1　國內水泥工業(yè)現(xiàn)狀

經過幾十年的發(fā)展，我國水泥的總量在一定程度上滿足了基本建設的需要，水泥工業(yè)的主要矛盾已由總量不足的供需矛盾，轉換為技術、規(guī)模和產品結構嚴重失調的主要矛盾。從國內水泥窯的生產方法來看，立窯的臺數已經達到87.6%，而窯外分解窯的數量僅有1%，加上立筒和旋風預熱器窯的新型干法窯數量也僅僅達到4.8%，國內水泥工業(yè)的技術指標與國外先進水平差距更大。
　　

國內水泥工業(yè)集中了各種生產方法，從最原始的立窯到新型干法生產線，不同的窯型在配料、燒成等方面存在較大的差距。新的水泥強度檢驗標準的出臺，限制了小水泥和濕法生產線的發(fā)展，加速了污染大、質量差的立窯淘汰的步伐。而新型干法水泥生產線在燒成上能實現(xiàn)高硅率值生料的煅燒，熟料的強度與ISO強度接近。因此，新型干法水泥生產線憑借良好的環(huán)境條件，將有一個較快的發(fā)展。
　　

自我國第1臺“四平型”燒油SF分解爐問世以來，先后研究開發(fā)了邳縣型和新疆型700t/d預分解系統(tǒng)，并從國外引進了2000t/d和4000t/d級系統(tǒng)裝備。預熱器生產工藝也經歷了涇陽型立筒預熱器、邗江型300t/d旋風預熱器和寶山型600t/d旋風預熱器三次大規(guī)模的推廣。從規(guī)模來看，全國現(xiàn)有114條700t/d級以上的新型干法窯，平均生產能力僅達到48.2萬t，尚有460條生產能力低于700t/d級的新型干法窯(包括立筒和旋風預熱器窯)。受建設資金的限制，小型干法窯特別是小于Φ3m的干法窯多數工藝不配套，設備故障頻繁，經濟效益差。而后來大量引進的2000t/d級預分解窯，受多重因素影響，普遍投資高、達標達產困難。因而，在近10年以來新型干法生產線特別是2000t/d以上規(guī)模發(fā)展緩慢。

2　新型干法水泥生產線的低投資設計理念

　　1)設計優(yōu)化；
　　2)露天化設計；
　　3)合理降低物料庫內儲存期；
　　4)取消低利用率的設備及設施；
　　5)重視環(huán)保。
　　

低投資的設計理念，就是采用“最可靠的設備、最簡單的工藝流程和廠房”。在保證生產線的完整性、生產的連續(xù)性和可靠性的前提下，力求簡化生產工藝流程，以便于生產管理，減少生產事故點，降低投資。適當提高設備運轉率，并用引進技術國內制造的設備替代進口產品，提高設備的國產化率。工藝布置上，簡化設備廠房，減少建筑面積。在窯頭廠房、庫頂、預均化堆場等車間選擇露天布置；立磨、風機、除塵器、密封性能好的輸送設備等取消廠房或屋面；帶式輸送機通廊不設屋頂，用玻璃鋼防雨罩防雨。對各種原料、半成品和成品的儲存，在滿足正常生產要求的前提下，合理減少儲存期，如生料均化庫的儲存期由常規(guī)的3.3d減少到0.8～1.6d。取消車間內利用率較低的大型檢修設備，降低設備及土建投資。備用設備在工廠投產后視需要陸續(xù)配置，以減少一次投資。在工藝設計中合理選取設備支撐的荷載和動力系數，消除土建設計的“肥梁胖柱”。減少粉塵污染，利用工業(yè)廢渣。
　　

通過以上的低投資設計措施，新型干法水泥生產線的投資水平已經大大降低，新建2000t/d水泥生產線的投資已經由原來設計的7.5～8.5億元，降低到4億元以下。新建全線2000t/d水泥廠(含礦山)單位產品的總投資達到600～700元/t，熟料生產線(不含礦山)的單位投資達到400元/t。

3　現(xiàn)有水泥生產線改造模式的探討

　　
3.1　濕法窯的改造方向
　　

傳統(tǒng)的濕法水泥生產線的缺陷，主要表現(xiàn)在燒成熱耗高、對新標準的適應性差，受現(xiàn)有原料系統(tǒng)和投資的限制，可以保留料漿制備的濕法主體，增加料漿過濾系統(tǒng)，將燒成系統(tǒng)改造為全干法，即改造為濕磨干燒的生產工藝。如渠江水泥廠3號窯、貴陽水泥廠、雙馬水泥集團7號窯、寧夏賽馬水泥集團等，都是采用濕磨干燒工藝來將傳統(tǒng)的濕法窯改造為新型干法生產線。
　　

貴陽水泥廠1號窯為傳統(tǒng)的濕法窯，在擴建2號窯的方案選擇上，為了極大地利用現(xiàn)有的設施、減少建設投資，成都院對擴建工程的建設方案進行了比較，見表1。工廠規(guī)模為年產熟料30萬t，選擇濕法窯、濕磨干燒和新型干法窯3種方案進行技術經濟分析，從表中可以看到，采用全干法工藝由于利舊設備較少、建設投資較高；而采用濕磨干燒工藝，則兼顧了投資和生產效果兩方面的矛盾。所以，新線的建設方案采用濕磨干燒生產工藝。

　　濕法窯改造的第二種方法，是將原有的濕法料漿制備改為干法磨，將濕法窯截短，增加預分解系統(tǒng)，徹底地將濕法窯改造為新型干法窯，上海金山水泥廠的濕改干就是這種工藝的有益嘗試。將華新窯Φ3.5m×145m截短改為Φ3.5m×88m的1000t/d預熱器系統(tǒng)，由于這種改造對原有的工藝線僅僅能夠利用水泥制成和包裝系統(tǒng)，改造的投入較多，因而沒有得到有力的推廣。目前，濕法廠的改造普遍采用“干濕并存”的生產格局，即保留原有的濕法窯，異地或在原廠址另外建設新型干法生產線，國家在“八五”期間建設的2000t/d生產線基本都是采用這種模式，如重慶水泥廠、華新水泥廠等。

3.2　現(xiàn)有干法窯的改造
　　

除立筒預熱器外，尚有一批300t/d邗江型及600t/d寶山型五級旋風預熱器窯生產線，這些預熱器窯普遍存在規(guī)模小、產量低、質量不穩(wěn)定等問題，許多預熱器窯已經進行了改造為預分解窯的嘗試?，F(xiàn)有的Φ2.5m或Φ2.7m立筒預熱器，國內已有數條改造為預分解窯，涇陽型立筒窯改為預分解窯后，臺產已由6～7t/d提高到14t/d，這種改造模式已經被多個廠采納，如四川省夾江水泥廠、新疆卡子灣水泥廠等?，F(xiàn)有的600t/d寶山型五級旋風預熱器窯，紛紛列入日程進行改造，如余杭水泥廠將600t/d預熱器窯改為1000t/d預分解窯，只需改造煤粉制備、窯尾預熱器和冷卻機等設備，實現(xiàn)用較少的投入來提高產量。山東水泥廠將1號預熱器窯改造為預分解窯，產量由750t/d提高到900t/d。另外，淮海水泥廠、福建水泥廠3號窯等都是預熱器改為預分解窯系統(tǒng)的范例。青海水泥廠1號窯為國產第1條Φ4m×60m立筒預熱器生產線，原設計能力850t/d，實際只達到500～700t/d，1989年盡管進行了預熱器的改造，但是系統(tǒng)的生產能力和技術指標沒有更大的改觀，因而委托成都院對其1號窯改造為預分解窯。青海的技術改造保留窯頭、窯中建筑物，將原有的立筒預熱器拆除新增1500t/d預分解系統(tǒng)(相當于低海拔2200t/d)，完善生料制備系統(tǒng)，用較少的建設投資實現(xiàn)產量翻番。預熱器窯改為預分解窯方案見表2。

　　表3中的燒成系統(tǒng)采用成都院開發(fā)設計的CNC型旋風預熱器和CDC分解爐，旋風筒采用三心270°包角蝸殼，氣流平緩旋入筒內，單級冷態(tài)阻力低于1100Pa，熱態(tài)阻力低于750Pa，預熱器系統(tǒng)設計阻力4700Pa，具有明顯的低阻特性；旋風筒進口采用等角度變高度的切角型進口蝸殼，順應流體運行方向。C4、C5級下料口采用膨脹倉，防止氣流變向時引起二次飛揚，分離效率較高，人工捅料方便。出風口設置“脈動”風管，避免了低風速下物料短路，增強了物料的分散。CDC預分解系統(tǒng)是由CNC預熱器和CDC分解爐組成，該分解爐在大量的熱工模型實驗中得以優(yōu)化，結構合理并具有較大的容積，料氣停留時間比大，物料停留時間長，特別適合于劣質煤的燃燒。
　　

立窯改為回轉窯技術改造比較有特點的是祥云縣建材(集團)有限責任公司，該公司是由云南大理州祥云縣的清華洞、三臺坡、太鼎3家水泥廠組成的股份制企業(yè)。清華洞、三臺坡始建于1987和1983年，年產水泥10萬t、太鼎水泥廠年產水泥6萬t，1999年3廠共實現(xiàn)利潤1300萬元。1999年7月3家企業(yè)簽定“投資協(xié)議書”，共出資3000萬元，共同建設1000t/d新型干法熟料生產線，熟料運輸到3個廠進行粉磨。聯(lián)合建廠既解決了投資的不足，又使各自企業(yè)實現(xiàn)水泥質量質的突破，值得同類水泥廠借鑒。