水泥企业节能讲义

水泥企业节能技术措施（讲义）刘永明2012年8月

内容提纲1、建材工业基本情况2、水泥企业能效对标的指标与指标体系3、水泥行业实用节能技术及节能效果4、附图1建材工业基本情况1.1我国是建材生产和消费大国建材工业是重要的原材料及制品工业，目前有80余类、1400多品种和规格产品。

2009年，水泥16.48亿吨；平板玻璃5.77亿重量箱；卫生陶瓷1.56亿件；建筑陶瓷砖68.79亿M2;产消占全球近一半。1.2重点耗能企业年耗能1万吨标准煤及以上：钢铁、有色、电力、石油石化化工、建材、交通运输等。能源消费量占全部工业的70%，全社会能源消费量的50%。1.3建材行业发展目标资源节约型、环境友好型1、坚持以节能为中心的结构调整2、推进节能技术进步3、提高节能减排意识，强化能源科学管理1.4水泥企业管理目标均匀、稳定、节能、降耗、环保

1.5水泥产业的总体能耗概况

近几年水泥行业能源消耗情况

1.6水泥企业的能耗分布情况原料破碎与预均化4.00%生料制备42.50%生料均化0.40%燃料制备5.30%熟料烧成35.90%废气处理6.60%辅助生产设备5.30%

典型水泥熟料生产线电耗分布图1.不同规模水泥企业典型电耗分布情况：原料破碎与预均化2.30%生料制备24.70%生料均化0.20%燃料制备3.10%熟料烧成21.60%废气处理5.20%辅助生产设备5.20%水泥粉磨37.10%水泥包装0.60%

典型水泥生产线电耗分布图2.不同规模水泥企业熟料标准煤耗情况：规模（t/d）标准煤耗（kgce/t）≥4000104.3~1232000~4000（含2000t/d）110.9~132.31000~2000（含1000t/d）≈133.3

2水泥企业能效对标的指标与指标体系

2.1水泥行业能耗指标及存在的问题目前我国水泥行业主要的能耗指标有熟料烧成热耗（煤耗）、熟料综合电耗、水泥综合能耗和水泥综合电耗。

不同水泥企业在进行能耗对比时存在如下问题：1、水泥熟料生产窑型以及生产规模不一致，导致企业间能耗的可比性差。2、各水泥企业由于采用的原燃料品位的差异，导致熟料强度差别较大，导致企业间能耗可比性差。3、能耗统计范围不一致，导致企业间能耗的可比性差。4、电力折标准煤系数的影响，导致能耗的可比性差。

2.2水泥企业能效对标指标体系

2.2.1水泥企业能效对标指标体系框架

2.2.2水泥企业能效对标指标定义与计算

2.2.2.1综合性能耗指标1、熟料综合能耗2、熟料综合煤耗3、熟料综合电耗4、水泥综合能耗5、水泥综合电耗

1熟料综合能耗

（1）定义在统计期内生产每吨熟料消耗的各种能源折算成标准煤所得的综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kgce/t）。（2）统计范围（3）计算方法Ecl=ecl+Qcl×0.1229=esc+eyhg×a+erhg×b+[Qsc+Qfq+(Qps+Qyjh+Qyfm+Qjh)×a+Qrfm×b+Qfz+Qqt]×0.1229

2熟料综合煤耗

（1）定义在统计期内生产每吨熟料的燃料消耗，包括烘干原燃材料和烧成熟料消耗的燃料，单位为千克标准煤每吨（kgce/t）。（2）统计范围熟料综合煤耗的范围为从原燃材料进入生产厂区开始，到水泥熟料出厂的整个熟料生产过程消耗的燃料量，包括烘干原燃材料和烧成熟料消耗的燃料。应包括烧成系统点火烘窑期间的油耗以及生料制备系统和燃料制备系统热风炉烘干消耗的油耗折算的标准煤量。（3）计算方法ecl=esc+eyhg×a+erhg×b

3熟料综合电耗

（1）定义在统计期内生产每吨熟料的综合电力消耗，包括熟料生产各过程的电耗和生产熟料辅助过程的电耗，单位为千瓦时每吨（kWh/t）。（2）统计范围（3）计算方法Qcl=Qsc+Qfq+(Qps+Qyjh+Qyfm+Qjh)×a+Qrfm×b+Qfz+Qqt

4水泥综合能耗

(1)定义在统计期内生产每吨水泥消耗的各种能源折算成标准煤所得的综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kgce/t）。（2）统计范围（3）计算方法Ec=ecl×c+ehhg×d+（Qs+Qhhg×d+Qbz+Qfz+Qqt+Qcl×c）×0.1229

5水泥综合电耗

(1)定义在统计期内生产每吨水泥的综合电力消耗，包括水泥生产各过程的电耗和生产水泥的辅助过程电耗（包括厂内线路损失以及车间办公室、仓库的照明等消耗），单位为千瓦时每吨（kWh/t）。（2）统计范围（3）计算方法Qc=Qs+Qhhg×d+Qbz+Qfz+Qqt+Qcl×c

2.2.2.2分步能耗指标

1、原料破碎电耗2、原料预均化电耗3、原料烘干煤耗4、生料粉磨电耗5、生料均化电耗6、燃料烘干煤耗7、燃料制备电耗8、废气处理电耗9、熟料烧成电耗10、熟料烧成煤耗

11、辅助生产电耗12、其他应计电耗13、其他非生产电耗14、混合材烘干煤耗15、混合材烘干电耗16、水泥粉磨电耗17、水泥包装和输送电耗2.3水泥企业能效对标基线

项目国际先进水平国内先进水平全国平均水平1000～2000t/d（含1000t/d）熟料综合电耗(kWh/t）667375熟料综合煤耗(kgce/t)107116130熟料综合能耗(kgce/t)115125139水泥综合电耗(kgce/t)861001052000～4000t/d（含2000t/d）熟料综合电耗(kWh/t）586170熟料综合煤耗(kgce/t)108110118熟料综合能耗(kgce/t)115117127水泥综合电耗(kgce/t)85921004000t/d以上（含4000t/d）熟料综合电耗(kWh/t）555765熟料综合煤耗(kgce/t)106108111熟料综合能耗(kgce/t)112115119水泥综合电耗(kgce/t)80909560万t/y水泥粉磨企业水泥综合电耗(kWh/t）34364080万t/y水泥粉磨企业水泥综合电耗(kWh/t）333539120万t/y水泥粉磨企业水泥综合电耗(kWh/t）323438

不同规模生产线及水泥粉磨企业能效对标基线

不同规模水泥生产线各工序能效指标

项目国际先进水平全国先进水平国内平均水平备注1000～2000t/d（含1000t/d）原料破碎（kWh/t原料）0.40.71.5原料预均化（kWh/t原料）1.01.21.5原料粉磨（kWh/t生料）162024生料均化（kWh/t生料）0.10.150.4熟料烧成（kWh/t熟料）262831废气处理（kWh/t熟料）334煤粉制备（kWh/t煤粉）243032水泥粉磨（kWh/t水泥）293436水泥包装及输送（kWh/t水泥）1.21.52.0其他生产电耗（kWh/t水泥）2.03.03.5

不同规模水泥生产线各工序能效指标

项目国际先进水平全国先进水平国内平均水平备注2000～4000t/d含2000t/d原料破碎（kWh/t原料）0.40.71.5原料预均化（kWh/t原料）1.01.21.5原料粉磨（kWh/t生料）161823生料均化（kWh/t生料）0.10.150.5熟料烧成（kWh/t熟料）232628废气处理（kWh/t熟料）334煤粉制备（kWh/t煤粉）222330水泥粉磨（kWh/t水泥）283034水泥包装及输送（kWh/t水泥）1.01.01.8其他生产电耗（kWh/t水泥）1.52.03.5

不同规模水泥生产线各工序能效指标

项目国际先进水平全国先进水平国内平均水平备注4000t/d以上（含4000t/d）原料破碎（kWh/t原料）0.40.71.5原料预均化（kWh/t原料）1.01.21.5原料粉磨（kWh/t生料）121521生料均化（kWh/t生料）0.10.150.5熟料烧成（kWh/t熟料）2122.528废气处理（kWh/t熟料）334煤粉制备（kWh/t煤粉）202225水泥粉磨（kWh/t水泥）283036水泥包装及输送（kWh/t水泥）1.01.01.8其他生产电耗（kWh/t水泥）1.01.21.5

2.4影响各工序能耗的主要因素

2.4.1生料粉磨（1）原料条件原料易磨性

Wi=10~12kwh/tMF=0.9~1.0入磨原料粒度入磨原料水分水分8~15%（2）设备选型及工艺流程风扫磨辊式磨辊压机终粉磨（3）生料细度

细度降低1%，球磨电耗增加3%；辊式磨电耗增加2%。（4）其他节能技术采用预破碎改良耐磨材料高效选粉机

2.4.2燃料制备

（1）燃料条件

燃料的易磨性（哈氏指数HGI）

入磨燃料水分（2）设备选型及工艺流程无烟煤选择风扫磨（难形成料床）（3）煤粉细度

2.4.3熟料烧成

（1）原、燃料条件生料的易烧性生料率值燃料种类燃料热值有害成分（2）生产线规模（3）工艺设备及操作窑头和窑尾燃烧器窑尾预热器分解炉系统窑头冷却机系统漏风耐火材料（4）节能措施减少窑系统漏风利用窑头窑尾废气余热发电对烧成系统大的电机采用调速对分解炉系统进行改造对冷却机系统进行改造

2.4.4水泥粉磨

（1）原料条件

熟料性能

混合材的品种和掺加量

原料水分

（2）设备选型及工艺流程球磨机系统辊压机预粉磨系统辊式磨终粉磨系统分别粉磨系统（3）产品细度

3.1水泥矿山与原料配料技术3.1.1我国水泥原料的基本工艺加工性能及对能效的影响3.1.2优化原料配料的基本条件3.1.2.1首先做好原料资源的地质工作3.1.2.2进行必要的原料工业性能试验3.1.2.3综合利用石灰石资源，提高企业经济效益及能效3.1.3.能效存在问题、原因分析及建议改进能效指标的建议3.2粉磨技术3.2.1高效笼式选粉机3.2.2预破碎3.2.3预粉磨3.2.4料床终粉磨3.2.5分别粉磨3.2.6水泥助磨剂3水泥行业实用节能技术及节能效果

3.3熟料烧成技术3.3.1六级预热器预分解炉系统(二级预热器)3.3.2二支承短回转窑（L/D=10-12）

两档窑与三档窑的比较3.3.3高性能大推力燃烧器一次风减少3%，节省热量16.7KJ/Kg3.3.4第四代无漏料冷却机单位熟料冷却风量：1.5-2.0Nm3/kg-cl3.3.5耐火材料

3.4替代原料与燃料（AFR）3.4.1替代原料粉煤灰、煤矸石、电石渣、硫酸渣等。3.4.2替代燃料热值4500-5500kcal/kg(窑头),2600kcal/kg(窑尾)。

生活垃圾气化，污泥的干化。

前处理及供料系统垃圾气化系统灰渣处理系统除氯系统CKK系统组成部分污水处理系统

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理安徽海螺川崎工程有限公司为例不可燃物堆场不可燃物分选设备砂循环装置热风炉垃圾坑卸垃圾平台垃圾行车助燃设备除臭装置回转窑ＳＰ原料稀释鼓风机稀释冷却器旋风分离器气体冷却器收尘机ＳＰ鼓风机ＡＱＣ分解炉垃圾破碎机垃圾供给装置垃圾计量装置引风机气化炉除氯设备烟道熟料CKK系统流程图

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理前处理及供料系统垃圾坑卸垃圾平台垃圾行车除臭装置原料垃圾破碎机垃圾供给装置汽车衡前处理及供料系统全密封结构负压状态臭气炉内燃烧

生活垃圾用密封运输车运送进厂，称重后卸入垃圾坑,通过破碎、搅拌进行均化。卸料大厅、垃圾坑采用全密封结构，通过风机将臭气送入气化炉内焚烧。

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理垃圾坑及行车垃圾破碎机

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理除臭机垃圾输送机垃圾气化系统砂循环装置热风炉助燃设备回转窑ＳＰ原料ＡＱＣ分解炉垃圾供给装置气化炉烟道熟料垃圾焚烧系统

垃圾喂入气化炉内与流化砂混和、沸腾，部分垃圾燃烧产生热量保持流化砂的温度500-550℃，另一部分垃圾气化，生成可燃气体送到水泥窑分解炉内进一步燃烧，彻底分解有害物质。

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理⑤资源物回收不可燃物·铁·铝①低空气比运行①

把废弃物作为有价物进行回收②实现稳定气化③不可燃物易排出④小型化垃圾热分解气体+未燃烧的碳④炉床面积小核心装备——气化炉③散气管方式②气化(部分燃烧)

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理

利用水泥窑处理生活垃圾技术原理分解炉进气装置分解炉近900℃温度+7S停留时间+CaO物料

气化炉气化垃圾产生的烟气通过管道送入水泥窑分解炉内进一步焚烧分解有害物质。烟气管道以相对于分解炉特定的高度、角度、斜度及截面积与分解炉接口，烟气中二噁英等有害物质在分解炉高温、足够停留时间及碱性物料的环境中分解、固化，