《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20％左右約束性指標(biāo)，但“十一五”節(jié)能降耗工作的開局并不好，2006年萬元GDP能源消耗水平為1.26噸標(biāo)準(zhǔn)煤，僅比2005年下降了1.33%，進(jìn)一步加大了節(jié)能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的難度。 

　　水泥是中國的基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)，06年中國水泥產(chǎn)能達(dá)到了12.4億噸，占全球水泥總產(chǎn)能的一半左右，同時(shí)水泥工業(yè)也是高能耗工業(yè)，有關(guān)資料表明，水泥能耗占全國建材行業(yè)總能耗的75%左右，其消耗的煤炭占全國煤炭總消費(fèi)量的15%左右，因此水泥行業(yè)節(jié)能降耗的工作進(jìn)展對(duì)國家節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將起到非常重要的作用。 

　　近幾年隨著新型干法水泥在生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、基建成本、生產(chǎn)管理等方面取得了突破性進(jìn)展，新型干法水泥工藝已經(jīng)以其所具有的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)了水泥工業(yè)的發(fā)展，新型干法水泥比重已經(jīng)從2000年前的不足10%提高到2006年的46%。目前，新型干法水泥發(fā)展已經(jīng)形成了由政府導(dǎo)向、市場(chǎng)拉動(dòng)、企業(yè)自主發(fā)展的良好局面，對(duì)促進(jìn)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到了重要的推動(dòng)作用。 

　　在這種歷史背景下，有必要對(duì)新型干法水泥節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行研究和探索，這對(duì)加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、降低水泥工業(yè)能耗、提高水泥企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能目標(biāo)是非常關(guān)鍵的。 

1 我國新型干法水泥能耗特點(diǎn) 

　　(1)單位熱耗與其他工藝相比有明顯優(yōu)勢(shì)。根據(jù)國家發(fā)改委2006年發(fā)布的《水泥工業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，與新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯相比，機(jī)立窯的單位熱耗高39%，濕法窯的單位熱耗高81%，干法中空窯的單位熱耗高111%。表1是各種工藝單位熱耗的對(duì)比。 

表1 重要水泥生產(chǎn)方法單位水泥熟料的平均熱耗 

　　(2) 能耗指標(biāo)與國際先進(jìn)水平存在較大差距。近幾年我國新型干法水泥工藝取得了很大進(jìn)展，但總體上還是粗放型的發(fā)展，雖然產(chǎn)能獲得了很大提高，但大部分企業(yè)對(duì)于能耗指標(biāo)的重視程度仍然不夠，近年來隨著礦產(chǎn)資源和電力價(jià)格的不斷上漲，水泥生產(chǎn)的低成本時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，而市場(chǎng)同質(zhì)化競爭越來越激烈，水泥企業(yè)的利潤空間也越來越小，同時(shí)在國家政策的引導(dǎo)下，節(jié)能降耗工作才被放到了更重要的位置。有關(guān)資料表明，我國新型干法水泥生產(chǎn)線能耗的平均水平與國際一般水平存在15-25%的差距，而我國的先進(jìn)水平也與國際先進(jìn)水平存在約5%的差距。 

表2 國內(nèi)外新型干法水泥生產(chǎn)線能耗指標(biāo)對(duì)比 

　　(3) 在國內(nèi)新型干法生產(chǎn)線中，引進(jìn)的生產(chǎn)線能耗指標(biāo)優(yōu)于國產(chǎn)生產(chǎn)線，大型生產(chǎn)線能耗指標(biāo)優(yōu)于中小型生產(chǎn)線。 

　　在我國177條新型干法水泥生產(chǎn)線中，13條全部采用國外技術(shù)裝備生產(chǎn)線的熟料熱耗平均為109kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t熟料，且全部低于全國平均值，46.15%的引進(jìn)生產(chǎn)線熟料熱耗小于107 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t熟料，引進(jìn)生產(chǎn)線的水泥綜合電耗平均為93.82kWh/t，77.78％的生產(chǎn)線噸水泥綜合電耗在100kWh/t以下。 

大型生產(chǎn)線在能耗方面優(yōu)勢(shì)明顯，以下是各種規(guī)模生產(chǎn)線的能耗指標(biāo)對(duì)比： 

表3 不同規(guī)模新型干法水泥生產(chǎn)線能耗指標(biāo)對(duì)比 

　　(4) 由于管理水平和技術(shù)水平的差異，各水泥企業(yè)的能耗水平參差不齊。一些管理和技術(shù)上先進(jìn)的企業(yè)如海螺集團(tuán)，能耗指標(biāo)的最好水平已接近或趕上了世界先進(jìn)水平。在我國177條新型干法生產(chǎn)線中，有23條熟料燒成熱耗低于107 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t熟料，其中海螺集團(tuán)占了16條；21條熟料綜合電耗低于60kWh/t的4000-5000t/d生產(chǎn)線中，海螺集團(tuán)占了14條。 

　　許多企業(yè)盡管設(shè)備配置比較先進(jìn)，但能耗指標(biāo)卻居高不下，反映出管理和技術(shù)上的巨大差距。目前我國大部分新型干法水泥生產(chǎn)線都處于這種狀態(tài)，節(jié)能降耗的潛力沒有得到充分挖掘，導(dǎo)致整體能耗水平的升高，成為水泥企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和持續(xù)發(fā)展的瓶頸。 

2 新型干法水泥生產(chǎn)線節(jié)能降耗的途徑 

　　(1) 加大投入，積極推廣新技術(shù)、新裝備。目前有幾項(xiàng)新技術(shù)已基本成熟，應(yīng)當(dāng)予以高度關(guān)注：第一是余熱發(fā)電技術(shù)，可使新型干法生產(chǎn)線的熱利用效率由原來的60%提高到90%以上，而且可解決該生產(chǎn)線60%以上的用電量，這是當(dāng)前水泥行業(yè)節(jié)能減排工作的重點(diǎn)，一套余熱發(fā)電機(jī)組投資約6000-8000萬元；第二是變頻節(jié)能技術(shù)，目前有很多生產(chǎn)線對(duì)窯尾高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，由液偶調(diào)速改為變頻調(diào)速，投資約100-200萬元，可使熟料綜合電耗下降2kWh/t左右，這項(xiàng)技術(shù)還可廣泛運(yùn)用于容量較大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大或設(shè)備對(duì)啟動(dòng)規(guī)程有特殊要求的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，并可節(jié)電25%左右；第三是節(jié)能粉磨技術(shù)，改變以球磨、管磨為主的粉磨工藝，采用性能先進(jìn)的、以料層擠壓粉磨工藝為主的輥式磨、輥壓機(jī)及輥筒磨等技術(shù)裝備，通?？墒狗勰スに嚬?jié)電30-40%，使水泥綜合電耗下降20-30%。 

　　(2) 內(nèi)部挖潛，降低現(xiàn)有生產(chǎn)線的能耗指標(biāo)。即在現(xiàn)有生產(chǎn)裝備基礎(chǔ)上，通過針對(duì)性的工藝技改，輔以技術(shù)優(yōu)化和調(diào)整，充分發(fā)揮生產(chǎn)線的潛力，最大限度地降低生產(chǎn)線的能耗指標(biāo)。這對(duì)于我國目前新型干法水泥工藝的整體狀況顯得尤為重要，絕大多數(shù)的中小型水泥企業(yè)雖然裝備相對(duì)比較先進(jìn)，但由于管理和技術(shù)上存在的差距，其生產(chǎn)線的技術(shù)水平完全沒有發(fā)揮，生產(chǎn)不正常、能耗指標(biāo)居高不下的現(xiàn)象比較普遍，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的下滑，特別需要這方面的管理和技術(shù)上的支持。一般對(duì)于這種生產(chǎn)線，通過一到兩次的檢修，再進(jìn)行一個(gè)月左右時(shí)間的優(yōu)化和調(diào)整即可達(dá)到預(yù)期效果，能耗指標(biāo)可以達(dá)到國內(nèi)比較先進(jìn)的水平，整個(gè)過程的投入在100萬元以內(nèi)，但實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。 

　　另外，加強(qiáng)內(nèi)部管理，強(qiáng)化員工的節(jié)能意識(shí)對(duì)于任何行業(yè)都非常重要，水泥企業(yè)也要加強(qiáng)這方面的宣貫，盡快培養(yǎng)員工節(jié)約“每一度電、每一鍬煤、每一滴水”的意識(shí)。 

　　3 新型干法水泥生產(chǎn)線能耗潛力的挖掘 

　　對(duì)于水泥企業(yè)來說，煤、電的消耗占其生產(chǎn)成本的70%以上，因此一般以煤耗和電耗作為衡量水泥企業(yè)能耗水平的指標(biāo)，06年底國家制定了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》，提出了各種規(guī)模生產(chǎn)線能耗限額的淘汰標(biāo)準(zhǔn)。 

表4 現(xiàn)有水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額 

　　以上表4和表5為強(qiáng)制性要求，表6為推薦要求，也就是說表4和表5所列出的能耗限額將作為目前水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)，隨著我國整體技術(shù)水平的提高，表六將在幾年后成為水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)。而目前很多生產(chǎn)線都沒有達(dá)到表4提出的要求，絕大多數(shù)生產(chǎn)線沒有達(dá)到表6提出的要求。因此盡快挖掘新型干法生產(chǎn)線的潛力，降低能耗指標(biāo)是一項(xiàng)當(dāng)務(wù)之急的工作。 

3.1 降低煤耗的途徑 

　　煤耗的高低反映了水泥熟料生產(chǎn)過程中的熱利用狀況，新型干法水泥熟料生產(chǎn)線的熱量主要來自煤粉燃燒熱，一般新型干法生產(chǎn)線熱利用效率為50-60%，國內(nèi)熱耗較低的5000t/d生產(chǎn)線熟料熱量消耗的組成如下表：  

表5 新建水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額

表6 水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額目標(biāo)值

以上表4和表5為強(qiáng)制性要求，表6為推薦要求，也就是說表4和表5所列出的能耗限額將作為目前水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)，隨著我國整體技術(shù)水平的提高，表六將在幾年后成為水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)。而目前很多生產(chǎn)線都沒有達(dá)到表4提出的要求，絕大多數(shù)生產(chǎn)線沒有達(dá)到表6提出的要求。因此盡快挖掘新型干法生產(chǎn)線的潛力，降低能耗指標(biāo)是一項(xiàng)當(dāng)務(wù)之急的工作。

3.1 降低煤耗的途徑

　　煤耗的高低反映了水泥熟料生產(chǎn)過程中的熱利用狀況，新型干法水泥熟料生產(chǎn)線的熱量主要來自煤粉燃燒熱，一般新型干法生產(chǎn)線熱利用效率為50-60%，國內(nèi)熱耗較低的5000t/d生產(chǎn)線熟料熱量消耗的組成如下表：

表7 國內(nèi)先進(jìn)5000t/d生產(chǎn)線熟料熱量消耗組成

　通過表7不難發(fā)現(xiàn)，除熟料形成熱外，熱量主要消耗在預(yù)熱器和冷卻機(jī)出口廢氣、出冷卻機(jī)熟料帶走的熱量以及系統(tǒng)表面散熱損失，此五項(xiàng)占了熟料總消耗熱量的94.5%。因此降低生產(chǎn)線熟料煤耗，應(yīng)當(dāng)在預(yù)熱器出口溫度、冷卻機(jī)出口溫度、出冷卻機(jī)熟料溫度以及系統(tǒng)保溫等方面尋求改進(jìn)。 

　　通常預(yù)熱器出口溫度下降10℃，每噸熟料可節(jié)省1kg標(biāo)準(zhǔn)煤，國內(nèi)比較先進(jìn)的生產(chǎn)線預(yù)熱器出口溫度一般在300-330℃，但大多數(shù)生產(chǎn)線的預(yù)熱器出口溫度都存在偏高的現(xiàn)象，有的達(dá)到了380℃甚至400℃以上，如通過技術(shù)改進(jìn)使這些生產(chǎn)線的預(yù)熱器出口溫度降低50℃，則每噸熟料可節(jié)約5kg標(biāo)準(zhǔn)煤，約降低成本3.5元。降低預(yù)熱器出口溫度的關(guān)鍵在于提高其換熱效率，即提高各級(jí)旋風(fēng)筒之間的溫度降，國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)線各級(jí)旋風(fēng)筒的溫差見下表： 

表8 國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)線各級(jí)旋風(fēng)筒溫差（℃） 

國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)線冷卻機(jī)出口溫度在250℃左右，出冷卻機(jī)熟料溫度為80-100℃，但一些生產(chǎn)線出冷卻機(jī)廢氣溫度達(dá)到300-350℃甚至更高，熟料溫度達(dá)到200℃，如廢氣溫度降低50℃、熟料溫度降低100℃，每噸熟料可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約5kg。降低出冷卻機(jī)廢氣溫度和熟料溫度的關(guān)鍵在于提高冷卻機(jī)的冷卻效率和熱回收效率。 

3.2 降低電耗的途徑 

　　在水泥單位產(chǎn)品電耗中，有60-70%消耗在對(duì)原料、燃料和水泥熟料的粉磨工藝，應(yīng)當(dāng)特別重視磨機(jī)的電耗指標(biāo)，降低磨機(jī)電耗的重點(diǎn)在于提高和穩(wěn)定磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，并降低磨主電機(jī)功率。 

　　各類風(fēng)機(jī)的電力消耗約占水泥單位產(chǎn)品電耗的25%左右，控制好大型風(fēng)機(jī)的功率是降低水泥綜合電耗另一重點(diǎn)，關(guān)鍵在于減少系統(tǒng)漏風(fēng)，降低系統(tǒng)阻力。 

　　4 結(jié)語 

　　傳統(tǒng)的水泥行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，中國的水泥產(chǎn)量占有全世界近一半的產(chǎn)能，卻存在著高耗能、高污染及資源浪費(fèi)等行業(yè)問題。近年來政府在環(huán)保及節(jié)能降耗方面的政策力度讓新型干法水泥企業(yè)面臨著巨大的政策壓力，中國水泥行業(yè)的無序發(fā)展及無序競爭也讓新型干法水泥企業(yè)面臨著巨大的市場(chǎng)競爭壓力。中國的新型干法水泥生產(chǎn)線除了國內(nèi)少數(shù)大水泥企業(yè)是有一定的基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來的之外，絕大多數(shù)水泥企業(yè)的技術(shù)及管理還處于一個(gè)相對(duì)落后的水平，存在著很大的資源浪費(fèi)及能源浪費(fèi)，還有很大的改進(jìn)提升的空間。