摘要：我国近几年经济发展迅速，建筑行业的发展势头也不容小觑，相应地，建筑材料的需求也是日益增加。其中，水泥作为主要材料之一，我国近几年来也加大了水泥的生产量。但是，水泥产业是一个高耗能高污染的产业，为了在市场上占有竞争力，减少水泥产业的能源消耗，是水泥产业面临的严峻的问题。本文从水泥产业的现状出发，探讨水泥厂在工艺设计中的节能技术和在日常生产时的节能措施。
关键词：水泥厂；节能工艺技术设计；节能措施
一、水泥产业的现状
我国目前新型预分解水泥生产技术已基本达到高效节能的先进水平，新型干法水泥窑烧成系统节能技术、粉磨系统节能技术、废弃物的处置和利用以及高效纯低温余热发电等技术的研究开发，使这项传统意义上的高能耗产业成为资源综合利用、节能环保、利用废渣的重要产业。
二、新型干法水泥生产线的节能技术
从设计的角度来看,新型干法水泥生产线的节能技术主要包括烧成系统节能技术、粉磨系统节能技术、废弃物的处置和利用以及高效纯低温余热发电技术等。
烧成系统节能技术，通过建立单级和多级粉体悬浮热交换器热力学理论模型和分解炉系统热稳定性理论模型，建立全系统的热效率模型，系统研究悬浮预热器和分解炉的热效率及其影响因素、悬浮预热器系统特性组合流程、流场、温度场、依度场的合理分布和碳酸盐分解及固液相反应动力学特性，并在此理论成果的指导下，开发出新型干法水泥熟料生产技术装备。
粉磨系统节能技术，粉磨系统按粉磨方式的不同，可分为开流系统和圈流系统。在粉磨过程中，物料一次通过磨机后即为成品的称为开流。当物料出磨后经过分选，细粒部分作为成品，粗粒部分返回磨内进行再次粉磨的称为圈流。 开流系统的优点：流程简单，设备少，投资省，操作简便。其缺点是粉碎效率低，单位电耗高。 圈流系统的优点：可以大大减少过粉磨，使磨机产量提高，电耗降低，同时产品粒度均匀，成品细度可用调节分级设备进行参数的方法来改变，其缺点是流程复杂，投资较大。
水泥窑协同处置废弃物，一方面可大量消纳废弃物，实现废弃物的稳定化、规模化及无害化处置，减轻社会环境负担；另一方面可最大限度地综合利用废弃物的剩余热值及资源价值，提升节能降耗水平，减少对不可再生资源的消耗，可大大减轻社会的环境负荷和对环境的破坏；同时，通过发挥水泥生产与废弃物处置的协同效应，有效降低产品生产成本及废弃物处置成本，有利于企业经济效益及社会资源综合利用效率的提升，有利于实现资源再利用和经济可持续发展。
纯低温余热发电技术，该技术与普通余热发电的区别有三方面。①该技术在安全性方面采用PID控制回路作用于气动调节阀实现自动调节，响应速度快，调节精度高，抗干扰能力强；自行开发的DCS集散控制系统，实现过程和逻辑控制，设置完善的报警和保护程序，确保系统安全稳定运行；当水泥窑工况波动时，闪蒸热力系统通过自动调整锅炉给水流量，避免热力系统“汽塞”事故发生。②该技术采用闪蒸热力系统，对水泥窑不稳定废气资源的适应性强，当窑工艺状况波动时，可最大限度的回收余热；采用高效余热锅炉，针对水泥余热资源的特点，合理设计，换热效率高；采用高效汽轮机，通流部分全三维优化设计，提高汽轮机内效率。③在环保性方面，通过对主蒸汽完全旁路设计，不对外损失排放，节约水资源，降低噪音；锅炉水、化学水有组织达标排放；对噪音的控制措施：锅炉汽包、主蒸汽管道排空处均设置消音器。
工业废渣综合利用，随着对环境问题认识的深化和废弃利用技术水平的提高,国内水泥生产中对粉煤灰，炼铁高炉矿渣的综合利用取得了良好的效果既节约了能源利用了废渣,还可有效地调节水泥品种、改善水泥性能,经济效果和社会效益显著。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国传统水泥粉磨工艺，采用熟料混合材和粉磨，由于熟料，矿渣的易磨性不同,当熟料的比表面积磨到320～340m2/kg时,矿渣粉的比表面积在250～300m2/kg左右，矿渣活性没有发挥,混合材惨量少,不超过30%,熟料消耗量大经济效益不理想。矿渣微粉技术,利用矿渣微粉在高细状态下活性好可作为水泥主要组分的特点,采用熟料.矿渣分别粉磨工艺,高产高细矿渣麼采用独特的磨内结构，磨机产量高、能耗低.通过复合配置水泥,矿渣微粉的参入量可达50%～60%,吨水泥生产成本降低20～30元，经济效益十分显著。
三、日常生产时的节能措施
（一）积极推广新技术和新设备
一方面，在日常的水泥生产作业中，使用的电力设备占绝大多数，老旧的电力设备会有一定程度上的电能损耗，为了提高电能的利用率，要积极引进先进的电力设备，尤其在使用率较高，电能负荷较大的电力设备，更要使用新型的电力设备。另一方面，水泥生产技术的不足也会加大电能的消耗。当前较为先进的水泥生产技术有余热发电、节能磨粉技术和变频节能技术，这些先进的技术都能在一定程度上提高电能的利用率，节约用电。所以，水泥厂的管理工作者要意识到先进的技术创造生产力，要定期组织水泥生产工人定期接受培训，学习先进的生产工艺和技术，降低水泥的电能损耗，为水泥厂创造更大的经济效益，为国家节约更多的资源。
（二）制定合理的生产线能耗指标
一些水泥厂虽然有先进的设备，但是水泥生产工艺和流程不合理，造成了水泥生产能耗指标过高，影响水泥厂的经济效益和利润。水泥厂应充分发挥先进设备和技术的优势，合理调整和优化生产工艺和流程，定期对生产工艺和流程进行反思，不断改善生产工艺。制定合理的能耗指标，对电力设备和生产设备按时维修和保养，避免因设备老化而造成不必要的电能损耗。能耗指标一旦超出预期，要尽快找出原因，想出办法解决。水泥厂管理人员要加强对员工的管理，定期宣传节能好处，提高员工整体素养，养成良好的节约习惯，实现企业节能创造高效益的目标。
（三）水泥行业富氧燃料节能减排技术应用
采用富氧燃烧或全氧燃烧技术,不仅节省燃料,减少废气及有害气体的产生量,而且可以使产量提高,窑炉炉龄延长,且降低成本。
富氧燃烧缩短燃料究全燃烧所满的时间增加空气中氧气的浓度，如氧的浓度提高到25% ,则煤粉的燃饶时间可大大绪短。富氧燃烧提高了窑内气流对物料的辐射传热速率。在水泥回转窑内火焰向物料传热的主要方式是辐射传热.而窑内气流对物料的辐射传热速率又主要取决于气流的温度和火焰的黑度,两者越高,辐射传熱量越多，富氧燃烧能达此目的。由于空气中氧气浓度的提高,相应可减少空气量,使得进燃烧时的氮下降,火焰的总体积下降(即火焰的体积流量下降)。在燃料的加人量不变的情况下,火焰的温度相应提高,提高的程度主要取决于空气中氧气的浓度。
四、结语
通过以上的论述发现，对于水泥厂的节能工作，我们需要做的还有很多。首先从设计的源头就必须要做到是节能的，在满足生产条件的前提下，尽可能做到低耗能。不断对现在的生产工艺和流程进行分析和研究，在现在的基础之上，不断地探索、学习国外先进的生产工艺。只有切实降低了水泥厂的用电量，提升了电能利用率，我国的水泥厂才能在竞争激烈的环境中生存下来，获得更大的利润和效益，谋求更长远的发展。
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论文作者:秦磊 杨会峰
论文发表刊物:《城镇建设》2019年15期
论文发表时间:2019/11/1
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