中國(guó)新型干法水泥技術(shù)是怎樣煉成的?
上世紀(jì)80年代水泥技術(shù)人員設(shè)計(jì)繪圖
新中國(guó)成立后,百業(yè)待興,舉國(guó)上下都急需水泥。中央建材主管部門從1953年開始創(chuàng)建各類專業(yè)單位,包括現(xiàn)在中國(guó)建材集團(tuán)旗下的天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱天津院)、南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱南京院)、合肥水泥研究設(shè)計(jì)院(以下簡(jiǎn)稱合肥院)、成都建材設(shè)計(jì)院(以下簡(jiǎn)稱成都院)等院所前身。20世紀(jì)70年代,這些研究設(shè)計(jì)院已經(jīng)成為新中國(guó)水泥工業(yè)自主發(fā)展的基本力量。
新型干法水泥工業(yè)技術(shù)發(fā)展的攻堅(jiān)力量
新型干法水泥技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的探索者
20世紀(jì)70年代初期,中國(guó)水泥工業(yè)提出水泥熟料燒成系統(tǒng)預(yù)分解技術(shù)的設(shè)想,與當(dāng)時(shí)日本等國(guó)在提出時(shí)間上相差無幾。1972年,合肥院在山西太原水泥廠二號(hào)窯開展了預(yù)分解窯單元試驗(yàn),初步掌握了預(yù)分解窯的原理和工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。1975年,天津院圍繞國(guó)產(chǎn)化日產(chǎn)2000噸新型干法生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備大型化課題開展了系統(tǒng)性的科研攻關(guān),并于1978年基本完成了裝備設(shè)計(jì)工作。1983年,合肥院完成了我國(guó)第一臺(tái)燒煤窯外分解窯(邳縣型窯)的研制并通過國(guó)家驗(yàn)收,成果榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和國(guó)家科技攻關(guān)獎(jiǎng)。
邳縣窯外分解爐
80年代初期,國(guó)家建材局決定在江西萬年的江西水泥廠建設(shè)我國(guó)第一條國(guó)產(chǎn)化日產(chǎn)2000噸新型干法水泥生產(chǎn)線,天津院承擔(dān)了全部的裝備成套和工程設(shè)計(jì)工作。之后,天津院在國(guó)家建材局領(lǐng)導(dǎo)下,組織了日產(chǎn)2000噸大型預(yù)分解窯的國(guó)產(chǎn)化“一條龍”攻關(guān)和16項(xiàng)單機(jī)技術(shù)引進(jìn)及日產(chǎn)4000噸級(jí)生產(chǎn)線的攻關(guān)工作。
1993年,由天津院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的“中國(guó)第一線”雙陽水泥廠順利投產(chǎn),各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。1995年,國(guó)務(wù)院發(fā)展中心認(rèn)定天津院為“全國(guó)首家設(shè)計(jì)新型干法水泥生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)研究院”,并收入《中華之最榮譽(yù)大典》(1949—1995)。
與此同時(shí),國(guó)家也十分重視水泥生產(chǎn)關(guān)鍵裝備的國(guó)產(chǎn)化工作。1984年,天津院成立“立磨攻關(guān)小組”,將江蘇吳縣水泥廠國(guó)外煤磨改成生料磨投入運(yùn)行,隨后新開發(fā)的2.5m立磨在河南新鄉(xiāng)水泥廠投入運(yùn)行。1985年,天津院建立輥壓機(jī)實(shí)驗(yàn)室開展工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究,并成功開發(fā)出兩臺(tái)輥壓機(jī),在湖南望城水泥廠和東江水泥廠投入運(yùn)行。
世界上產(chǎn)量最大市場(chǎng)占有率最高的輥壓機(jī)
合肥院也積極承擔(dān)了“輥壓機(jī)”和“立式磨”的科技攻關(guān)項(xiàng)目,在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上,通過大量創(chuàng)新,形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和中國(guó)特色的“大型輥壓機(jī)”和“大型立式磨”技術(shù)和產(chǎn)品,2011年,這兩項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。其中輥壓機(jī)產(chǎn)品在2007年獲得國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒發(fā)的“中國(guó)名牌產(chǎn)品”稱號(hào)。同時(shí),天津院的篦冷機(jī)、立磨、輥壓機(jī)等產(chǎn)品在創(chuàng)新研發(fā)的基礎(chǔ)上也取得了突破性進(jìn)展,2012年,第四代行進(jìn)式冷機(jī)產(chǎn)品獲中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步類一等獎(jiǎng);2013年,國(guó)內(nèi)用于水泥生料粉磨的最大規(guī)格輥壓機(jī)投入運(yùn)行;2014年,鋼渣用立式輥磨機(jī)獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)部頒發(fā)的國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品。2017年,合肥院輥壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)獲得國(guó)家工信部確定的制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)(第一批);同年,天津院立磨生產(chǎn)企業(yè)獲得國(guó)家工信部確定的制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)(第二批)。
新型干法水泥技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、低投資的開拓者
進(jìn)入90年代,國(guó)內(nèi)的日產(chǎn)2000噸級(jí)生產(chǎn)線基本上都達(dá)到了產(chǎn)品高質(zhì)量和運(yùn)行穩(wěn)定的目標(biāo),但由于對(duì)外國(guó)設(shè)備的依賴等原因,投資成本居高不下。在國(guó)家建材局的主持下,各大院所都投入到“優(yōu)化設(shè)計(jì)、國(guó)產(chǎn)化、低投資”的研究和技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)中,連續(xù)開發(fā)出日產(chǎn)300~4000噸級(jí)新型干法生產(chǎn)示范線設(shè)計(jì)方案,基建投資從800~1000元/噸大幅度降低至300~400元/噸。
1995年,成都院設(shè)計(jì)的云南紅塔滇西水泥日產(chǎn)1000噸生產(chǎn)線被國(guó)家建材局列為達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)示范線。2002年,由南京院開發(fā)設(shè)計(jì)并成套供貨的國(guó)內(nèi)第一條全部采用國(guó)產(chǎn)化主機(jī)設(shè)備的銅陵海螺日產(chǎn)5000噸熟料示范線順利建成投產(chǎn)。同年12月,南京院承接的寧國(guó)水泥廠日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線10個(gè)月就一次投料成功,在當(dāng)時(shí)同類型生產(chǎn)線中工期最短、投資最省、質(zhì)量最優(yōu)。
2003年,天津院完成的“新型干法水泥生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備開發(fā)及工程化應(yīng)用”項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2005年,南京院完成的“水泥窯預(yù)熱、預(yù)分解系統(tǒng)集成優(yōu)化和工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2007年,由天津院和合肥院共同完成的“新型干法水泥生產(chǎn)線重大配套裝備研制和工程化應(yīng)用”項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
新型干法水泥技術(shù)綠色發(fā)展的引領(lǐng)者
20世紀(jì)90年代初,天津院在太原水泥廠3號(hào)窯技改中應(yīng)用低揮發(fā)分(12%以下)煤獲得成功;1997年,南京院設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首條采用無煙煤作燃料的引進(jìn)日產(chǎn)2000噸熟料生產(chǎn)線在福建三德水泥公司成功投產(chǎn),創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
20世紀(jì)90年代中期,天津院成功設(shè)計(jì)海螺集團(tuán)寧國(guó)水泥廠純低溫余熱電站工程后,各大研究院所開發(fā)出適用于日產(chǎn)700~5000噸規(guī)模的預(yù)分解生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電的主要設(shè)備,并得到普遍推廣和應(yīng)用。
進(jìn)入2000年,國(guó)家大力倡導(dǎo)環(huán)保理念,各大院所以廢棄物資源綜合利用積極加入環(huán)保大軍。2004年,成都建材院設(shè)計(jì)的首條壓濾法全電石渣制水泥日產(chǎn)780噸水泥生產(chǎn)線在宜賓天原集團(tuán)建成投產(chǎn);同年8月,年處理電石渣9萬噸的“濕磨干燒”新型干法水泥生產(chǎn)線在云南云維水泥廠建成投產(chǎn);2005年6月,采用全電石渣制水泥技術(shù)的日產(chǎn)1300噸宜賓天原二期項(xiàng)目順利建成投產(chǎn)。2005年8月,合肥院設(shè)計(jì)的山東淄博日產(chǎn)1200噸高摻電石渣生產(chǎn)線順利投產(chǎn)達(dá)標(biāo)。
自上世紀(jì)90年代末期開始,以天津院為首的科研院所開始探索水泥窯協(xié)同處置技術(shù)。1995年,天津院設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首個(gè)水泥窯協(xié)同處置廢棄物項(xiàng)目北京水泥廠年處理10萬噸城市工業(yè)廢棄物水泥生產(chǎn)線投入運(yùn)行。2009年,天津院設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首個(gè)水泥窯協(xié)同處置污泥項(xiàng)目廣州越堡水泥公司日處理500噸污泥水泥生產(chǎn)線投入運(yùn)行。2013年,南京院溧陽利用水泥窯無害化處置450t/d城市生活垃圾示范線項(xiàng)目建成投運(yùn)。2016年,由成都院采用完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水泥窯協(xié)同處置核心技術(shù)裝備SPF預(yù)燃爐在武安新峰項(xiàng)目投入示范運(yùn)行。
中國(guó)水泥技術(shù)“走出去”的中堅(jiān)力量
90年代,天津院在國(guó)家部委的組織下開始探索“走出去”。1996年5月,由天津院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)調(diào)試的馬來西亞沙撈越水泥熟料廠成功點(diǎn)火,這是我國(guó)向國(guó)外出口的第一座日產(chǎn)2000噸現(xiàn)代化水泥熟料廠。隨后,天津院在文萊設(shè)計(jì)供貨的AWT粉磨站項(xiàng)目投入運(yùn)行。
2001年,合肥院通過承接巴基斯坦Lucky公司“油改煤”項(xiàng)目進(jìn)入該國(guó)市場(chǎng)。2002年,中材國(guó)際開始了第一個(gè)由中國(guó)企業(yè)承建的境外水泥EPC項(xiàng)目——多米尼加DOMICEM水泥廠。
多米尼加DOMICEM水泥廠
2005年,南京院完成中國(guó)水泥行業(yè)在海外第一個(gè)日產(chǎn)5000噸水泥工程總承包項(xiàng)目、第一條主要采用SINOMA裝備、由中國(guó)人設(shè)計(jì)(天津院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并提供部分主機(jī)設(shè)備)并擔(dān)任工程總承包商且采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收的水泥工程項(xiàng)目——越南福山日產(chǎn)5000噸項(xiàng)目(榮獲境外工程魯班獎(jiǎng))。
南京院總包的沙特SCC2條日產(chǎn)萬噸水泥項(xiàng)目
2008年,南京院與尼日利亞Dangote集團(tuán)在北京釣魚臺(tái)國(guó)賓館簽訂了7條日產(chǎn)6000噸新型干法水泥生產(chǎn)線總承包合同,以18億美元的合同總額創(chuàng)世界水泥工業(yè)投資額之最。
成都院總包的埃及GOE6條日產(chǎn)6000噸水泥項(xiàng)目
2018年,成都院總包竣工的埃及GOEBeniSuef6條日產(chǎn)6000噸項(xiàng)目樹立了“中國(guó)速度、中國(guó)技術(shù)、中國(guó)制造、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)質(zhì)量”的典范,入選中國(guó)國(guó)家博物館“偉大的變革——慶祝改革開放40周年大型展覽”。
合肥院總包的印度尼西亞日產(chǎn)5000噸水泥項(xiàng)目
到2018年年底,中國(guó)建材集團(tuán)已完成和正在建設(shè)的國(guó)外水泥生產(chǎn)線240多條,項(xiàng)目遍布?xì)W洲、美洲、亞洲、非洲等近80個(gè)國(guó)家和地區(qū),國(guó)際市場(chǎng)份額連續(xù)十一年居全球首位,被國(guó)務(wù)院國(guó)資委譽(yù)為“中央企業(yè)‘走出去’典范”。
中國(guó)水泥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的骨干力量
當(dāng)今世界,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起。2009年,天津院將BIM三維設(shè)計(jì)應(yīng)用于越南同林項(xiàng)目;2011年,曲陽金隅水泥廠三維模型設(shè)計(jì)榮獲中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)BIM大賽一等獎(jiǎng);2012年,三維膠帶機(jī)設(shè)計(jì)軟件榮獲第七次建材行業(yè)優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件一等獎(jiǎng);2017年,天津院BIM管理系統(tǒng)正式上線;2018年,長(zhǎng)興南方VR信息化展示平臺(tái)正式投入運(yùn)營(yíng),標(biāo)志著水泥工業(yè)進(jìn)入了全新的數(shù)字化、智能化時(shí)代。
南京院在全流程智能控制、BIM及數(shù)字化工廠、三維數(shù)字化遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)等方面開展了相關(guān)的研發(fā)工作,擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利的軟硬件產(chǎn)品,目前已在多個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
2019年,合肥院沙特北方地區(qū)白水泥生產(chǎn)線BIM設(shè)計(jì)獲全國(guó)第十屆“創(chuàng)新杯”建筑信息模型(BIM)應(yīng)用大賽工業(yè)建筑類BIM應(yīng)用第一名。
未來,中國(guó)建材集團(tuán)工程板塊企業(yè)將向客戶提供無人值守的數(shù)字化、智能化工廠,以系統(tǒng)解決方案和集成創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全過程的數(shù)字化管理,全面實(shí)現(xiàn)管理與業(yè)務(wù)的信息化。
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