某企業水泥生產能源審計節能措施分析

楊 陽

（湖南理工職業技術學院）

1 工程簡介

某水泥有限公司有一條日產4500t 熟料新型干法水泥生產線及配套純低溫余熱發電系統，現可年產水泥200 余萬噸，年發電量550 萬kWh。產品有P.C32.5 、P.O42.5、 P.O52.5 水泥和熟料，產值超 8 億元，余熱發電每年可向生產供電 4000萬kWh。邵陽南方水泥有限公司采用新型干法水泥生產工藝，消耗的能源主要是煤、電以及少量的柴油。下圖為該企業水泥生產工藝流程圖。

圖1：該廠生產工藝流程

2 能源審計的范圍

一是某水泥廠有限公司石灰石礦以及水泥廠水泥生產的全過程。包括礦山的開采、水泥生產的原料破碎、預均化、原料立磨系統、熟料煅燒系統、煤預均化、煤磨、混合材石膏破碎、余熱發電系統以及水泥粉磨、包裝過程中的能源利用狀況；二是廠區建筑照明、暖通通風、辦公設備用電情況統計分析。審計內容主要包括能源管理情況、用能情況及能源流程、能源計量及統計、能源消費結構、主要用能設備運行效率、公司綜合能耗及實物能耗、公司產值能耗、單位產品能耗、能源成本、節能量、節能技改項目、節能潛力與措施等。

3 節能潛力分析

通過對公司耗能設備耗能情況的審核及對部分重點熱設備的現場調查和節能監測，發現公司在能源利用發面存在一些問題，并分析各工藝環節和設備節能潛力，問題與節能潛力分析如下：

1、目前的能源管理制度尚需進一步完善，缺乏專人負責能源管理工作，車間能源管理相對薄弱，職工節能意識仍有待提高等。 2、在公司能量平衡方面需進一步加強，能源購入貯存、加工轉換、輸送分配和最終使用各個環節應當設置分類統計報表，并細化到主要生產、輔助生產、采暖（制冷）、照明等工序（藝），以利于對能源的利用情況作出適時分析與進行細化考核。 3、對部分主要耗能設備的運行效率尚未進行定期監測，不利于掌握各主要耗能設備能源利用的實際狀況。4、尚未按照有關政策嚴格執行能源利用狀況報告制度。 5、余熱回收系統余熱利用率為 43.49%，熱回收率效率偏低。6、回轉窯窯頭篦冷機二段送入磨煤系統的熱風除塵效果差，使得較多的熟料粉塵進入磨煤機系統，增加了煤耗。回轉窯窯頭篦冷機二段熱風先通過沉降室除塵，再送入磨煤系統，由于沉降室規格偏小，使得進入磨煤機系統的熟料量約占總的磨煤量的 1%，增加了磨煤耗電量，進入回轉窯系統后，重新被加熱升溫，造成很大熱耗損失，采用高效低阻力的風粉分離設施，對現有沉降室進行改造，提高進入磨煤系統的二段冷卻熱風的除塵效果，可顯著地節省電耗和熱耗。 7、熟料出冷卻機的溫度偏高，超出設計值約80~100℃，影響了熟料的熱回收效率。熟料出冷卻機溫度達到了 190℃，帶走的顯熱占總的熱量支出的4.17%，加強熟料的冷卻作用，熟料的顯熱通過冷卻空氣帶入余熱利用系統，有著可觀的的節能效果。 8、燒成系統的表面溫度偏高，造成表面熱損失占比偏高而影響系統熱效率。燒成系統散熱損失占總的熱量支出的7.29%，回轉窯表面散熱損失占總的散熱損失的 47.87%，加強回轉窯的保溫性能，節能潛力巨大；回轉窯采用富氧燃燒技術，可節能量可達 10%以上。 9、回轉窯窯尾負壓偏高，造成熟料燒成系統漏風率偏高，影響系統熱效率，造成熟料燒成煤耗增加。

4 節能管理提升方案和建議

所采用的都是比較先進的生產設備，生產工藝先進，先進的生產技術和工藝同樣也需要合理的管理。在企業能源管理方面，按照國家及地方有關法規以及《工業企業能源管理導則》（GB/T15587）和《能源管理體系要求》（GB/T22336）的要求，建立了比較完善的節能管理網絡和能源管理制度體系，設置了能源管理領導機構，配置了能源管理人員，能源管理工作比較到位，有力地促進了公司各項節能工作的有效開展。在企業能源計量方面，某水泥廠有限公司基本上按照《用能單位計量器具配備和管理通則》（GB17167）的要求，對公司消耗的煤、電、柴油以及水蒸氣等配備了而相應的一級、二級和三級計量儀表，并開展了相關的能源統計工作。在企業能源統計管理方面，某水泥廠有限公司建立了基本的能源消耗統計制度體系，電和煤等能源消耗的計量統計由公司工程部各設備運行班組員工填寫統計報表，報送工程部負責人匯總和存檔。在定額管理方面，某水泥廠有限公司采取一些有效的措施，在能源消耗管理上已經取得了一些成績，能源管理的重點在能耗總量和能源總成本方面，對各耗能環節的能耗情況也重視不夠。健全對各用能環節全面分心評價基礎上的能源消耗定額管理制度，推動工廠能源消耗的精細化管理，完善對重點耗能工藝、工序設備的能耗計量與分類統計，制定完善的考核定核，挖掘能源管理節能潛力，預期重點工序能耗降低0.1~0.3%，年節電量機約 15 萬 kWh，可年節約購電費用 9 萬元。此項措施預計要投資 30萬元，預計回收期為 40 個月。

5 建議和預期節能量

5.1 完善定額考核制度

5.2 加強生料配料控制管理，優化配料方案

從原材料進廠抓起，保證工序和各環節的質量控制，提高生料配料的可預見性，優化煤、料的配合，減少生料率值得調整與煤灰變化之間的滯后性。同時進行質量指標和配料方案的制定和修改，嚴格遵循預分解爐的客觀規律，此項技術預計可節約煤 0.1%，既可節能量折標煤 212.83t，可年節約購煤費用約為 15.1 萬元。此項措施預計要投資 20 萬元，預計回收期為 16 個月。

5.3 加強設備管理

加強對設備的巡檢管理及潤滑管理，堅持預防為主、維修為輔的原則，采取動態維修的設備維護維修模式，及時發現和排除設備故障隱患。確保設備經常處于良好的技術狀態；配置必要的檢測儀器，對重點用能設備進行能源利用效率的實際監控，并與同類型的機臺設備先進的能耗指標進行對比，以便查找是設備管理的問題還是設備自身工藝參數的控制問題，挖掘節能潛力。

5.4 增強節能技改措施

煤粉的烘干采用篦式冷卻機二段冷卻熱風，二段冷卻熱風含有較多的熟料等粉塵，得先通過沉降室除塵，通過現場觀察以及和公司技術人交流獲知，目前某水泥廠公司使用此沉降室規格小了，使得進入磨煤機系統的熟料量約占總的磨煤量的 1%，采用高效低阻力的風粉分離設施，對現有沉降室進行改造，提高進入磨煤系統的二段冷卻熱風的除塵效果，可使進入磨煤機系統的熟料量減少 85%，減少熟料重復煤磨和焙燒，可減少煤磨機電耗，降低回轉窯熱損耗。通過更換沉降室，采用高效風粉分離設施，可使每年熟料進入磨煤系統量減少1809.09t，熟料在回轉窯中在此進行焙燒，溫度可升至 1100℃左右，由于熟料的再次焙燒，可減少熱損失達 1.12×1010kJ，每年節能量折標煤 814.8t，年節電 4000kWh，年減少購入煤費用 72.4 萬元，減少購電費用 0.23 萬元，總共可節約購入能源費用 72.63萬元。此項預計投資 6 萬元，投資回收期一個月。

采用富氧助燃技術，可極大地降低煙氣總量，減少廢氣、熟料帶走的熱焓，使燃料的燃燒效率提高，同時，在不增加燃料的前提下，使窯內火焰溫度相對提高 180~200℃，從而加強火焰對物料的輻射傳熱能力；另外，富氧助燃技術的采用不會對下游環節的余熱利用產生明顯影響。氧氣的體積分數在 28%左右時最佳，節能可達到 10%~40%，按 10%計算，每年節能量折合標煤約 17000t，年節約購煤費用 1511.1 萬元，此項措施預計要設備投資要 93 萬元，每年需運行費用 663.6萬元，投資回收期不到 6 個月。

原料粉磨單位產品電耗較高，建議研究孰料的易磨性、水泥的顆粒級配及形貌，控制合理的水泥產品比表面積，并對分設備運行狀況、選粉機系統循環負荷機選粉效率等進行系統的標定、分析，改進粉磨工藝，優化粉磨系統工藝參數，降低粉磨電耗。

回轉窯表面散熱損失占總散熱損失 47.95%，采取新型保溫涂料（太空節能隔熱保溫涂料）涂于回轉窯表面，耐高溫隔熱保溫涂料的使用溫度為-80℃-1800℃，導熱系數只有 0.03W/m.K，隔熱抑制效率可達 90%左右，在回轉外表面涂一層8mm 厚的涂料，可使回轉窯表面溫度下降到 100℃以內，預計可年節約購煤費用71.93 萬元，此項措施預計要投資 52 萬元，預計投資回收期不到 8 個月。