水泥生產工藝中的節(jié)能技術探討

曹中凱 劉菡子

摘 要：水泥行業(yè)是耗能很高的行業(yè)，同時也是污染物排放量較大的行業(yè)。我國正在邁入到第二個百年奮斗發(fā)展階段，高質量發(fā)展是這一發(fā)展階段的主要目標。對于水泥企業(yè)來說，只有依靠科技創(chuàng)新，走節(jié)能環(huán)保的道路才能實現高質量發(fā)展的目標。

關鍵詞：水泥;磨粉工藝;節(jié)能技術

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)能耗中占據了很大的比重，而生產中因煤炭質量較低，產生的污染物排放量也較大。為了減少污染物排放，提高生產效率，可采用加強煤炭質量管控的策略，通過對煤炭品質進行嚴格篩選，保證煤炭資源符合環(huán)保節(jié)能的生產要求。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。相對于國外先進國家，我國水泥行業(yè)節(jié)能發(fā)展起步晚，仍舊與先進國家有差距。在保證水泥產品質量的同時，進一步降低資源消耗，減少污染物排放量仍舊有很大的進步空間。

2水泥生產工藝中的節(jié)能技術

2.1通過添加混合材料降低能耗

水泥生產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的固體廢渣，以較低的成本來起到改善原材料性能的目標。煉鐵或煉鋼生產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原料中，是一種資源高效利用的方式，實現了變廢為寶，是一種節(jié)能環(huán)保的有效方式。

2.2在水泥生產工藝中采用變頻技術

設備功率能耗是重要的節(jié)能管理部分。設備運行時間長，生產設備功率部分空耗造成的能源浪費是很大的。水泥生產中用到的提升設備、風機等可進行變頻改造，通過在設備中應用變頻技術，降低設備使用中的能耗，利用自動化控制技術來提高水泥生產設備運行精準度，節(jié)約能源。

2.3在水泥生產中采用預磨粉技術

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

2.4采用熱管技術

水泥生產工藝中的排氣系統(tǒng)中采用熱管技術實現熱量回收，節(jié)約能耗損失。應用較多的是重力型熱管，外部是密封型的金屬管，內部填充有水、丙酮、乙醇等介質。重力型熱管下部熱量經過外部的金屬管進入到內部填充介質，熱管下部的液態(tài)介質吸熱后溫度升高，當達到揮發(fā)臨界溫度時蒸發(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)介質的熱量，使揮發(fā)介質溫度降低，由蒸氣變成液滴，在重力作用下回到熱管下部，進入到下一個循環(huán)過程。在管內介質的狀態(tài)轉變過程中，熱量被回收到低溫冷源中，有效減少了熱能損失。

2.5水泥生產中燃燒技術優(yōu)化

燃燒技術的優(yōu)劣直接影響到燃燒效率，而且對能耗高低也密切相關。采用新型的燃燒技術是提高燃燒效率，減少能耗的重要途徑。如采用雙風道燃燒裝置，內部不再有傳統(tǒng)燃燒裝置的內風道，而是以旋流裝置取代傳統(tǒng)風道，這樣就實現了更好地風向和氧量調節(jié)，工作人員可以根據窯爐內的燃燒情況對供風情況進行更高效率的調整。而且雙風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，能夠使磨粉和風二次風的混合速度更均勻，對于降低火焰峰值，提高水泥產品質量帶來積極影響。雙風道燃燒裝置中不再有傳統(tǒng)多風道燃燒裝置中的內外風調節(jié)閥門，可以減少閥門數量，節(jié)約風機用電能耗。火焰形狀的調節(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箱手輪進行合理調整，更直觀方便地對火焰形狀進行調控，保證了燃燒效率。采用雙風道燃燒裝置可以消除傳統(tǒng)多風道燃燒裝置運行過程中局部溫度過高的問題，雙風道的風量氧量更容易實現合理調節(jié)，火焰分布區(qū)域更加合理，在窯爐長時間運行過程中不僅實現了較好的燃燒效率，而且避免了溫度過高導致的能耗損失。在水泥生產燃燒技術中，還可以采用煤粉噴騰技術。該技術是對煤粉燃燒裝置進行改進，在燃燒器上安裝調節(jié)氣流裝置，促進風和煤粉的混合均勻度，提高風和煤粉的混合效率，促進煤粉燃燒更加充分。通過減少一次風量，提高二次風量，避免了傳統(tǒng)方式中煤粉混合不均勻，一次風過大導致的煤粉落到低溫燃燒區(qū)域內的情況。在不同煤種或煤質混合燃燒的情況下，該技術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。

結語

綜上所述，水泥生產過程中無論在生產工藝方面，還是在生產設備方面都存在能耗損失的地方。節(jié)約能耗的技術策略需要從生產工藝和生產設備方面入手來進行技術改進和策略優(yōu)化。同時積極了解新的設備，并結合水泥生產工藝的實際情況靈活應用到生產工藝中，使水泥生產向著更加自動化、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、預磨粉技術、熱管技術、優(yōu)化燃燒技術以及降低主要生產設備的能耗，實行多管齊下，發(fā)揮出多種節(jié)能技術的綜合優(yōu)勢，實現節(jié)能降耗目標。

參考文獻

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

[2]楊陽.某水泥生產企業(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)保設備研究[J].設備管理與維修，2020（16）：155-157.

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

[5]包曉東.調節(jié)型靜止進相機在水泥生產中的介紹及應用[J].水泥，2020（07）：72-73.