗指標以4kgce/t的指標下降，可以使每年節約消耗的標煤為658.4萬噸。

二、傳統工藝與現代新型水泥生產工藝的技術創新對比

我國各行業發展過程對能源的消耗不斷增加，導致環境資源出現過度消耗、環境污染等嚴重的問題，這對各行業的發展有產生不同程度的限制。尤其是水泥行業對煤炭資源的需求較大，針對煤炭能源過度消耗以及產生的環境污染等問題，應在水泥生產中加快創新技術的應用，以綠色環保為理念實施環保節能措施，開拓出一條既能提高生產效率、降低生產成本以及綠色環保全新的發展道路。在傳統的水泥生產過程中，由于生產技術和設備的落后，同時受到管理經驗以及方式的束縛，會以高投入高風險的方式進行企業經營，導致水泥生產過程中會產生大量的污染物質，同時造成嚴重的環境污染問題。在現代技術發展背景下創新水泥生產工藝，在保護環境的同時還能降低投入成本。與傳統生產技術相比，采用原料均化技術可以提升水泥材料生產效率，同時對原料的配料過程進行均化處理。但是在實際處理過程中受到設備的影響，微機設施無法準確控制材料的計量，無法完成均化處理。

以水泥生產中采用的傳統的立窯技術相比，該技術已經無法滿足現有對環境保護和降低生產成本的需求，同時工藝優化措施實施較晚，影響到立窯技術的創新發展。立窯工藝對于水泥生產是一項較高技術，但是在生產過程中要求非常精準的威份指標，每個威份的指標所需的限值很低，若無法保證限值在較低的水平，就無法生產出高質量的水泥。對該生產工藝進行優化設計時，應根據當地條件和資源進行綜合考慮，以環保、降低生產成本和保證質量為前提，配置完善的生產設備，增強環保塵收以及自動化處理等技術的管理[2]。

三、節能技術應用

（一）預粉磨技術

以球磨為基礎在前面配置一臺設備，該設備可以對材料在料床上進行粉磨處理，并增加原有的球磨系統節能效能。與單顆粒破碎設備相比，料床粉磨具備三種粉磨功能，分別為輥式磨、輥壓機以及筒輥磨。三種功能組建成對應的粉磨設備，在水泥預粉磨技術中輥壓機使用較為廣泛。輥壓機與終粉磨的區別在于，輥壓機預粉磨包括的流程，分別為循環預粉磨、混合粉磨、部分終粉磨以及聯合粉磨。一般在預粉磨中，循環預粉磨與聯合粉磨較為常見。在預粉磨技術中，雖然循環預粉磨過程相對簡單，但是會產生良好的節能效果，一般以單耗能為例，可降低7-11%的耗能指標。而聯合粉磨流程相對繁瑣，在水泥粉磨過程中消耗電能會增加11-19%的電量。

在水泥生產過程中使用預粉磨技術，可以獲得良好的節能效果。在某公司二號線水泥生產過程中，采用輥壓機配置聯合粉磨系統進行水泥粉磨。其中輥壓機的電機功率為2×800KW，型號為TRP140/140,。帶V型選粉機和循環風機中，配置功率為3150KW的主電機，使用4.2m×13m規格的球磨機，選粉機為N-3500型號的設備，單位時間內會消耗32.8KW·h/t能源。在對水泥粉磨過程中，若粉磨P.O42.5的水泥，使水泥在每克內可以覆蓋3650cm2。在該公司一號生產線內，配置規格為3.8m×13m的球磨機，球磨機圈流系統內配置功率為2500KW的主電機，同時配置N-1500的選粉機，在粉磨P.042.5水泥時，粉磨至3810cm2/g時，系統消耗的電量為42.3KW·h/t，可有效節約電量為7KW·h/t。

（二）水泥助磨劑技術

采用水泥助磨劑技術，在水泥助磨過程中加入助磨劑，可以附著在水泥顆粒表面上，發揮降低顆粒表面自由能的作用，避免顆粒再次聚合，降低粉磨過程遇到的阻力，進而提高顆粒的易碎性。將助磨劑加入到磨機中，既能降低25%的耗電量，還能提升磨機10-25%的生產效率，同時使水泥強度在原有的基礎上增加3-5MPa。

（三）余熱利用技術

在國內水泥生產中將窯頭和窯尾產生的廢氣，滿足烘干條件的同時利用余熱進行發電。在北方等地利用余熱技術和采暖相結合的方式，在冬季進行供暖。在某企業進行5500t/d級水泥生產過程中，實際生產能力可達到5800t/d，每年發電量會超過6661萬KW·h，為企業生產節約電量為6584萬KW·h。

（四）低投資技術

水泥生產中應融入低投資技術，既能符合時代發展需要，還能推廣到各個水泥生產過程中。在節能環保新型工藝發展過程中，應大力推廣無底庫、原料布料式均化庫以及雙均化生料庫等技術，可以減少相應的水泥技術以及生產設備的投入[3]。

結束語：

綜上所述，我國應加快預粉磨、助磨劑、余熱以及低投資等技術的推廣，既能符合當代對經濟和環境發展的需求，還能為水泥創造巨大的發展空間，為我國水泥行業發展奠定堅實的基礎。