曹中凱 劉菡子

摘 要：水泥行業(yè)是耗能很高的行業(yè)，同時(shí)也是污染物排放量較大的行業(yè)。我國正在邁入到第二個(gè)百年奮斗發(fā)展階段，高質(zhì)量發(fā)展是這一發(fā)展階段的主要目標(biāo)。對于水泥企業(yè)來說，只有依靠科技創(chuàng)新，走節(jié)能環(huán)保的道路才能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：水泥;磨粉工藝;節(jié)能技術(shù)

1水泥行業(yè)節(jié)能潛力分析

水泥行業(yè)在資源消耗方面主要是以煤炭為主，同時(shí)還包含一部分電力能源。煤炭資源在水泥行業(yè)能耗中占據(jù)了很大的比重，而生產(chǎn)中因煤炭質(zhì)量較低，產(chǎn)生的污染物排放量也較大。為了減少污染物排放，提高生產(chǎn)效率，可采用加強(qiáng)煤炭質(zhì)量管控的策略，通過對煤炭品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格篩選，保證煤炭資源符合環(huán)保節(jié)能的生產(chǎn)要求。近年來，清潔型能源在能源市場中占比越來越多，成為水泥企業(yè)煤炭燃料的重要替代物。加強(qiáng)清潔型能源的使用率，減少煤炭用量是水泥行業(yè)節(jié)能減排的有效途徑。相對于國外先進(jìn)國家，我國水泥行業(yè)節(jié)能發(fā)展起步晚，仍舊與先進(jìn)國家有差距。在保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步降低資源消耗，減少污染物排放量仍舊有很大的進(jìn)步空間。

2水泥生產(chǎn)工藝中的節(jié)能技術(shù)

2.1通過添加混合材料降低能耗

水泥生產(chǎn)工藝中在原材料中加入添加劑，改善原材料的整體性能，提高熟料研磨效率，起到節(jié)約能耗的效果。如在水泥原材料中加入冶煉生產(chǎn)的固體廢渣，以較低的成本來起到改善原材料性能的目標(biāo)。煉鐵或煉鋼生產(chǎn)中的固體廢渣本身是廢棄物，將這些固體廢棄物作為混合添加劑材料加入到水泥生產(chǎn)原料中，是一種資源高效利用的方式，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，是一種節(jié)能環(huán)保的有效方式。

2.2在水泥生產(chǎn)工藝中采用變頻技術(shù)

設(shè)備功率能耗是重要的節(jié)能管理部分。設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長，生產(chǎn)設(shè)備功率部分空耗造成的能源浪費(fèi)是很大的。水泥生產(chǎn)中用到的提升設(shè)備、風(fēng)機(jī)等可進(jìn)行變頻改造，通過在設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)，降低設(shè)備使用中的能耗，利用自動(dòng)化控制技術(shù)來提高水泥生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行精準(zhǔn)度，節(jié)約能源。

2.3在水泥生產(chǎn)中采用預(yù)磨粉技術(shù)

傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝最初的流程是球磨機(jī)磨粉，由于進(jìn)入到球磨機(jī)的原料顆粒細(xì)度不同，因此磨粉效率較低，粗粉重新進(jìn)入到球磨機(jī)進(jìn)行二次磨粉，導(dǎo)致整體磨粉的效率低，能耗高。針對這種情況，在球磨機(jī)磨粉之前增加預(yù)磨粉步驟，增設(shè)料床粉磨設(shè)備，包括立磨、輥壓機(jī)、桶輥磨等多種設(shè)備，對原料中的大顆粒進(jìn)行預(yù)磨。通過增加預(yù)磨粉步驟使磨粉環(huán)節(jié)更好地區(qū)分了粗磨和細(xì)磨，為進(jìn)入到球磨機(jī)磨粉減輕了運(yùn)行負(fù)荷，有效降低能耗，而且在增加預(yù)磨粉步驟后能夠更好地控制磨粉指標(biāo)，為保障水泥產(chǎn)品質(zhì)量奠定了前提條件。

2.4采用熱管技術(shù)

水泥生產(chǎn)工藝中的排氣系統(tǒng)中采用熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)熱量回收，節(jié)約能耗損失。應(yīng)用較多的是重力型熱管，外部是密封型的金屬管，內(nèi)部填充有水、丙酮、乙醇等介質(zhì)。重力型熱管下部熱量經(jīng)過外部的金屬管進(jìn)入到內(nèi)部填充介質(zhì)，熱管下部的液態(tài)介質(zhì)吸熱后溫度升高，當(dāng)達(dá)到揮發(fā)臨界溫度時(shí)蒸發(fā)沿著管上升。重力型熱管上部金屬管的外部有低溫冷源，用于吸收揮發(fā)介質(zhì)的熱量，使揮發(fā)介質(zhì)溫度降低，由蒸氣變成液滴，在重力作用下回到熱管下部，進(jìn)入到下一個(gè)循環(huán)過程。在管內(nèi)介質(zhì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，熱量被回收到低溫冷源中，有效減少了熱能損失。

2.5水泥生產(chǎn)中燃燒技術(shù)優(yōu)化

燃燒技術(shù)的優(yōu)劣直接影響到燃燒效率，而且對能耗高低也密切相關(guān)。采用新型的燃燒技術(shù)是提高燃燒效率，減少能耗的重要途徑。如采用雙風(fēng)道燃燒裝置，內(nèi)部不再有傳統(tǒng)燃燒裝置的內(nèi)風(fēng)道，而是以旋流裝置取代傳統(tǒng)風(fēng)道，這樣就實(shí)現(xiàn)了更好地風(fēng)向和氧量調(diào)節(jié)，工作人員可以根據(jù)窯爐內(nèi)的燃燒情況對供風(fēng)情況進(jìn)行更高效率的調(diào)整。而且雙風(fēng)道燃燒裝置中采用了環(huán)形射流的方式，這樣的方式比傳統(tǒng)射流方式大大增加了射流厚度，能夠使磨粉和風(fēng)二次風(fēng)的混合速度更均勻，對于降低火焰峰值，提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量帶來積極影響。雙風(fēng)道燃燒裝置中不再有傳統(tǒng)多風(fēng)道燃燒裝置中的內(nèi)外風(fēng)調(diào)節(jié)閥門，可以減少閥門數(shù)量，節(jié)約風(fēng)機(jī)用電能耗?；鹧嫘螤畹恼{(diào)節(jié)可聽過齒輪箱上的指示裝置來獲取信息，工作人員可以通過傳動(dòng)箱手輪進(jìn)行合理調(diào)整，更直觀方便地對火焰形狀進(jìn)行調(diào)控，保證了燃燒效率。采用雙風(fēng)道燃燒裝置可以消除傳統(tǒng)多風(fēng)道燃燒裝置運(yùn)行過程中局部溫度過高的問題，雙風(fēng)道的風(fēng)量氧量更容易實(shí)現(xiàn)合理調(diào)節(jié)，火焰分布區(qū)域更加合理，在窯爐長時(shí)間運(yùn)行過程中不僅實(shí)現(xiàn)了較好的燃燒效率，而且避免了溫度過高導(dǎo)致的能耗損失。在水泥生產(chǎn)燃燒技術(shù)中，還可以采用煤粉噴騰技術(shù)。該技術(shù)是對煤粉燃燒裝置進(jìn)行改進(jìn)，在燃燒器上安裝調(diào)節(jié)氣流裝置，促進(jìn)風(fēng)和煤粉的混合均勻度，提高風(fēng)和煤粉的混合效率，促進(jìn)煤粉燃燒更加充分。通過減少一次風(fēng)量，提高二次風(fēng)量，避免了傳統(tǒng)方式中煤粉混合不均勻，一次風(fēng)過大導(dǎo)致的煤粉落到低溫燃燒區(qū)域內(nèi)的情況。在不同煤種或煤質(zhì)混合燃燒的情況下，該技術(shù)可以使煤的燃燒效果得到有效改善。避免了煤粉不完全燃燒造成的能量損失，節(jié)約了能耗。

結(jié)語

綜上所述，水泥生產(chǎn)過程中無論在生產(chǎn)工藝方面，還是在生產(chǎn)設(shè)備方面都存在能耗損失的地方。節(jié)約能耗的技術(shù)策略需要從生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備方面入手來進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和策略優(yōu)化。同時(shí)積極了解新的設(shè)備，并結(jié)合水泥生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況靈活應(yīng)用到生產(chǎn)工藝中，使水泥生產(chǎn)向著更加自動(dòng)化、節(jié)能化、高效化的方向上發(fā)展。通過添加混合材料降低能耗、采用變頻技術(shù)、預(yù)磨粉技術(shù)、熱管技術(shù)、優(yōu)化燃燒技術(shù)以及降低主要生產(chǎn)設(shè)備的能耗，實(shí)行多管齊下，發(fā)揮出多種節(jié)能技術(shù)的綜合優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]丁攀.淺談水泥廠粉塵綜合治理[J].河北農(nóng)機(jī)，2020（12）：121+134.

[2]楊陽.某水泥生產(chǎn)企業(yè)工藝流程節(jié)能改造措施分析[J].四川水泥，2020（11）：3-4.

[3]董文松.基于水泥工業(yè)的節(jié)能環(huán)保設(shè)備研究[J].設(shè)備管理與維修，2020（16）：155-157.

[4]丁偉敏.芻議新型干法水泥生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)[J].廣東建材，2020，36（08）：44-46.

[5]包曉東.調(diào)節(jié)型靜止進(jìn)相機(jī)在水泥生產(chǎn)中的介紹及應(yīng)用[J].水泥，2020（07）：72-73.