淺析水泥生產工藝的節能技術

鞏 政

（山東省建筑材料工業設計研究院， 山東 濟南 250000）

0 前言

水泥是建筑業最常用的建筑材料之一。水泥混凝土由于其諸多優點，已成為建筑業不可缺少的材料，進一步提高了水泥的重要性。目前我國水泥生產過程相對落后。部分地區仍然采用傳統的水泥生產工藝，是傳統的立窯生產工藝。由于大量的投資和嚴重的污染，這一生產過程越來越不能滿足社會生產的需要。能耗是回轉窯生產成本的重要指標。普通水泥回轉窯熱效率約為30%，先進旋風預熱器窯熱效率僅為50%左右。

1 節能技術的應用

1.1 變頻控制技術

回轉窯主傳動產生的動力主要用來驅動頻率控制技術電機。工作的特性要求電機系統只有具有高的起動扭矩和穩定的調速性能的電機系統才能適配回轉窯。上個世紀七十年代都是通過電機串聯電阻調速來驅動回轉窯的。晶體管技術在上個世紀八十年代的發展是非常迅速的回轉窯中對直流電動機調速系統的使用頻率也不斷增加。因為回轉窯散熱高，直流電機會快速損壞碳刷和換向器頭，導致不穩定低速運行，產生大量功耗。轉窯電機驅動系統應用變頻調速技術，形成交流調速驅動系統，將直流調速系統完全取代了，節能效果非常明顯。變頻器和交流電機組成交流調速系統。逆變器是無源逆變器，其將商用頻率相互轉換。通過控制變頻器、變頻交流電機驅動來完成回轉窯的拖動任務，實現回轉窯牽引變頻控制和同步控制。可以將回轉窯高扭矩要求充分滿足。在調速過程中十分穩定，節能效果也是非常明顯。回轉窯的所有主傳動系統都可以運用技術。

1.2 燃燒技術的改進

1.2.1 新型雙管燃燒器介紹了KBN 系列新型雙管煤粉燃燒器。除了傳統的多通道燃燒器的優點外，燃燒器可以將燃燒區局部高溫現象消除，更加合理的分布火焰溫度，可以使窯爐長時間的運行。新型雙管燃燒器的主要優點是可以消除了內管道，調整旋流器和外管道旋流強度。當環形射流的厚度增加到三倍于管道燃燒器厚度時，燃燒器的燃燒效率會大大降低。可以將空氣和煤粉的點火速度延緩，降低火焰的最高溫度，將燒結區耐火磚的使用壽命不斷延長。省去了傳統多風燃燒器的內外空氣調節閥，簡化了系統，一次風機大概節約百分之三十。由變速箱的手輪調節火焰的形狀，通過變速箱上的顯示器提示。可以簡單、準確的控制火焰。煤粉螺旋給料機安裝螺旋泵在上方方。風機通過螺桿泵將煤粉送入雙管式燃燒器，高壓離心風機提供外部空氣。

1.2.2 煤粉燃燒技術同時，由于煤粉在足夠的氧區內完全燃燒，煤粉的化學不完全燃燒損失顯著降低。

1.2.3 減少窯熱損失在回轉窯運行過程中，汽缸空氣中損失的熱量占總熱量大于百分之二十。周圍的空氣通過襯套和汽缸接收回轉窯中的熱氣流的熱量。內襯的導熱系數越大，熱阻越小，熱損失越大。因此，提高窯襯的熱阻，即絕熱效果，降低窯缸的熱損失是提高窯襯熱阻的重要措施。

2 節能措施

2.1 分解和節能措施

2.1.1 采用CB20 單層防潮磚。CB20 單層加濕保溫磚是由工作層和保溫層組成的輕質高強耐磨耐高溫磷化磚。由于保溫磚強度高，導熱系數低，抗熱震性好，可將圓筒表面冷卻至70～90℃。同時，磚體密度比普通粘土磚輕，減少了窯系統的重量負荷和窯的能耗。采用CB20 磚后，在一定程度上提高了分解區的材料溫度、氣流和襯里材料，且材料的分解反應較為完整。

2.1.2 砌筑技術為了減緩物料在分解區的移動速度，延長物料的加熱時間，提高分解速度，可采用防剝落高、低磚三通固定環強化分解區的功能。在鋪設高和低的磚之后，攪拌材料層，這增加了向表面供給的材料的機會。材料內層的傳熱也不斷增加，材料的移動速度也同時減緩了，加快了材料的分解速度，氣流、耐火磚和材料之間的溫差不斷增大，為提高傳熱能力準備了條件。使材料的預熱能力增加了，增加了生產，減少了熱消耗。

2.2 使用熱管技術的排氣系統

煙氣具有較高的溫度和大的體積，并且帶走大約33%的熱量，這是最大的熱損失。使用余熱來提高爐膛熱效率、將能耗的關鍵降低。由廢氣帶走的熱量與廢氣溫度和廢氣量的乘積成比例。近年來，在煙氣余熱回收中廣泛的應用熱管技術，取得的效果也是明顯的。熱管技術可用于降低廢氣溫度并因此減少來自廢氣的熱損失。熱管是根據傳熱技術需要開發的高效傳熱元件。有許多類型的熱管。為了節約投資，重力熱管已在中國得到了廣泛的應用。熱管為填充有一定量工作介質的密封、干凈、抽真空的真空管。介質可以是純水、丙酮、乙醇或有機化合物和無機鉀、鈉、堿金屬等。當低溫和高溫熱源向管內傳熱時，當管下端的液體工質被加熱時，它迅速蒸發并上升到熱管的上端。由于在上殼體外部的低溫冷源的吸熱作用，蒸汽冷凝成水滴，散發汽化潛熱。根據其自身的重力，液滴沿著管壁流回并加熱并再次蒸發。該過程是連續的，并且非常快速地完成了熱回收的任務。

2.3 除灰、除水能耗

2.3.1 降低除灰、除渣能耗

窯粉塵帶走的熱量占熱耗的約1%-4%。雖然窯灰的重量較小，但也是不能忽略的原料。避免了電除塵器的開啟和關閉，提高了除塵器的效率，選擇了合適的窯風速，原料顆粒重量和換熱設備可以減少窯粉塵的數量，減少窯塵帶走的熱量。

2.3.2 降低除濕能耗

漿液的含水量越高，蒸發所消耗的熱量就越大。為了減少泥水蒸發的熱量，有必要減少泥水，減少或消除外部的抽水。采用稀漿提高漿料的流動性是降低漿料蒸發熱量的關鍵，是實現節能、提高濕窯產量的一種經濟、方便的途徑。理論上，對于漿料水分的每1%的還原，熟料的熱消耗可以降低1%-2%，熟料的產率可以提高1.5%-2.5%。

3 結束語

隨著我國經濟的發展，經濟全球化的加強，企業之間日益激烈的競爭，加上環境和資源問題，是現代企業發展面臨的一個緊迫問題。企業的發展必須改變傳統。企業發展的方向。傳統的概念是加強管理，同時最大限度地提高企業的經濟效益，同時引進先進的技術和設備。