水泥行業(yè)節(jié)能空間巨大

　　一、引言

　　從2002年6月起，全國電力需求快速增長，一些地區(qū)陸續(xù)拉閘限電。在2003年夏季用電高峰時期，全國先后有21個省份出現(xiàn)拉閘限電現(xiàn)象，最大日拉限電負(fù)荷之和超過4000萬千瓦。去年全國已有24個省級電網(wǎng)出現(xiàn)拉限電現(xiàn)象，僅國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)就累計拉限電80多萬條次，全國正面臨20世紀(jì)80年代以來最嚴(yán)重的缺電局面。2004年全國發(fā)電21870億度電，水泥行業(yè)用電近1000億度電，占到發(fā)電量的4.57%。而三峽電站全部機組運行時年發(fā)電量才850億千瓦時。

　　水泥企業(yè)是被全社會公認(rèn)的高能耗工業(yè)，加之產(chǎn)品過剩成為首先被限電的對象。一周開三停四的地方很多。

　　分析全國性的“電荒”的形成原因，專家認(rèn)為，除了發(fā)電能力建設(shè)速度落后于用電增長速度這一主要原因外，電能利用效率低是一個重要因素。

　　水泥行業(yè)電能利用效率先進(jìn)水平與落后水平差距又非常大，先進(jìn)水泥企業(yè)的噸水泥綜合電耗都在65度左右，還有部分企業(yè)噸水泥電耗甚至達(dá)到了55度水平，而落后生產(chǎn)形式的噸水泥電耗一般在120度左右，還有一些廠甚至更高。先進(jìn)與落后之間的差別在55～65度/噸水泥綜合電耗左右，由此可以測算出水泥行業(yè)的未來節(jié)電空間在45～55％之間，考慮原有工藝進(jìn)行改造時的局限性，以及新型干法回轉(zhuǎn)窯綜合電耗現(xiàn)階段無法大幅度下降等因素，我們預(yù)測水泥行業(yè)可以實現(xiàn)的節(jié)電空間在30％左右，及年節(jié)電300億度電。 我國葛洲壩水電站裝機容量271.5萬kW，單獨運行時保證出力76.8萬kW，年發(fā)電量157億kW·h（三峽工程建成以后保證出力可提高到158萬～194萬kW，年發(fā)電量可提高到161億kW·h）。由以上看出水泥全行業(yè)如果實施一些新技術(shù)新措施，每年可以節(jié)約出兩個葛洲壩水電站的發(fā)電量。 

　　整個水泥行業(yè)又是由幾千家中小水泥企業(yè)組成，據(jù)我們在企業(yè)的實踐來看各廠由于工藝差異節(jié)電空間在30～55％，特別是一些立窯企業(yè)節(jié)能空間非常大。然而企業(yè)由于傳統(tǒng)工藝的束縛，認(rèn)識不同，接觸的新技術(shù)范圍窄，工藝過程唾手可得的節(jié)電措施沒有實施，非常可惜。

　　由此筆者認(rèn)為水泥行業(yè)節(jié)能問題應(yīng)引起足夠重視。

　　二、全新的節(jié)能思路

　　由于電力緊張，電費高漲很多企業(yè)目前處在一種非常想節(jié)能，但沒有具體辦法的境地，筆者通過多年的研究，實踐總結(jié)出幾條成功經(jīng)驗供大家參考：

　　1、大幅度提高主機的生產(chǎn)能力

　　水泥企業(yè)的主機生產(chǎn)能力具有非常大的提高空間，這也是主要的節(jié)能空間之一，占到總節(jié)能空間的15～20％。

　　水泥生產(chǎn)過程中主機電能消耗占到綜合電耗的75%以上，特別是粉磨占有很大的一部分，我國中小型水泥企業(yè)的粉磨設(shè)備以球磨機為主，據(jù)我們統(tǒng)計目前先進(jìn)水平的生產(chǎn)工藝，生料粉磨系統(tǒng)與水泥粉磨系統(tǒng)的電耗如表1所示，然而大部分水泥企業(yè)與這一指標(biāo)具有很大的差距。

　　分析其主要原因就是大部分生產(chǎn)企業(yè)衡量球磨機產(chǎn)量的主要依據(jù)仍然參照磨機的“標(biāo)定產(chǎn)量”這一主要指標(biāo)，實際上這個指標(biāo)在現(xiàn)階段已經(jīng)沒有了指導(dǎo)意義。

　　筆者通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，目前有指導(dǎo)意義的閉路粉磨系統(tǒng)球磨機，產(chǎn)量經(jīng)驗公式應(yīng)為如下：

　　Q=G×T

　　Q―――磨機每小時產(chǎn)量 t

　　G―――研磨體裝載量 t

　　T―――經(jīng)驗系數(shù)就：對于生料磨T取值為1.08～1.18；

　　對于水泥磨T取值為0.58～0.68；

　　例如：2.2× 7.0球磨機研磨體總裝量為 33噸，閉路系統(tǒng)用于粉磨生料時其產(chǎn)量應(yīng)該達(dá)到35.64～38.94噸。閉路系統(tǒng)用于粉磨水泥時其產(chǎn)量應(yīng)該達(dá)到  19.14～22.44噸。

　　只要達(dá)到以上產(chǎn)量指標(biāo)，粉磨系統(tǒng)的大幅度節(jié)能才能實現(xiàn)，實際上這些指標(biāo)已經(jīng)不是什么天文數(shù)字，做到的廠家已經(jīng)很普遍了，如果所有水泥企業(yè)都認(rèn)真系統(tǒng)的去做了，將都會達(dá)到此指標(biāo)，甚至?xí)^。

　　立窯工藝熟料燒成系統(tǒng)目前先進(jìn)的電耗指標(biāo)是8～12度，只要采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，通過提高臺時產(chǎn)量就可以實現(xiàn)。

　　2、優(yōu)化工藝裝機容量合理主輔機的比例

　　目前眾多的水泥企業(yè)基本上都是70～80年代設(shè)計建設(shè)的工藝線，由于當(dāng)時設(shè)計思路的局限，對工藝要求不高，用現(xiàn)在的眼光來看工藝就顯得非常不合理了，加之90年代的技術(shù)改造又缺乏優(yōu)化設(shè)計，基本造成設(shè)備越改越多，電耗越改越高，這也就是很多企業(yè)常講的，“不改造等死，改造是找死”的原因。

　　筆者多年為企業(yè)改造設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，大部分工藝只要優(yōu)化設(shè)計，拆除部分輔機設(shè)備工藝才會更合理。  

　　因而筆者認(rèn)為減少工藝的裝機容量是節(jié)能的關(guān)鍵。這一部分視各廠工藝差異，可以減少15～45％的輔機。節(jié)電約10～25％。

　　我們提出這樣一個指標(biāo)“萬噸水泥的裝機容量”在主機同等產(chǎn)出水平的前提下，萬噸水泥的裝機容量越大，能耗就會越大，筆者統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)廠家噸能耗低的原因是萬噸水泥裝機容量較低，一般這一值低于120KW/萬噸，而能耗高的生產(chǎn)廠家此值一般160KW/萬噸以上。

　　那我們?nèi)绾螌⒋酥悼刂频捷^低的值呢？我們總結(jié)的思路是“主機設(shè)備不能少，輔機設(shè)備不能多”且主輔機裝機容量比最好不要大于2:1。

　　經(jīng)多年的改造實踐，我們開發(fā)了“生料無動力卸料”、“原料無動力卸料”“集中收塵”等一系列節(jié)能技術(shù)?？纱_保20～30萬噸水泥工藝線的萬噸水泥裝機容量不大于100KW/萬噸。

　　3、提高輔機的有效使用率

　　水泥生產(chǎn)工藝過程中，設(shè)備空運行的現(xiàn)象極為普遍，這就是輔機的有效利用率問題。當(dāng)然這種現(xiàn)象除與生產(chǎn)管理有關(guān)外，工藝過程的優(yōu)化設(shè)計更為重要。經(jīng)統(tǒng)計分析，筆者認(rèn)為這一部分有5～10％的節(jié)能空間。

　　提高輔機有效使用率的做法是：集中處理，連續(xù)供料，優(yōu)化利用，合理匹配。

　　4、變頻節(jié)能技術(shù)

　　變頻器是利用常用電源(AC220V/380V)所供應(yīng)的電力，在變頻器內(nèi)變換電壓和頻率供應(yīng)電機控制電機速度的設(shè)備。節(jié)能是變頻器的主要優(yōu)點，根據(jù)電機的實際負(fù)載情況，適當(dāng)?shù)目刂齐姍C的轉(zhuǎn)速，這可使許多工業(yè)過程得到優(yōu)化，改變電機速度來調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，例如，增加產(chǎn)量和降低材料的消耗、減少電機的起停次數(shù)，適用電機的最大適用容量。風(fēng)機、水泵是水泥企業(yè)常用設(shè)備，占有很大比例。風(fēng)機、水泵調(diào)速運行節(jié)能的理論眾所周知。目前絕大部分企業(yè)都是電動機全電壓運行，用擋板、閥門來控制介質(zhì)流量。這樣，電動機從電網(wǎng)所吸取能源的一部分、甚至一大部分被擋板、閥門消耗或旁通，造成了不必要的能源浪費。現(xiàn)場的風(fēng)機、水泵的裝機量相當(dāng)大，若酌情實施調(diào)速運行，其節(jié)能效果是很大的，特別是大型泵組的節(jié)能效果更為可觀。

　　給料設(shè)備也消耗大量電能，很多企業(yè)雖然安裝了滑差電機。解決了調(diào)節(jié)流量的作用，但增加了能耗，之所以這樣說，道理很簡單，很多輸送設(shè)備電動機頻繁起動，且經(jīng)常處于高滑差狀態(tài)運行，滑差功率白白地消耗在二次電阻，一般其單機容量不一定很大，不十分引人注目。但是，它的電能損耗與其自身容量相比是相當(dāng)高的。如果采用變頻調(diào)速，不但實現(xiàn)穩(wěn)流供料，而且沒有二次電阻耗能的問題，節(jié)能可達(dá)70%左右。

　　交流變頻調(diào)速技術(shù)的大量應(yīng)用給工廠生產(chǎn)自動化，對產(chǎn)量和質(zhì)量的提高帶來了極大的福音。 可以說交流調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于水泥企業(yè)其經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。很多水泥企業(yè)應(yīng)用也說明了這一點。

　　三、結(jié)語

　　通過大量的實踐,筆者認(rèn)為水泥工藝大幅度節(jié)能，已經(jīng)有了全新的思路，成熟的、系統(tǒng)的技術(shù)措施。只要按照這些技術(shù)措施，合理采用節(jié)能效果好的新設(shè)備，新工藝，不用花大量的資金就能夠?qū)崿F(xiàn)水泥工藝大幅度的節(jié)能。

　　我們整體節(jié)能改造設(shè)計的某廠改造前，噸水泥綜合電耗為91度，改造后噸水泥綜合電耗為65度，每噸水泥節(jié)電26度，節(jié)電幅度高達(dá)28.57％。年節(jié)電26度×45萬噸＝1170萬度，就電費一項獲得經(jīng)濟(jì)效益555.75萬元。