水泥企業(yè)節(jié)能講義

水泥企業(yè)節(jié)能技術(shù)措施（講義）劉永明2012年8月

內(nèi)容提綱1、建材工業(yè)基本情況2、水泥企業(yè)能效對(duì)標(biāo)的指標(biāo)與指標(biāo)體系3、水泥行業(yè)實(shí)用節(jié)能技術(shù)及節(jié)能效果4、附圖1建材工業(yè)基本情況1.1我國(guó)是建材生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)建材工業(yè)是重要的原材料及制品工業(yè)，目前有80余類、1400多品種和規(guī)格產(chǎn)品。

2009年，水泥16.48億噸；平板玻璃5.77億重量箱；衛(wèi)生陶瓷1.56億件；建筑陶瓷磚68.79億M2;產(chǎn)消占全球近一半。1.2重點(diǎn)耗能企業(yè)年耗能1萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤及以上：鋼鐵、有色、電力、石油石化化工、建材、交通運(yùn)輸?shù)?。能源消費(fèi)量占全部工業(yè)的70%，全社會(huì)能源消費(fèi)量的50%。1.3建材行業(yè)發(fā)展目標(biāo)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型1、堅(jiān)持以節(jié)能為中心的結(jié)構(gòu)調(diào)整2、推進(jìn)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步3、提高節(jié)能減排意識(shí)，強(qiáng)化能源科學(xué)管理1.4水泥企業(yè)管理目標(biāo)均勻、穩(wěn)定、節(jié)能、降耗、環(huán)保

1.5水泥產(chǎn)業(yè)的總體能耗概況

近幾年水泥行業(yè)能源消耗情況

1.6水泥企業(yè)的能耗分布情況原料破碎與預(yù)均化4.00%生料制備42.50%生料均化0.40%燃料制備5.30%熟料燒成35.90%廢氣處理6.60%輔助生產(chǎn)設(shè)備5.30%

典型水泥熟料生產(chǎn)線電耗分布圖1.不同規(guī)模水泥企業(yè)典型電耗分布情況：原料破碎與預(yù)均化2.30%生料制備24.70%生料均化0.20%燃料制備3.10%熟料燒成21.60%廢氣處理5.20%輔助生產(chǎn)設(shè)備5.20%水泥粉磨37.10%水泥包裝0.60%

典型水泥生產(chǎn)線電耗分布圖2.不同規(guī)模水泥企業(yè)熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗情況：規(guī)模（t/d）標(biāo)準(zhǔn)煤耗（kgce/t）≥4000104.3~1232000~4000（含2000t/d）110.9~132.31000~2000（含1000t/d）≈133.3

2水泥企業(yè)能效對(duì)標(biāo)的指標(biāo)與指標(biāo)體系

2.1水泥行業(yè)能耗指標(biāo)及存在的問題目前我國(guó)水泥行業(yè)主要的能耗指標(biāo)有熟料燒成熱耗（煤耗）、熟料綜合電耗、水泥綜合能耗和水泥綜合電耗。

不同水泥企業(yè)在進(jìn)行能耗對(duì)比時(shí)存在如下問題：1、水泥熟料生產(chǎn)窯型以及生產(chǎn)規(guī)模不一致，導(dǎo)致企業(yè)間能耗的可比性差。2、各水泥企業(yè)由于采用的原燃料品位的差異，導(dǎo)致熟料強(qiáng)度差別較大，導(dǎo)致企業(yè)間能耗可比性差。3、能耗統(tǒng)計(jì)范圍不一致，導(dǎo)致企業(yè)間能耗的可比性差。4、電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)的影響，導(dǎo)致能耗的可比性差。

2.2水泥企業(yè)能效對(duì)標(biāo)指標(biāo)體系

2.2.1水泥企業(yè)能效對(duì)標(biāo)指標(biāo)體系框架

2.2.2水泥企業(yè)能效對(duì)標(biāo)指標(biāo)定義與計(jì)算

2.2.2.1綜合性能耗指標(biāo)1、熟料綜合能耗2、熟料綜合煤耗3、熟料綜合電耗4、水泥綜合能耗5、水泥綜合電耗

1熟料綜合能耗

（1）定義在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)生產(chǎn)每噸熟料消耗的各種能源折算成標(biāo)準(zhǔn)煤所得的綜合能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kgce/t）。（2）統(tǒng)計(jì)范圍（3）計(jì)算方法Ecl=ecl+Qcl×0.1229=esc+eyhg×a+erhg×b+[Qsc+Qfq+(Qps+Qyjh+Qyfm+Qjh)×a+Qrfm×b+Qfz+Qqt]×0.1229

2熟料綜合煤耗

（1）定義在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)生產(chǎn)每噸熟料的燃料消耗，包括烘干原燃材料和燒成熟料消耗的燃料，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kgce/t）。（2）統(tǒng)計(jì)范圍熟料綜合煤耗的范圍為從原燃材料進(jìn)入生產(chǎn)廠區(qū)開始，到水泥熟料出廠的整個(gè)熟料生產(chǎn)過程消耗的燃料量，包括烘干原燃材料和燒成熟料消耗的燃料。應(yīng)包括燒成系統(tǒng)點(diǎn)火烘窯期間的油耗以及生料制備系統(tǒng)和燃料制備系統(tǒng)熱風(fēng)爐烘干消耗的油耗折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量。（3）計(jì)算方法ecl=esc+eyhg×a+erhg×b

3熟料綜合電耗

（1）定義在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)生產(chǎn)每噸熟料的綜合電力消耗，包括熟料生產(chǎn)各過程的電耗和生產(chǎn)熟料輔助過程的電耗，單位為千瓦時(shí)每噸（kWh/t）。（2）統(tǒng)計(jì)范圍（3）計(jì)算方法Qcl=Qsc+Qfq+(Qps+Qyjh+Qyfm+Qjh)×a+Qrfm×b+Qfz+Qqt

4水泥綜合能耗

(1)定義在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)生產(chǎn)每噸水泥消耗的各種能源折算成標(biāo)準(zhǔn)煤所得的綜合能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kgce/t）。（2）統(tǒng)計(jì)范圍（3）計(jì)算方法Ec=ecl×c+ehhg×d+（Qs+Qhhg×d+Qbz+Qfz+Qqt+Qcl×c）×0.1229

5水泥綜合電耗

(1)定義在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)生產(chǎn)每噸水泥的綜合電力消耗，包括水泥生產(chǎn)各過程的電耗和生產(chǎn)水泥的輔助過程電耗（包括廠內(nèi)線路損失以及車間辦公室、倉(cāng)庫(kù)的照明等消耗），單位為千瓦時(shí)每噸（kWh/t）。（2）統(tǒng)計(jì)范圍（3）計(jì)算方法Qc=Qs+Qhhg×d+Qbz+Qfz+Qqt+Qcl×c

2.2.2.2分步能耗指標(biāo)

1、原料破碎電耗2、原料預(yù)均化電耗3、原料烘干煤耗4、生料粉磨電耗5、生料均化電耗6、燃料烘干煤耗7、燃料制備電耗8、廢氣處理電耗9、熟料燒成電耗10、熟料燒成煤耗

11、輔助生產(chǎn)電耗12、其他應(yīng)計(jì)電耗13、其他非生產(chǎn)電耗14、混合材烘干煤耗15、混合材烘干電耗16、水泥粉磨電耗17、水泥包裝和輸送電耗2.3水泥企業(yè)能效對(duì)標(biāo)基線

項(xiàng)目國(guó)際先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平全國(guó)平均水平1000～2000t/d（含1000t/d）熟料綜合電耗(kWh/t）667375熟料綜合煤耗(kgce/t)107116130熟料綜合能耗(kgce/t)115125139水泥綜合電耗(kgce/t)861001052000～4000t/d（含2000t/d）熟料綜合電耗(kWh/t）586170熟料綜合煤耗(kgce/t)108110118熟料綜合能耗(kgce/t)115117127水泥綜合電耗(kgce/t)85921004000t/d以上（含4000t/d）熟料綜合電耗(kWh/t）555765熟料綜合煤耗(kgce/t)106108111熟料綜合能耗(kgce/t)112115119水泥綜合電耗(kgce/t)80909560萬t/y水泥粉磨企業(yè)水泥綜合電耗(kWh/t）34364080萬t/y水泥粉磨企業(yè)水泥綜合電耗(kWh/t）333539120萬t/y水泥粉磨企業(yè)水泥綜合電耗(kWh/t）323438

不同規(guī)模生產(chǎn)線及水泥粉磨企業(yè)能效對(duì)標(biāo)基線

不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線各工序能效指標(biāo)

項(xiàng)目國(guó)際先進(jìn)水平全國(guó)先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)平均水平備注1000～2000t/d（含1000t/d）原料破碎（kWh/t原料）0.40.71.5原料預(yù)均化（kWh/t原料）1.01.21.5原料粉磨（kWh/t生料）162024生料均化（kWh/t生料）0.10.150.4熟料燒成（kWh/t熟料）262831廢氣處理（kWh/t熟料）334煤粉制備（kWh/t煤粉）243032水泥粉磨（kWh/t水泥）293436水泥包裝及輸送（kWh/t水泥）1.21.52.0其他生產(chǎn)電耗（kWh/t水泥）2.03.03.5

不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線各工序能效指標(biāo)

項(xiàng)目國(guó)際先進(jìn)水平全國(guó)先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)平均水平備注2000～4000t/d含2000t/d原料破碎（kWh/t原料）0.40.71.5原料預(yù)均化（kWh/t原料）1.01.21.5原料粉磨（kWh/t生料）161823生料均化（kWh/t生料）0.10.150.5熟料燒成（kWh/t熟料）232628廢氣處理（kWh/t熟料）334煤粉制備（kWh/t煤粉）222330水泥粉磨（kWh/t水泥）283034水泥包裝及輸送（kWh/t水泥）1.01.01.8其他生產(chǎn)電耗（kWh/t水泥）1.52.03.5

不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線各工序能效指標(biāo)

項(xiàng)目國(guó)際先進(jìn)水平全國(guó)先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)平均水平備注4000t/d以上（含4000t/d）原料破碎（kWh/t原料）0.40.71.5原料預(yù)均化（kWh/t原料）1.01.21.5原料粉磨（kWh/t生料）121521生料均化（kWh/t生料）0.10.150.5熟料燒成（kWh/t熟料）2122.528廢氣處理（kWh/t熟料）334煤粉制備（kWh/t煤粉）202225水泥粉磨（kWh/t水泥）283036水泥包裝及輸送（kWh/t水泥）1.01.01.8其他生產(chǎn)電耗（kWh/t水泥）1.01.21.5

2.4影響各工序能耗的主要因素

2.4.1生料粉磨（1）原料條件原料易磨性

Wi=10~12kwh/tMF=0.9~1.0入磨原料粒度入磨原料水分水分8~15%（2）設(shè)備選型及工藝流程風(fēng)掃磨輥式磨輥壓機(jī)終粉磨（3）生料細(xì)度

細(xì)度降低1%，球磨電耗增加3%；輥式磨電耗增加2%。（4）其他節(jié)能技術(shù)采用預(yù)破碎改良耐磨材料高效選粉機(jī)

2.4.2燃料制備

（1）燃料條件

燃料的易磨性（哈氏指數(shù)HGI）

入磨燃料水分（2）設(shè)備選型及工藝流程無煙煤選擇風(fēng)掃磨（難形成料床）（3）煤粉細(xì)度

2.4.3熟料燒成

（1）原、燃料條件生料的易燒性生料率值燃料種類燃料熱值有害成分（2）生產(chǎn)線規(guī)模（3）工藝設(shè)備及操作窯頭和窯尾燃燒器窯尾預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)窯頭冷卻機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)耐火材料（4）節(jié)能措施減少窯系統(tǒng)漏風(fēng)利用窯頭窯尾廢氣余熱發(fā)電對(duì)燒成系統(tǒng)大的電機(jī)采用調(diào)速對(duì)分解爐系統(tǒng)進(jìn)行改造對(duì)冷卻機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造

2.4.4水泥粉磨

（1）原料條件

熟料性能

混合材的品種和摻加量

原料水分

（2）設(shè)備選型及工藝流程球磨機(jī)系統(tǒng)輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)輥式磨終粉磨系統(tǒng)分別粉磨系統(tǒng)（3）產(chǎn)品細(xì)度

3.1水泥礦山與原料配料技術(shù)3.1.1我國(guó)水泥原料的基本工藝加工性能及對(duì)能效的影響3.1.2優(yōu)化原料配料的基本條件3.1.2.1首先做好原料資源的地質(zhì)工作3.1.2.2進(jìn)行必要的原料工業(yè)性能試驗(yàn)3.1.2.3綜合利用石灰石資源，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及能效3.1.3.能效存在問題、原因分析及建議改進(jìn)能效指標(biāo)的建議3.2粉磨技術(shù)3.2.1高效籠式選粉機(jī)3.2.2預(yù)破碎3.2.3預(yù)粉磨3.2.4料床終粉磨3.2.5分別粉磨3.2.6水泥助磨劑3水泥行業(yè)實(shí)用節(jié)能技術(shù)及節(jié)能效果

3.3熟料燒成技術(shù)3.3.1六級(jí)預(yù)熱器預(yù)分解爐系統(tǒng)(二級(jí)預(yù)熱器)3.3.2二支承短回轉(zhuǎn)窯（L/D=10-12）

兩檔窯與三檔窯的比較3.3.3高性能大推力燃燒器一次風(fēng)減少3%，節(jié)省熱量16.7KJ/Kg3.3.4第四代無漏料冷卻機(jī)單位熟料冷卻風(fēng)量：1.5-2.0Nm3/kg-cl3.3.5耐火材料

3.4替代原料與燃料（AFR）3.4.1替代原料粉煤灰、煤矸石、電石渣、硫酸渣等。3.4.2替代燃料熱值4500-5500kcal/kg(窯頭),2600kcal/kg(窯尾)。

生活垃圾氣化，污泥的干化。

前處理及供料系統(tǒng)垃圾氣化系統(tǒng)灰渣處理系統(tǒng)除氯系統(tǒng)CKK系統(tǒng)組成部分污水處理系統(tǒng)

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理安徽海螺川崎工程有限公司為例不可燃物堆場(chǎng)不可燃物分選設(shè)備砂循環(huán)裝置熱風(fēng)爐垃圾坑卸垃圾平臺(tái)垃圾行車助燃設(shè)備除臭裝置回轉(zhuǎn)窯ＳＰ原料稀釋鼓風(fēng)機(jī)稀釋冷卻器旋風(fēng)分離器氣體冷卻器收塵機(jī)ＳＰ鼓風(fēng)機(jī)ＡＱＣ分解爐垃圾破碎機(jī)垃圾供給裝置垃圾計(jì)量裝置引風(fēng)機(jī)氣化爐除氯設(shè)備煙道熟料CKK系統(tǒng)流程圖

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理前處理及供料系統(tǒng)垃圾坑卸垃圾平臺(tái)垃圾行車除臭裝置原料垃圾破碎機(jī)垃圾供給裝置汽車衡前處理及供料系統(tǒng)全密封結(jié)構(gòu)負(fù)壓狀態(tài)臭氣爐內(nèi)燃燒

生活垃圾用密封運(yùn)輸車運(yùn)送進(jìn)廠，稱重后卸入垃圾坑,通過破碎、攪拌進(jìn)行均化。卸料大廳、垃圾坑采用全密封結(jié)構(gòu)，通過風(fēng)機(jī)將臭氣送入氣化爐內(nèi)焚燒。

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理垃圾坑及行車?yán)扑闄C(jī)

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理除臭機(jī)垃圾輸送機(jī)垃圾氣化系統(tǒng)砂循環(huán)裝置熱風(fēng)爐助燃設(shè)備回轉(zhuǎn)窯ＳＰ原料ＡＱＣ分解爐垃圾供給裝置氣化爐煙道熟料垃圾焚燒系統(tǒng)

垃圾喂入氣化爐內(nèi)與流化砂混和、沸騰，部分垃圾燃燒產(chǎn)生熱量保持流化砂的溫度500-550℃，另一部分垃圾氣化，生成可燃?xì)怏w送到水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)一步燃燒，徹底分解有害物質(zhì)。

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理⑤資源物回收不可燃物·鐵·鋁①低空氣比運(yùn)行①

把廢棄物作為有價(jià)物進(jìn)行回收②實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氣化③不可燃物易排出④小型化垃圾熱分解氣體+未燃燒的碳④爐床面積小核心裝備——?dú)饣癄t③散氣管方式②氣化(部分燃燒)

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理

利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)原理分解爐進(jìn)氣裝置分解爐近900℃溫度+7S停留時(shí)間+CaO物料

氣化爐氣化垃圾產(chǎn)生的煙氣通過管道送入水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)一步焚燒分解有害物質(zhì)。煙氣管道以相對(duì)于分解爐特定的高度、角度、斜度及截面積與分解爐接口，煙氣中二噁英等有害物質(zhì)在分解爐高溫、足夠停留時(shí)間及堿性物料的環(huán)境中分解、固化，