技术 | 水泥行业节能环保的几种技术途径

当前，环保形势日益严峻、环保举措重重加码，面对国家日益严格的环保政策要求，水泥企业节能减排可以从以下几个方面做起：生产工艺、产品与原料、生产设备、废料再利用等。

一、改进水泥行业中生产工艺

（一）变频调速技术的应用

水泥行业生产过程中应用变频技术的目标在于节能调节，比较典型的是利用变频技术控制风机的耗电。根据长期实践研究中发现，对于1t水泥在生产过程中的耗电将达到100kWh/t，而其中约有30%的耗电量用于风机调节中。通过变频调速技术的应用进一步控制风机，在标准煤的使用方面能够节约1kg，技术使用两年便可收回投资。

（二）粉磨技术的应用及助磨剂的添加

水泥行业为实现减少能耗的目标，常用到辊压机终粉磨技术，其在应用过程中对于产品电耗平均可降40%左右，但一般应用效果会因水泥成分不同而有所差异。同时，粉磨技术中的立磨系统也具有一定的节能作用，如墨西哥许多水泥厂商应用的立磨系统，在水泥产量为113t/h且表面积为385㎡/kg的情况下，立磨单位的耗电量仅为18.7kWh/t。这种方式在目前国内部分水泥厂商中也都有涉及，如亚太公司水泥厂，与以往应用的圈流磨相比，利用该技术能够在水泥方面节约10kWh/t。另外，在助磨剂使用方面，根据相关数据统计表明，其在粉磨电耗方面可节约4kWh/t左右，即使难以在成本上节约，但在水泥粉磨电耗方面能够起到明显的降低作用。

二、改进产品与原料

为实现节能减排目标，水泥企业在粉磨孰料过程中往往添加一定的混合材料，可使水泥性能得以改进，适用于实际施工项目中。通常对混合材料可选择钢铁生产中形成的固体废渣或开采矿石中存在的石屑与山体剥离物等，具有较大的节能潜力。另外，在原料使用方面也可将水泥生产中的石灰石利用工业废渣代替，能够获得一定的节能减排效果。其原因在于许多如钢渣、矿渣等含有CaO的废渣往往经过高温处理，使CaO在形式上转化呈铁酸盐或硅酸盐等，二氧化碳含量较小，无需再次加热分解。根据以往实践研究发现，在熟料烧成热耗中，对石灰石内CaCO₃处理时耗能量至少为其50%，需要引入钙质替代原料以实现节能减排目标。

三、生产设备降耗措施

（一）对生产中应用的主要设备节能

1 三相异步电动机的节能措施

现阶段，我国对水泥行业生产过程中应用的三相异步电动机已提出相关的规定，要求应用过程中使其运行负载率控制为80%左右，稳定运行的同时能够提高生产效率。根据水泥行业生产中破碎机的运行状态，可在电机节能设备方面选用当前WDJ6系列的节电器，能够对三路双向可控硅进行控制，保证其为导通状态，并调节运行时输出的功率以及设备启动电流等，具有一定的智能化与自动化优势。同时，也能及时发现线路中存在的有害脉冲波，保证稳压的同时实现节电的目标。

2 球磨机的节能措施

对于球磨机在节能方面可引入液体电阻启动器，能够对异步电动机启动性能起到明显的改善作用。其应用的原理在于机械传动装置在液体电阻的应用下使极板距离逐渐缩小直至电阻为0，平滑启动电机。应用时不会对电网造成冲击影响，启动次数可连续达到8次左右，运行较为可靠且易于维护。而在绕线式电动机节能方面可引入相关的补偿设备如静止式进相器，通过对转子电压与电流相位关系的改变实现补偿电机的目标。由于补偿设备应用后电机运行中的电流将被减少，会降低电机铜损程度，节能效果较为明显。

3 风机的节能措施

水泥行业中风机的节能措施首先在可启动设备方面选择液体电阻启动器，而在补偿设备方面选择静止式进相器，可使启动风机中过大的电流问题以及运行中较低的功率因数等得以解决。其次，为使电机调速更为合理，可利用能够进行手动调节或自动调节的液体电阻调速器，有效地控制液阻大小。最后，引入电机调速技术使外围信号得以检测的同时，能够自动完成排风与送风的过程并自动控制输出风量。传统控制风量过程中通常利用放风阀或挡风板，极易浪费过多的电能，所以可采用后两种方式有效解决传统风量控制方式存在的问题。

（二）生产中辅助设备的节能措施

水泥行业生产中利用低压配电系统的情况下，在电容补偿方面大多无法获得理想的效果且三相负载存在不稳定的情况。对此可引入WBJ电容精确补偿技术，处理过程中互相共补的同时，也可与分补结合，精确补偿系统负载。相比电容集中补偿技术，这种补偿技术的应用大幅度提高功率因数，也使线路无功损耗得以降低。另外，该补偿技术的应用更注重就地补偿，可在线路末端负载处提供相应的无功功率，低压配电网系统蹲在的无功流量问题得到解决，并降低线损。

四、废料再利用

（一）充分发挥废料处理中水泥窖辅助作用

为使水泥废料无害，常利用高温处理方式进行水泥废料的处理，其中的温度要求达到1000℃。这种情况下便可应用水泥窖炉，其能够在一定时间内使温度控制在1000℃以上，通过对有害废料的煅烧使水泥废料满足无害处理的要求。同时，水泥窖炉自身在结构上也具有一定的碱性，能够利用中和作用避免有害物质的频繁流动，使二恶英不具备形成条件。一般气体中有害物质在高温作用下会大幅度降低，且水泥生产中要求盐类结晶，能够减少CO₂的产生，以3000t/a水泥孰料的生产为例，其利用水泥窖后所处理的废物大约为10×104t，使水泥废料无害的同时也实现节能的目标。

（二）低温余热发电技术的应用

当前工业生产中的节能更注重资源的再利用，而水泥行业中能够利用的便为余热。通过余热发电的形式能够减少电能消耗也满足水泥节能生产的要求，如发电系统中涉及的闪蒸余热技术便应用到闪蒸理论，使水加热过程中利用余热形成热水以及蒸汽并完成分流过程，闪蒸装置中有热水流入后会形成低压蒸汽，而高压汽口出将吸收所有蒸汽，使低压蒸汽以及高压汽口处的主蒸汽共同作用成为汽轮机进行发电的动力。而且其中的低压蒸汽在经过作用后也会不断凝聚形成锅炉供水。因此，低温余热技术的应用是产生热水以及电能的重要途径，符合水泥行业生产节能减排要求。

结论：节能减排技术的应用是促进水泥行业持续发展的重要途径。实际应用过程中要求企业正视当前生产过程中存在的不利于节能减排目标实现的问题，注重生产工艺的改进、替代原料的应用、生产设备能耗的降低以及废料的再次利用等，促进水泥企业经济效益、社会效益与生态效益的相统一。

来源：《中国水泥备件网公众号》

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