水泥熟料煅燒過程中的節能降耗

秦曉明

摘要：在可持續發展不斷推進的背景下，各個行業都加強對生產的改革和優化。水泥行業需要的大量能源支撐，生產成本較高，加劇了社會能源問題。因此，水泥廠應該大力推行新技術新裝備，不斷優化內部的生產線，借助高效率的電機與變頻器，控制生產能耗，確保水泥廠可持續發展。基于此，本文將主要論述水泥熟料煅燒過程中的節能降耗。

關鍵詞：水泥;熟料煅燒;節能降耗

引言

水泥應用于建筑、交通、國防等多個領域，水泥生產作為基礎工業材料，對整個工業體系的發展至關重要。因此企業要持續升級水泥生產中的關鍵設備，借助P LC中心控制系統，完善內部的能耗設計，去除不必要的節點，平衡產品質量與總成本之間的關系，加強對生產節點的控制，推動節能降耗技術可持續發展。

一、水泥熟料煅燒過程中概述

水泥作為一種硬性的無機膠凝材料，是由碎石制成的混凝土，在硬化過程中強度較高，能夠抵抗含鹽水的侵蝕。水泥作為一種常見的建筑材料，在基建市場發展中占據著重要地位。水泥按用途可以分為通用水泥、特種水泥。當下我國基建事業不斷發展，對水泥的需求量也在逐年上漲，水泥廠應該重點分析水泥鍛燒過程中的重要節點，持續優化生產步驟，綜合分析硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，火山灰質硅酸鹽水泥，白色硅酸鹽水泥的品質特性。水泥在生產過程中需要經過破、配料、熟化、冷卻等多個步驟。熟料斷燒作為水泥成型過程中的重要一環，在水泥鍛燒中需要外界做工，運用到的設備包括立窯和回轉窯兩大類，立窯一般適用于小型生產，立窯生產較為靈活，可以滿足多重的作業要求，而大中型生產一般采用回轉窯，其生產效率高，經濟價值可觀。

二、水泥熟料煅燒過程中存在的問題

（一）技術水平不足

就目前大多數水泥廠而言，技術水平有限，內部資源浪費現象嚴重，只注重短期的經濟效益，不符合可持續發展理論。熟料煅燒過程中運行情況較差，在實際生產過程中，工況超出最優范圍，造成了大量的資源浪費。

（二）工作環境特殊

水泥廠日常作業環境復雜，壓力較大。回轉窯在工作過程中，內部的鍋爐液體水加熱到蒸汽的狀態，外部條件變化，都會導致液態水過多過少，影響回轉窯正常運行。此外，預熱器作為熟料煅燒中重要一環，運行過程中存在著大量的粉塵，空氣預熱管中灰塵堆積和內部流向改變，導致通風口堵塞，造成電動機內部溫度升高，不能有效排氣。

（三）缺乏統一的節能設計

水泥廠熟料煅燒中存在部分輔助設備，不同設備之間功能集成存在差別，不同廠家的應用標序復雜，周期較長，后續投入使用過程中仍然存在著許多問題，企業為了追求經濟效益，往往不按照規范施工，嚴重降低了其使用壽命，出現了一定程度上資源浪費現象。回轉窯內部接頭不規范，加劇了事故發生故障的概率，在信息管理過程中存在不兼容問題，整體作業效率低下。

三、水泥熟料煅燒過程中的節能降耗

（一）實現動態調節

縱觀水泥生產行業的發展，水泥助磨劑已經有了廣泛的應用，助磨劑可以有效降低磨損電耗，使熟料煅燒整體作業效率得到質的飛躍。在實際生產過程中，作業人員需要明確水泥的產品種類，確定混合材料種類與之間的配比關系。采取變頻器的方式，對循環風機的風量進行動態調節。構建閉環監控體系，從而完成整體數據監控與測試分析工作。降低操作人員的勞動強度，將質量控制設備、風量優化控制設備、控溫設備結合起來，構成整體化的操作，在整體層面上動態調節各項參數，以達到控制熟料質量的目的，降低整體的能源消耗。

例如，要借助變頻器連接到不同的控制單元，搭建數據庫。充分利用大數據的特點，用數據管理、數據創新，增強故障預測能力。整合大數據內的信息，避免經驗主義帶來的錯誤，優化和動能緩沖等眾多標準功能。同時在熟料煅燒生產線中引入非線性模型的預測控制器，基于機理模型實現對熟料煅燒過程中的信息進行多種預測，通過預測信息優化目標函數，在特定的約束條件內得到最優解，確保操作的穩定性。將加熱單元與PLC相聯系，實現熟料煅燒的全面監控，確保變頻器數據的準確性與實用性。

（二）明確作業流程

水泥煅燒系統由預熱器，分解爐，回轉爐，燃燒器等不同設備組成，在煅燒過程中，生料進入預熱器中，首先進行預熱，預熱器利用自立用回轉窯分解爐排出的熱。首先加熱生料，碳酸鹽開始發生分解，預熱后的生料進入分解爐內，在分解爐內，分解爐再次燃燒，碳酸鹽分解率可以達到90%以上。完成預熱和分解之后，在回轉窯內完成燒成過程，在此過程中，碳酸鹽進一步分解成小分子物質，并發生一系列的固相反應，以此提高整體材料的熱度。經過降溫卻至80～120℃，之間，以滿足出場、運輸的要求。熟料煅燒的生產流程連續性，時效性較強，能夠滿足水泥生產高產量低效能低排放的要求。在生產過程中要綜合考量煅燒過程中的溫度、壓力、生料成分、進氣量等多種信息，建立完善的自動化控制動態調節系統，確保系統中的各個參數維持在最佳狀態，在滿足產量的要求上達到環保要求，實現經濟和生態的雙重要求。

例如，要針對于水泥熟料在鍛造過程中本身的材料特性，借助神經網絡算法實時分析采集數據，采用多變量非線性的預測控制技術，控制生料喂料量，實現對于水泥熟料煅燒過程中的閉環優化，從整體層面上弱化班次之間的操作差異，降低作業人員的勞動強度。綜合考量水泥廠回轉窯的拆卸、焊接、更換等各種要求，明確分析回轉窯的失效率以及失效模式，設定電流和瞬間應力的最大值。應該根據外界的工作環境，匹配型號、壽命等，及時尋求專業幫助，擴大其的應用范圍。明確水位上限與下限之間的耦合關系，提高數據的傳輸效率，避免出現熱量空載。

（三）完善內部的管理機制

水泥廠要持續加強創新，根據《國務院關于進一步加強淘汰落后產能工作的通知》，關停一些能源超限的項目，應在6個月內完成整改達標的經申請，確保水泥質量達到國家的強制性標準，不斷升級自身的工業技術與裝備產能，提高整體的作業生產效率。要定期進行停機檢驗，避免設備老化造成的大規模安全事件。在進行檢修過程中，要合理潤滑重要部件，實現防腐、防銹，清除爐內的可燃，開展全面的除銹工作。避免由于管道堵塞或泄漏，影響水蒸氣導熱，通過完善的檢修管理機制，提高整體熟料煅燒效率。

例如，可以采用雙管燃燒器，實現工作過程中的迅速降溫，保證火焰溫度均勻，保持在熟化內部存在充足的氧氣，提高了煤粉的燃燒效率，降低了一氧化碳含量，同時有效避免了的熱量損失，將進口負壓降低500～1500Pa，電流維持在4～10A。

四、總結

熟料煅燒作為水泥加工生產中的核心步驟，熟料煅燒耗電量約占到總體耗電量的30%，如何提高熟料煅燒工作效率，實現節能減排是各大水泥廠節能減排的主要目標。管理人員應該合理使用水泥助磨劑，借助變頻設備進行實時收集數據，強化整體的能耗分析，實現有效的節能減排和可持續發展。

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