应用专家智能优化系统提高替代燃料处置量

应用专家智能优化系统提高替代燃料处置量

张波1,张筱悦²,刘昕',孙廉贵

1. 临沂中联水泥有限公司，山东临沂277716;2.山东青年政治学院，山东济南250103)

来源：《中国水泥》

0引言

节能减排是永恒的话题，降低碳排放，实现碳达峰、达到碳中和，新的水泥单位能源消耗限额GB16780-2021的实施，部分地区要求在2025年能耗限额标准达到标杆能耗水平，一级以下的企业在30%以上，特别是目前煤炭价格持续高位运行，节能降耗实实在在的节约成本，提升效益，减少资源浪费。

“十四五”以来，水泥行业的发展始终围绕“双碳”目标，碳减排成为行业大趋势。工信部发布的“十四五”工业绿色发展规划中提到，支持企业实施有机物及废纺添加，加快推进工业企业以废纺为替代燃料的工业窑炉，采用清洁、低碳、能源替代。我们增加了水泥窑添加废纺与专家智能优化系统有机结合，达到降低煤耗的效果。

目前国内水泥企业替代燃料应用率不足2%,与欧美等发达国家差距较大，实现“双碳”目标任务艰巨，国家不断出台相关“双碳”的政策中，都提到关于替代燃料发展的重要性。我国作为纺织大国，每年都会产生大量的废纺垃圾等可燃物，对这些废旧纺织品进行回收再利用，对于解决资源浪费、减少污染和降低碳排放具有重要意义。尤其是废品回收企业和纺织品制造公司，有效降低库存量，减少占地面积节约社会资源。

1生产现状

我公司现有一台MPF2116煤立磨，主电机功率

560kW,排风机功率630kW,设计台时产量36t/h,中期磨损>30t/h。由于设计缺陷，一直未达产、达标，煤磨

系统状态最好时，台时产量29t/h,原煤热值24006kJ

(5743kcal)(见表1),回转窑产量5600t/d时，煤磨产量刚好满足窑的需要且没有富余，严重制约回转窑产能，随

着市场低迷，原、燃材料价格上涨，生产成本逐步升高。

2原因分析

我国基础建设的大量投入，而水泥是能耗大户，生产中需要大量的电能以及煤碳消耗。造成环境负担。节能、

降耗一直是水泥工业生产的重要研究课题。

煤质差用煤量过大时，燃烧速率变慢，则分解炉出口温度波动较大，影响分解率，未燃烬的煤随物料继续上升到C,级旋风筒继续燃烧，易在旋风筒形成结皮堵塞预热器系统，导致临时停产。喂煤系统不稳定也是导致分解炉中部及出口温度高的原因，随着料量的增加，应逐渐增加用煤量来维持温度正常，在此变化过程中，操作人员一

定要精心操作，稳定好系统的热工制度。

3改造措施

通过OPC协议，打通工业互联网平台与DCS控制系统

数据库有机结合，提前预判烧成系统氧气含量及煅烧温度，防止氧气含量过高，浪费电能，氧气含量过低时易导致燃烧不完全，CO超标影响系统安全运行。及时调节用煤量、系统拉风量及一次风机流量。替代燃料的应用，

是采用可燃废弃物替代煤炭作为煅烧水泥熟料的燃料，利用可燃材料释放热量被回转窑利用，对我国水泥行业能源结构多元化，缓解化石能源供应压力，减少有害气体排放等具有重要的作用，废纺成分分析，见表2,不同

时间成分见表3。

我公司与昆山、浙江服装企业及纺纱企业联合推动该项目，合理设置废旧纺织品及废旧机动车内饰品等材料回收站，并设置专用回收箱及废品回收站点，提高回收箱及回收站点覆盖率，结合废旧物资循环再利用体系，建设分拣中心和资源化利用分类处理中心，及时精细化分拣，分类处置废纺及机动车内饰品并压缩成型便于运输(图1、图2替代燃料破碎与输送),每年为我们提供废纺

和废机动车内饰30000t。

4使用效果

自替代燃料投加一年以来，通过智能专家优化系统预判结果传入DCS控制系统，打通工业互联网平台调整更精准，精细化的调节等操作技术的应用，运转状况良好。回转窑系统热工制度稳定，不影响回转窑熟料产能，熟料强度有轻微提高，主要原因为系统稳定性提高。替代燃料有害成分低于原煤且灰分波动小，原煤受产地及矿

点影响，煤灰化学成分不稳定，波动大(见表4)。

5结束语

通过我公司应用实践得出以下结论，应用专家智能

优化系统提高替代燃料的投加量，可以实现以下效果。

(1)投加5t/h替代燃料时，节约3.5t/h原煤，日降低CO₂排放2.1×3.5×24=176t,回转窑全年运行200d,年降

低CO₂排放3.5万t。

(2)年生产熟料119万t,年降低CO₂排放3.5万t,吨熟

料降低CO₂排放29kg/t。

(3)如果执行碳交易CO₂排放55元/t,年节约55

×35000=192.5万元。

同时该系统的应用，可降低中控操作员劳动强度，开拓使用废纺领域，有效减轻煤价波动带来的压力，降低生产成本，还能将废纺等废弃物有效循环利用，带来经济和社会双重效益，是水泥行业未来发展的新风口，会有更多的水泥企业加快产业绿色转型升级。在工业化和信息

化融合的大背景下，具有良好的发展前景。

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