[原創(chuàng)]水泥節(jié)能減排解“題”思路:從粉磨工藝創(chuàng)新升級入手
從“立磨國產(chǎn)化-粉磨無球化-輥壓機生料終粉磨-水泥粉磨多級分選-提升系統(tǒng)節(jié)能最大化”,由中國水泥網(wǎng)主辦的國際粉磨峰會見證著水泥粉磨系統(tǒng)新工藝、新技術(shù)、新裝備的誕生與完善。近日,“2014第七屆國際粉磨峰會”在南京成功召開,業(yè)內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)、資深學(xué)者、專家共聚一堂,圍繞“粉磨工藝的精益求精”主題展開學(xué)術(shù)交流和分享。
隨著我國節(jié)能減排戰(zhàn)略計劃的實施,對水泥工業(yè)提出了更高的要求。2013年10月1日,新版《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》正式開始實施,首次增加了生料制備工段電耗、水泥制備工段電耗等分步能耗指標(biāo),能耗指標(biāo)更為細(xì)化。
另據(jù)了解,工信部仍在加緊進一步制修訂單位產(chǎn)品能源消耗限額標(biāo)準(zhǔn),探索以強制性能耗限額標(biāo)準(zhǔn)促進落后產(chǎn)能和過剩產(chǎn)能退出的思路和措施,這也預(yù)示著未來水泥能耗指標(biāo)將趨于更為嚴(yán)苛和精細(xì)化。
審題:水泥行業(yè)節(jié)能減排需“伏虎”
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,我國水泥廠每生產(chǎn)1噸水泥需要粉磨30種以上各種物料,而粉磨電耗約占水泥生產(chǎn)總電耗的65%—70%,粉磨成本占生產(chǎn)總成本的35%左右,粉磨系統(tǒng)維修量占全廠設(shè)備維修量的60‰因此,粉磨對水泥生產(chǎn)企業(yè)的效益影響極大。
作為水泥電耗主要消耗環(huán)節(jié),有水泥生產(chǎn)“電老虎”之稱的粉磨,一直是各水泥生產(chǎn)企業(yè)和粉磨設(shè)備企業(yè)不斷挑戰(zhàn)節(jié)能降耗新高度的領(lǐng)域,而如今,隨著環(huán)境問題的日益尖銳,水泥工業(yè)的節(jié)能減排工作已經(jīng)刻不容緩。開展水泥生產(chǎn)粉磨技術(shù)、降低粉磨能耗研究工作,則是實施水泥工業(yè)節(jié)能的重要工作之一。
江蘇省建材行業(yè)協(xié)會會長聶長蘭介紹,近幾年,我國水泥工業(yè)在水泥粉磨工藝、裝備技術(shù)研究和開發(fā)方面都取得了較大成績。輥壓機+管磨、簡易立磨+管磨、立磨終粉磨等水泥粉磨工藝及裝備的研究和推廣應(yīng)用,為推動降低水泥粉磨能耗產(chǎn)生了積極作用。
江西亞東水泥公司就經(jīng)過實驗室論證,自行設(shè)計開發(fā)分磨生產(chǎn)流程,針對硬質(zhì)砂巖采用單獨粉磨,控制合理細(xì)度,砂巖中粗顆粒石英硅對熟料煅燒影響變小,旋窯熟料產(chǎn)量和品質(zhì)得到提高,每年產(chǎn)生經(jīng)濟效益1400余萬元。
公司新建的兩條6000t/d短窯生產(chǎn)線也于2013年9月底及2014年元月底分別投產(chǎn),采用更為優(yōu)化的分磨工藝,旋窯產(chǎn)量提升至7200t/d。目前仍在逐步提高生料磨產(chǎn)量,期望通過分磨工藝改善生料易燒性,將兩條生產(chǎn)線的熟料產(chǎn)量提高至7500t/d。
探求:粉磨系統(tǒng)仍有較大突破潛力
隨著預(yù)分解窯發(fā)展日趨完善,熟料生產(chǎn)熱耗大幅度降低,水泥生產(chǎn)綜合電耗卻長期居高不下。因此,水泥粉磨技術(shù)創(chuàng)新,對于提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源消耗、降低水泥成本,使新型干法水泥生產(chǎn)更具經(jīng)濟競爭力而言,意義重大。
在當(dāng)前更高要求的節(jié)能減排趨勢下,合肥水泥研究設(shè)計院粉體所總工程師熊焰來介紹,水泥行業(yè)粉磨的新趨勢包括更多地用料層粉碎替代球磨;更多地面向下游的工序及下游市場;更好地節(jié)能降耗;更多的利用廢棄物,并進行系統(tǒng)服務(wù)承包。
上述要求在中國水泥網(wǎng)高級顧問鄒偉斌教授列舉的水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)優(yōu)秀案例中可窺一二:無磨前物料預(yù)處理工藝的普通開路磨及一級閉路磨,入磨物料粒徑分布較寬、完全依賴管磨機粗碎與細(xì)磨,一倉平均球徑較大,系統(tǒng)粉磨效率低、電耗高;而水泥聯(lián)合(半終)粉磨系統(tǒng)入磨物料經(jīng)過預(yù)粉磨及分級,同時具備“粒度效應(yīng)”(物料顆粒細(xì)而均齊、顆粒分布較窄)、“裂紋效應(yīng)”(易磨性顯著改善),粉磨效率大幅提高,粉磨電耗明顯降低。
鄒教授同時強調(diào),水泥企業(yè)應(yīng)重視粉磨技術(shù)研究,并提出“系統(tǒng)節(jié)能是硬道理”,即對傳統(tǒng)粉磨理論的繼承、創(chuàng)新與發(fā)展;根據(jù)實際工藝狀況,對粉磨系統(tǒng)的不斷總結(jié)及持續(xù)改進與提高、加快技術(shù)進步。具體體現(xiàn)在以工序能耗指標(biāo)評價粉磨系統(tǒng)優(yōu)劣、以工作性能指標(biāo)評價水泥實物質(zhì)量(面對混凝土行業(yè)用戶需求)、以高效運轉(zhuǎn)率評價粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定性和選用高性價比裝備獲得較低的維護成本。
優(yōu)化粉磨系統(tǒng),提高磨機臺時產(chǎn)量意味著可以達到提高規(guī)模效益、提高生產(chǎn)效率、降低綜合成本的目的;并在不改變水泥性能的前提下增加混合材摻量,從而提高水泥企業(yè)的經(jīng)濟效益。在國家重點支持粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗減排的技術(shù)改造背景下,粉磨系統(tǒng)節(jié)能潛力仍有突破空間。
思考:粉磨系統(tǒng)節(jié)能改造應(yīng)多管齊下
水泥行業(yè)粉磨技術(shù)發(fā)展至今,成績有目共睹,從粒徑約為50mm減至粒徑約為10μm范圍之內(nèi),水泥行業(yè)持續(xù)進行著不懈努力。作為粉磨技術(shù)裝備發(fā)展“先鋒”,水泥行業(yè)在粉磨技術(shù)裝備的進步上責(zé)任重大,且前路漫漫,粉磨系統(tǒng)的節(jié)能降耗也將是業(yè)內(nèi)的一個長期課題。
合肥水泥研究設(shè)計院副院長包瑋就在會上強調(diào),中國的技術(shù)裝備沒有自主知識產(chǎn)權(quán)是難以“走出去”的,我國的水泥粉磨技術(shù)該如何發(fā)展,是本屆粉磨峰會應(yīng)當(dāng)思考的一個主要問題。在與會專家看來,對于粉磨系統(tǒng)的研究還應(yīng)不僅局限于系統(tǒng)本身的能耗,需進行多方因素的綜合考量。
如何低碳節(jié)能?通過粉磨系統(tǒng)改進降低熟料比例
談及水泥粉磨的目標(biāo)值和影響因素,包瑋認(rèn)為,優(yōu)質(zhì)水泥產(chǎn)品能夠配制出高強度和耐久性好的混凝土,而合理較低的生產(chǎn)成本則是采用較低熟料含量生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)水泥產(chǎn)品。
業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為,能源效率主要是由設(shè)備及所用技術(shù)所決定,但水泥生產(chǎn)的能源需求在很大程度上主要由產(chǎn)品性能所決定,而產(chǎn)品性能又由市場需求及除熟料以外的水泥成分(如礦渣和粉煤灰等)決定。在混凝土中使用水泥也需考慮混凝土標(biāo)準(zhǔn)(水泥性能及在混凝土中的使用量)和水泥標(biāo)準(zhǔn)。進一步降低水泥生產(chǎn)的能源需求(包括降低生產(chǎn)成本),需要考慮在整個工藝鏈中混凝土的技術(shù)以及建筑本身。
因此,企業(yè)應(yīng)該從根本上進行節(jié)能降耗,而非單純追求煤耗電耗的降低。并應(yīng)選擇合適的粉磨工藝,探討合適的解決方案。在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的宗旨不變的前提下,根據(jù)原材料和市場情況,不排斥任何一種粉磨方式,可根據(jù)實際情況選擇合適粉磨工藝,探討完整的解決方案。
對混凝土性能的影響是水泥粉磨系統(tǒng)改造的關(guān)鍵
天瑞水泥集團有限公司總工程師賈華平介紹,當(dāng)前部分廠家在積極推行半終粉磨系統(tǒng),將輥壓機閉路系統(tǒng)收集的部分細(xì)粉直接加入成品中,據(jù)說一是能增加產(chǎn)量降低電耗,二是能改善水泥的顆粒級配,拓寬水泥粒度的分布范圍,降低水泥的需水量。
而所謂半終粉磨,就是將一部分未加整形的水泥顆粒直接加入了水泥成品之中,提高了系統(tǒng)的選粉效率,提高產(chǎn)量和降低電耗毋容置疑。但水泥需水量既取決于顆粒級配,又取決于顆粒形狀;級配的拓寬能降低需水量,但顆粒的異化又能增加需水量。實踐證明,半終粉磨系統(tǒng)的水泥其需水量是增加的。
所用水泥的需水量關(guān)系到混凝土企業(yè)的利益,勢必影響到水泥企業(yè)的產(chǎn)品競爭力。多數(shù)水泥企業(yè)已經(jīng)注意到這一問題,一般將水泥需水量控制在了24~26%之間;也有一些企業(yè)給予了高度關(guān)注,已經(jīng)把降低水泥需水量,作為提高產(chǎn)品競爭力的措施。
但這并不表示半終粉磨系統(tǒng)一無是處,反倒可以說是精細(xì)化管理的一項成果。半終粉磨雖具有水泥需水量高的缺點,但對提高粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量和降低電耗確有實效。任何性能的提高都伴隨著針對性提高和適應(yīng)性下降,只要能用其所長避其所短,半終粉磨還是能有所作為。
水泥粉磨需利用更多工業(yè)廢渣實現(xiàn)節(jié)能減排
為實現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo),國家發(fā)改委出臺多項舉措,按時保質(zhì)實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),也是破解資源環(huán)境約束、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。規(guī)劃提出了包括單位GDP能耗、二氧化碳排放強度、氮氧化物排放總量等在內(nèi)的6項節(jié)能減排的約束性指標(biāo),使得建材行業(yè)節(jié)能減排工作迫在眉睫。
在資源日益緊張的局勢下,眾多水泥專家通過研究紛紛提出,常見的礦渣經(jīng)磨細(xì)后,能夠成為水泥的活性混合材料。礦渣粉磨成水泥混合料,無論是對于鋼鐵廠,還是水泥廠都是不可多得的低成本、多元化發(fā)展的首選。既然未來可能無法粉磨32.5復(fù)合水泥,那轉(zhuǎn)磨礦渣、粉煤灰、火山灰也不失為一條出路。
湖北大學(xué)天沭新能源材料工業(yè)研究設(shè)計院院長、教授田鍵介紹的“綠色生態(tài)工業(yè)固體廢棄物與水泥共性集成粉磨關(guān)鍵技術(shù)”,其誕生便源于國家和建材行業(yè)的節(jié)能減排要求,具有低能耗、低污染、低資源消耗;實現(xiàn)工業(yè)固體廢棄物減量化、資源化、高附加值再利用;實現(xiàn)一磨多用,既可粉磨礦渣、鋼渣、合金渣、銅尾礦等工業(yè)固體廢棄物,又能粉磨水泥等特點。
放眼未來,水泥工業(yè)發(fā)展將圍繞以“潔凈生產(chǎn)、節(jié)能減排”為中心,開展各項技術(shù)創(chuàng)新工作,包括高效節(jié)能粉磨設(shè)備與新工藝的研發(fā)與應(yīng)用、降低粉磨系統(tǒng)電耗等,任重而道遠(yuǎn)。
編輯:余樂樂
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