浅析水泥生产工艺节能技术
摘要：科学经济的飞速发展，促使我国城市化建设的步伐加快，建筑行业得到的很好的发展，同时带动了相关产业的进一步发展，其中水泥生产行业的发展势头比较强劲。随着新时代对环境的要求，水泥生产行业也在节能技术方面进行了研究和改进。
关键词：节能环保；低投资；新型水泥生产工艺；技术改造
前言
水泥是建筑行业中使用最为普遍的一种建筑材料，通过水泥制成的混凝土由于具有较多的优点，因此成为建筑行业必不可少的材料，进而也使得水泥的重要性进一步提高。
1水泥行业节能潜力分析
水泥行业的能源消耗以电力和煤炭为主，占水泥生产直接成本的2/3以上，我国水泥工业主要以燃煤为主。回转窑大部分使用烟煤，立窑使用无烟煤，对燃煤的质量有一定的性能指标要求。近年来随着技术进步，低挥发分煤和无烟煤均可用于回转窑水泥熟料煅烧生产。在节能环保政策的推动下，各种废弃物替代燃料正悄然兴起。
随着我国水泥工业的快速发展，水泥的综合能耗指标也在逐年下降，但与发达国家的先进指标相比仍有不小相差。以产量4000t/d及以上水泥生产线为例，根据中国水泥协会统计的数据，水泥综合能耗国内先进水平为91kgce/t，全国平均水平为97.5kgce/t，而国际先进水平为87.5kgce/t，差距明显。我国水泥企业如果通过采用有效的节能技术和提高管理水平，综合能耗达到或接近世界先进水平，以2009年16.46亿t水泥产量、综合能耗下降4kgce/t计，则年可节约658.4万t标煤。
2传统工艺与现代新型水泥生产工艺的技术创新对比
随着经济的发展，资源有限，生态环境急剧恶化这些问题的出现都使得企业在发展的过程中必须要考虑的问题，面对资源问题和环境问题，要提高效益节省投资，企业的发展就要开拓新的视野发展新的思路。传统的水泥生产企业在发展过程中由于受到技术和设备的限制加之陈旧的管理经验，企业的发展依旧采用高投资，高风险的粗放型经营模式这就使得水泥企业在生产过程中出现污染环境，浪费资源的现象。新型的现代水泥立窑生产工艺为了适应社会经济发展的需要通过技术创新实现了低投入高回报的企业目标。首先在原料的均化技术与传统的技术相比就有较大的提升，传统水泥原材料要实现材料的均化只能依赖于原料的配料阶段进行原料的均化，或是利用危机配料来完成材料的均化处理，但是由于设备的限制，微机设施只能满足材料在计量上的准确性，而无法实现材料的均化。
传统的水泥生产技术中立窑技术之所以落后的原因很多是由于受到了工艺优化措施实施比较晚，执行的不够彻底导致的。实际上立窑工艺是一个要求非常高的工业，例如工艺过程对威份的要求非常精确，多个威份的要求都有很小的限值，如果达不到要求指标，就无法生产优质水泥。大量实践说明只有精确配比，稳定的工艺，才能优质高产。因而工艺过程的优化设计应系统考虑：当地资源，当地条件。产品质量、产量达标、设备配套、环保收尘，自动化等等一系列的工艺问题。套一套图纸的做法是不可取的。应改变思路，全新应用一些措施，使工艺优化。
3节能技术应用
3.1预粉磨技术
预粉磨是指在球磨前增设一台料床粉磨设备，使原来球磨系统可以大幅度增产节能的措施。料床粉磨是区别于单颗粒破碎而言的，典型的料床粉磨设备有辊式磨、辊压机和筒辊磨。这三种料床粉磨设备均可用于预粉磨，但辊压机用得较多。辊压机预粉磨是区别于终粉磨以外的总称，实际上可分为循环预粉磨、混合粉磨、部分终粉磨和联合粉磨等流程。常用的流程是循环预粉磨和联合粉磨。在预粉磨技术中，循环预粉磨流程简单，但节电效果显著，单耗能降低7%～11%；联合粉磨流程较复杂，对于水泥磨可降低系统电耗约11%～19%。
目前，部分企业应用了此项技术，节能效果明显。例如，天津某水泥有限公司二号生产线水泥粉磨采用辊压机联合粉磨系统，辊压机型号为TRP140/140，电机功率为2×800KW，带V型选粉机和循环风机，球磨机规格为φ4.2m×13m，主电机功率为3150KW，配N-3500高效选粉机。粉磨P.O42.5水泥至3650cm2/g时系统产量为155t/h，单位水泥电耗为32.8KW·h/t。该公司一号生产线采用球磨机规格为φ3.8m×13m，主电机功率为2500KW的球磨机圈流系统，配N-1500高效选粉机，粉磨P.O42.5水泥至3810cm2/g时，系统产量为61t/h，系统电耗为42.3KW·h/t，如换算到相同标准时，联合粉磨系统可节电7KW·h/t。
3.2水泥助磨剂技术
水泥助磨剂是一种表面活性较高的化学物质，可吸附在水泥颗粒表面上，可降低物料颗粒表面自由能，防止细颗粒的再聚合，从而降低粉磨阻力，提高细粉颗粒的分散度，使颗粒易碎性得到提高。加入适量助磨剂可提高磨机台时产量10%～25%，降低粉磨电耗25%左右，同时可降低过粉磨现象、优化水泥颗粒级配、提高水泥颗粒圆度系数，还可提高水泥强度3～5MPa，达到提高混合材掺加量的目的。
目前北美地区水泥添加剂使用率比例达到85%，全球平均比例约为60%，而我国仅为20%左右。2009年我国水泥产量为16.5亿t，若助磨剂的使用率由目前的20%提高到世界平均水平的60%，每年可实现节电21.8亿KW·h，相当于年节省78.5万t标煤。
3.3余热利用技术
目前国内水泥行业最先进的生产线上其窑头和窑尾的废气除满足原料和燃料的烘干外，主要用于余热发电，在北方地区还可采用余热发电和采暖联合的方式进行利用。该利用技术节能效果及经济效益明显，例如某水泥企业5500t/d级水泥生产线，设计熟料生产能力为5500t/d，实际生产能力为5800t/d，配套余热发电装置后，年发电量达6661万KW·h，企业每年可以少购电6584万KW·h。
对于该项余热利用技术，北方地区除可用于余热发电外，还可以进一步利用余热锅炉的出口废气和冷却机的出口废气用于厂房和车间办公室的采暖。窑头AQC余热锅炉排出的废气温度约100℃，它与冷却机尾排出的160～170℃废气混合进入窑头收尘器，混合后的废气温度约为130～150℃，经过除尘后的废气温度约为120～130℃进入窑头风机对外排放，因此在北方完全可以利用这部分低温废气用于采暖。对于生产能力达2500t/d和5500t/d的回转窑供热面积可达到11000m2和22000m2。
3.4低投资技术
水泥工艺投资具有显著的技术经济学价值，它是当代技术发展与社会主义市场经济发展密切结合的产物。新型干法在我国推广难度大的主要原因就是投资太高虽然技术先进，但投资高建成后几乎没有经济效益立窑企业若要有较好的经济效益仍然要重视工艺的低投资问题。我们研究的节能的、环保的新型现代现代立窑工艺与低投资不矛盾，可以这样说，节能的环保的现代化工艺就是好的低投资工艺。我们研制的“无底库技术”、“原料布料式均化库”“双均化生料库”等20项低投资技术措施，以能生产优质水泥为前提，达到先进的技术指标为准则，节能环保为目的，可大幅度降低生产线投资及生产费用。每吨水泥投资在55～85元（不同地方有不同的造价）。
4结语
近几年虽然我国的水泥生产技术装备水平已经达到世界一流，但在节能技术应用和管理方面与先进国家相比还有一定差距。企业的发展要改变传统的观念，引进先进的技术和设备同时加强管理实现企业经济效益的最大化。新型现代立窑水泥生产工艺正是解决了当前企业发展面临的相关问题，能够在较小的投资情况下实现经济效益的显著提高，产品符合国家的相关要求。新型现代立窑水泥生产工艺将成为未来水泥生产工艺的主导力量，推动我国水泥制造水平进一步提升。
参考文献：
[1]李海霞.水泥建材行业成本管理探讨[J].当代经济，2011（20）
[2]姜子刚，赵旭东.能源管理师培训教材（上）节能技术[M].北京：中国标准出版社，2013