[原創(chuàng)]水泥節(jié)能減排解“題”思路：從粉磨工藝創(chuàng)新升級(jí)入手

從“立磨國(guó)產(chǎn)化-粉磨無(wú)球化-輥壓機(jī)生料終粉磨-水泥粉磨多級(jí)分選-提升系統(tǒng)節(jié)能最大化”，由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的國(guó)際粉磨峰會(huì)見(jiàn)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(guó)際粉磨峰會(huì)”在南京成功召開(kāi)，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(kāi)學(xué)術(shù)交流和分享。

隨著我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)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(kāi)始實(shí)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?yè)?jù)了解，工信部仍在加緊進(jìn)一步制修訂單位產(chǎn)品能源消耗限額標(biāo)準(zhǔn)，探索以強(qiáng)制性能耗限額標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)落后產(chǎn)能和過(guò)剩產(chǎn)能退出的思路和措施，這也預(yù)示著未來(lái)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(jì)，我國(guó)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(duì)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(wèn)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(kāi)展水泥生產(chǎn)粉磨技術(shù)、降低粉磨能耗研究工作，則是實(shí)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(huì)會(huì)長(zhǎng)聶長(zhǎng)蘭介紹，近幾年，我國(guó)水泥工業(yè)在水泥粉磨工藝、裝備技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)方面都取得了較大成績(jī)。輥壓機(jī)+管磨、簡(jiǎn)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(dòng)降低水泥粉磨能耗產(chǎn)生了積極作用。

江西亞?wèn)|水泥公司就經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室論證，自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)分磨生產(chǎn)流程，針對(duì)硬質(zhì)砂巖采用單獨(dú)粉磨，控制合理細(xì)度，砂巖中粗顆粒石英硅對(duì)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(jì)效益1400余萬(wàn)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(guò)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(zhǎng)期居高不下。因此，水泥粉磨技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)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(jì)競(jìng)爭(zhēng)力而言，意義重大。

在當(dāng)前更高要求的節(jié)能減排趨勢(shì)下，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院粉體所總工程師熊焰來(lái)介紹，水泥行業(yè)粉磨的新趨勢(shì)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(chǎng)；更好地節(jié)能降耗；更多的利用廢棄物，并進(jìn)行系統(tǒng)服務(wù)承包。

上述要求在中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)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(wú)磨前物料預(yù)處理工藝的普通開(kāi)路磨及一級(jí)閉路磨，入磨物料粒徑分布較寬、完全依賴管磨機(jī)粗碎與細(xì)磨，一倉(cāng)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(guò)預(yù)粉磨及分級(jí)，同時(shí)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(shí)強(qiáng)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(duì)傳統(tǒng)粉磨理論的繼承、創(chuàng)新與發(fā)展；根據(jù)實(shí)際工藝狀況，對(duì)粉磨系統(tǒng)的不斷總結(jié)及持續(xù)改進(jìn)與提高、加快技術(shù)進(jìn)步。具體體現(xiàn)在以工序能耗指標(biāo)評(píng)價(jià)粉磨系統(tǒng)優(yōu)劣、以工作性能指標(biāo)評(píng)價(jià)水泥實(shí)物質(zhì)量（面對(duì)混凝土行業(yè)用戶需求）、以高效運(yùn)轉(zhuǎn)率評(píng)價(jià)粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定性和選用高性價(jià)比裝備獲得較低的維護(hù)成本。

優(yōu)化粉磨系統(tǒng)，提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量意味著可以達(dá)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(jì)效益。在國(guó)家重點(diǎn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(gè)長(zhǎng)期課題。

合肥水泥研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)包瑋就在會(huì)上強(qiáng)調(diào)，中國(guó)的技術(shù)裝備沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)是難以“走出去”的，我國(guó)的水泥粉磨技術(shù)該如何發(fā)展，是本屆粉磨峰會(huì)應(yīng)當(dāng)思考的一個(gè)主要問(wèn)題。在與會(huì)專家看來(lái)，對(duì)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(jìn)行多方因素的綜合考量。

如何低碳節(jié)能？通過(guò)粉磨系統(tǒng)改進(jìn)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(qiáng)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(chǎng)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(jìn)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(gè)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(jìn)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(chǎng)情況，不排斥任何一種粉磨方式，可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適粉磨工藝，探討完整的解決方案。

對(duì)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(tuán)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(jī)閉路系統(tǒng)收集的部分細(xì)粉直接加入成品中，據(jù)說(shuō)一是能增加產(chǎn)量降低電耗，二是能改善水泥的顆粒級(jí)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(jí)配，又取決于顆粒形狀；級(jí)配的拓寬能降低需水量，但顆粒的異化又能增加需水量。實(shí)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(shì)必影響到水泥企業(yè)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。多數(shù)水泥企業(yè)已經(jīng)注意到這一問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)力的措施。

但這并不表示半終粉磨系統(tǒng)一無(wú)是處，反倒可以說(shuō)是精細(xì)化管理的一項(xiàng)成果。半終粉磨雖具有水泥需水量高的缺點(diǎn)，但對(duì)提高粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量和降低電耗確有實(shí)效。任何性能的提高都伴隨著針對(duì)性提高和適應(yīng)性下降，只要能用其所長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

為實(shí)現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)，國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)多項(xiàng)舉措，按時(shí)保質(zhì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，也是破解資源環(huán)境約束、實(shí)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(qiáng)度、氮氧化物排放總量等在內(nèi)的6項(xiàng)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(shì)下，眾多水泥專家通過(guò)研究紛紛提出，常見(jiàn)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(wú)論是對(duì)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(lái)可能無(wú)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(jì)院院長(zhǎng)、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(guó)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(shí)現(xiàn)工業(yè)固體廢棄物減量化、資源化、高附加值再利用；實(shí)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(diǎn)。

放眼未來(lái)，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(kāi)展各項(xiàng)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)。