水泥生产工艺的节能技术

水泥生产工艺的节能技术摘要：随着我国城市化进程的持续加快，建筑领域获得了良好的发展，与此同时，水泥产业也在该背景下出现了较大的突破性改变。为了更好地响应国家可持续发展的战略，相关企业愈发重视水泥生产工艺中节能技术的运用，并在节能生产方面投入了大量的人力、物力和资金，使得水泥节能化生产方面取得了重大突破。但在当前，水泥生产工艺依然有较大的改进空间。为此，加强对节能技术的不断创新研究是当下的一大重要任务。基于此，本文详细分析了水泥生产工艺的节能技术。关键词：水泥生产；工艺；节能技术引言水泥行业是耗能很高的行业，同时也是污染物排放量较大的行业。我国正在迈入到第二个百年奋斗发展阶段，高质量发展是这一发展阶段的主要目标。对于水泥企业来说，只有依靠科技创新，走节能环保的道路才能实现高质量发展的目标。本文主要就水泥生产工艺中常用的几种节能技术进行分析，希望能为我国水泥行业的节能工作提供一定的参考价值。1水泥行业节能潜力分析水泥是我国重要的基础性原材料，水泥行业随国民经济发展获得了长足的发展，在相当长的时间里，水泥建材的作用仍是不可替代的。通常情况下，水泥的生产过程会消耗一定的煤炭资源，还需要大量的电力能源支持生产作业。而煤炭消耗在水泥行业当中占据了较大的比重，部分水泥生产企业使用质量较差的煤炭会导致在水泥生产过程中，产生一定的附加污染物排放，主要是二氧化硫和氮氧化物，极易造成环境排放超标等隐患和风险。在节能减排，优化产业结构，淘汰落后产能政策的持续治理下，水泥企业应用包括二代水泥技术在内的先进节能技术及装备，实施节能设备改造，积极推进水泥窑协同处置替代燃料，大力推进能源管理系统和水泥行业智能化生产等措施和手段，对现有的水泥生产工艺技术进行了大幅度的改进和提升，有效降低了水泥行业的能耗水平。2020年我国水泥熟料单位产品综合能耗已逐步降低至108千克标准煤/吨的水平，较2015年下降约4千克标煤/吨［1。］2水泥生产过程中的节能工艺技术2.1水泥粉磨工艺节能技术部分大型管磨机通过管桩筛分装置、研磨体防串装置、分级衬板等达到节能的目的。为了保障管磨机可以正常运作，确保在长期高速率、稳定性的生产期间可以把一些质量较佳的材料运用于其中，例如硬质合金材料、高（中）铬合金材料。此外一些较易受到损坏的部件，比如隔仓板或衬板等则应当和研磨体保持一致，进而确保磨具外表光洁，为提高生产质量与产量提供基础。部分中小型管磨机的粉磨系统不管是使用闭路或是开路，在物料处理环节均可使用预处理系统与工艺。在此之中主要涵盖了预粉磨、预粉碎及预破碎等一系列预处理工艺。借助该工艺流程加以处理以后，可通过预粉磨工艺来达成对粉磨的处理，确保长期稳定、高效的运作。物料在通过处理后可以把粒径控制到不超过2毫米的水平。基于对预处理工艺的运用，可以把粗磨工艺内的部分功能加以替代，通过运用细磨工艺，可以将部分长径偏低的中长/短磨系统予以改造，使其产量得以提升3%左右，还可以减少粉磨的耗电量。2.2磨内喷水系统的节能方案磨内喷水技术是目前节能降耗的关键方向，该系统主要由供气与供水模块构成。在进行水泥的生产制造过程中，喷水装置自头部至尾部均具有喷水功能，使用备用泵可以确保喷水系统具有更为可靠、稳定的工作效率。由其工作原理分析可以得知，喷水系统运作期间，电机受到多级离心泵的引导可以输出压力水，在和空气产生作用从而相互混合以后，可以从设备内喷出一种呈现为雾状的压力水物料若是在进入粉磨流程前温度超过105摄氏度，则水会经过喷水装置自前舱流入；若是超过110摄氏度，便需要启动喷水功能。所以，运用直射喷嘴可以有效改进喷水系统的整体功能，利用雾化技术来实现对设备的冷却处理。基于雾化技术，操作人员能让设备内喷入适量的水从而达成降温目标，以此来减少水资源的使用［2］。2.3使用热管技术的排气系统烟气的外在特征便是温度高、体积大，而且会带走大概三分之一的热量，这属于水泥生产工艺中最大的热损失途径。通过对余热的利用，能够提升炉膛热效率，把能源消耗量降至更低水准。废气所带走的热量和废气温度与废气量的乘积之间成正相关。最近几年，热管技术在烟气余热回收工艺中已经逐渐普及使用，其在提高热效率方面的效果也十分突出。热管技术能够用来降低废气温度，从而直接减少了由于废气排放而导致的热量损失。热管是基于传热技术原理而研发的高效传染配件。目前，市场上具有较多种类的热管，其中为了降低投资成本，重力热管备受市场青睐。所谓热管，就是填充了一定介质的密封性强、清洁、内部真空的真空管，介质类型主要有纯水体、丙酮、乙醇、其它类型的有机化合物、无机钾/钠金属等物质。在低温与高温热源朝着管道内部传导热量的时候，管道下段液体介质受热温度提高会立即蒸发并提升至热管上侧。基于上壳体外部低温冷源的热量吸取作用，蒸汽会逐渐冷却凝结成水滴，散发汽化潜热。基于其自身重力作用，水滴会顺着管壁回流，并且经过加热之后二次蒸发。此过程是连续进行的，而且是以较快的速度完成了热量回收工作［3］。2.4智能化节能技术相关水泥制造业是一个能源消耗密度较大的行业，由于水泥行业特殊的工艺技术特点，水泥熟料烧成需要燃煤消耗，涉及到的两磨工艺也都是电能消耗，能源消耗大约可占到水泥生产成本的40—70%，故能源消耗也是水泥生产成本中最大的可控成本，通过对节能改造持续投入，可降低能耗成本，另外一个方面，从精细化的能源管理和智能化的控制方面，可极大提高能源使用效率，进而可实现水泥行业的降本增效。我国当前的大部分新型干法企业，所装备的工艺设备均比较先进，但在能源管理方面，大部分仍在采用传统的人工统计分析方法，这种方法不但效率低，同时还存在较大的滞后性，距离精细化的能源管理仍相差较远。目前已实现数字化转型的水泥智能工厂，均以能源管理系统作为智能工厂的基础性模块，并设置有能源管理中心，通过建立相关的能源管理体系，及时精细地进行能源管理。能源管理系统在硬件层面建立变量采集系统，包括生产DCS数据、高压电表数据、低压电表数据、化验数据、物流数据，通过专用网络进行汇集并分类存取。之后，建立能源管理系统软件平台，平台具备工艺参数存储和分析查询功能，将各种能源消耗数据进行分类展示，并根据工艺状况建立分析图表，如峰谷平运行情况、空负荷运行情况分析等，方便操作员、工程技术人员进行分析和查询。具备生产调度管理模块，对各种库存、产量、单耗等数据进行列示分析，为生产调度和各级管理人员决策提供依据［4。］结束语节能技术的运用使得建筑领域的发展更为环保、效率更高，与此同时也提升了水泥生产的能源使用率，让水泥生产模式得到不断改进，有益于生产高质量、低成本的建材，这也充分落实了建筑产业的环保理念。水泥生产工艺和节能技术的有机结合，既能够让水泥生产趋于节能化、自动化、科学化，同时也推动着节能技术的不断研发创新和在更多领域中的运用，这对国内生态建设而言具有较大的积极作用。参考文献［1］巩政•浅析水泥生产工艺的节能技术［J］