水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能技術(shù)探討

張夫斗

華沃（棗莊）水泥有限公司生產(chǎn)運(yùn)行部 山東棗莊 277200

生產(chǎn)水泥的一系列設(shè)備組成的生產(chǎn)線：主要由破碎及預(yù)均化、生料制備均化、預(yù)熱分解、水泥熟料的燒成、水泥粉磨包裝等過(guò)程構(gòu)成。在水泥生產(chǎn)線的過(guò)程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料。

1 水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能技術(shù)介紹

1.1 變頻控制技術(shù)

水泥生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)會(huì)有動(dòng)力產(chǎn)生，產(chǎn)生動(dòng)力是頻率控制技術(shù)電機(jī)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力，所采用的電機(jī)系統(tǒng)有比較高的要求，啟動(dòng)扭矩高、調(diào)速性能穩(wěn)定，才能夠與回轉(zhuǎn)窯搭配運(yùn)行。比較傳統(tǒng)的方式均是利用電機(jī)串聯(lián)電阻調(diào)速達(dá)到回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)的目的，與此同時(shí)，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)用晶體管技術(shù)，提升直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用頻率。由于回轉(zhuǎn)窯會(huì)散發(fā)大量熱量，所以直流電機(jī)可能會(huì)導(dǎo)致炭刷、換向器頭破損，影響到生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性，還會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量能耗[1]。

1.2 燃燒技術(shù)

（1）雙管煤粉燃燒器。水泥生產(chǎn)中運(yùn)用燃燒技術(shù)，其中會(huì)包括新型雙管燃燒器，這種燃燒器類(lèi)型比較豐富，常用的有雙管煤粉燃燒器，不僅具備傳統(tǒng)形式的多通道燃燒器優(yōu)勢(shì)，還能夠解決燃燒區(qū)個(gè)別部位高溫這一問(wèn)題，加強(qiáng)分布火焰溫度的合理性，延長(zhǎng)窯爐運(yùn)行時(shí)間。

（2）煤粉燃燒技術(shù)。采用煤粉燃燒技術(shù)，因?yàn)槌渥阊鯀^(qū)內(nèi)部煤粉能夠完全燃燒，在這一條件下煤粉化學(xué)不完全燃燒損失會(huì)在煤粉燃燒技術(shù)的作用下不斷降低，提升燃燒效果。

（3）減少窯熱損失。回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行期間窯熱損失隨之減少，預(yù)熱器空氣內(nèi)部損失熱量在總熱量中占比約為20%，附近空氣利用襯套、澆注料可以接收到回轉(zhuǎn)窯傳輸?shù)臒釟饬鳠崃俊Ｈ绻麅?nèi)襯導(dǎo)熱系數(shù)增加，會(huì)減小熱阻，并提升熱損失。所以窯襯熱阻提升，絕熱效果得到優(yōu)化，而減少窯熱損失便可以達(dá)到提升窯襯熱阻的目的[2]。

1.3 預(yù)粉磨技術(shù)

水泥進(jìn)入到球磨處理這一階段之前，需要進(jìn)行預(yù)粉磨處理，增加料床粉磨裝置，確保原本運(yùn)行的球磨系統(tǒng)能夠增加節(jié)能生產(chǎn)效率。料床粉磨與單顆粒破碎對(duì)比存在差別，比較經(jīng)典的料床粉磨設(shè)備包括輥式磨、輥壓機(jī)、筒輥磨，三種不同的料床粉磨設(shè)備都可以進(jìn)行預(yù)粉磨，其中輥壓機(jī)用預(yù)粉磨相對(duì)較多。分析輥壓機(jī)預(yù)粉磨大致可以劃分成循環(huán)預(yù)粉磨、部分終粉磨、混合粉磨、聯(lián)合粉磨等環(huán)節(jié)，其中循環(huán)預(yù)粉磨、聯(lián)合粉磨比較常見(jiàn)。運(yùn)用預(yù)粉磨技術(shù)可以簡(jiǎn)化循環(huán)預(yù)粉磨操作流程，電能節(jié)省效果明顯。經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，單耗能降低可達(dá)到11%，但聯(lián)合粉磨操作環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，與水泥磨對(duì)比能夠節(jié)省系統(tǒng)電耗在19%左右。

1.4 排氣系統(tǒng)熱管技術(shù)

水泥生產(chǎn)需要用到不同類(lèi)型的熱管，為了能夠達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)減少投資，重力型熱管最為常見(jiàn)。該熱管具有較好的密封性與潔凈性，是抽成真空金屬管。在管內(nèi)填充工作介質(zhì)，例如純水、丙酮或者有機(jī)化合物等，可以在-200～2000℃這一溫度區(qū)間內(nèi)使用。如果下方高溫?zé)嵩磦鬏敓崃康焦芮唬紤]到加熱管腔下方為液態(tài)工質(zhì)，可以快速蒸發(fā)上升至熱管的上方。上方殼外低溫冷源具有吸熱的效果，蒸汽冷凝成液滴之后可以釋放汽化潛熱，此時(shí)液滴憑借自身重力順沿管壁回流到下方，重新受熱氣化，反復(fù)循環(huán)這一流程，其間效率不斷提高，便可以結(jié)束熱回收處理。

1.5 煤粉噴騰燃燒技術(shù)

水泥熟料生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用煤粉噴騰燃燒技術(shù)，需要用到煤粉燃燒器，在技術(shù)不斷創(chuàng)新與改進(jìn)之后，風(fēng)煤混合處理得到的效果也更加優(yōu)化，有效提高了煤粉燃燒效率。因?yàn)槊悍廴紵Ч鼮槌渥悖嗍炝仙a(chǎn)環(huán)節(jié)火焰溫度不斷提升，通過(guò)煤粉燃燒技術(shù)使得綜合煤、劣質(zhì)煤生產(chǎn)燃燒效率得到提高。因?yàn)橐淮物L(fēng)量降低，煤粉噴騰燃燒過(guò)程中二次風(fēng)量提高，煤粉燃燒效果更加理想，可以規(guī)避一次風(fēng)量過(guò)大導(dǎo)致煤粉向低溫區(qū)域飄落，引發(fā)的無(wú)法充分燃燒而浪費(fèi)的現(xiàn)象，當(dāng)二次風(fēng)量加強(qiáng)之后，煤粉燃燒環(huán)節(jié)供氧更為充足，能夠提升煤粉燃燒效率。

2 水泥生產(chǎn)節(jié)能優(yōu)化建議

2.1 水泥粉磨生產(chǎn)節(jié)能優(yōu)化

水泥粉磨是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，采用球磨機(jī)開(kāi)路粉磨系統(tǒng)，通過(guò)球磨機(jī)這一設(shè)備，如果水泥熟料或者混合料的硬度不同，便可以同時(shí)放入到球磨機(jī)內(nèi)展開(kāi)粉磨處理，最終獲得粉磨成品。總結(jié)該工藝的優(yōu)勢(shì)在于操作過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)性要求不高，同時(shí)也不需要投入大量資金。但缺點(diǎn)是如果操作過(guò)程控制不到位，有可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)粉磨這一現(xiàn)象。

采用球磨機(jī)進(jìn)行閉路粉磨生產(chǎn)，這里提到的閉路粉磨同樣是運(yùn)用球磨機(jī)設(shè)備，針對(duì)水泥熟料展開(kāi)加工處理，隨后再采用選粉機(jī)將加工得到的成品劃分類(lèi)別，即成品和粗粉，得到的粗粉需要重新放入球磨機(jī)展開(kāi)粉磨生產(chǎn)。通過(guò)該工藝能夠解決過(guò)粉磨現(xiàn)象，并且不會(huì)導(dǎo)致大量能耗，最終成品產(chǎn)量較大，可以保證成品質(zhì)量。然而操作過(guò)程中具有一定復(fù)雜性，對(duì)技術(shù)人員的要求相對(duì)較高。

2.2 水泥生產(chǎn)技術(shù)的節(jié)能優(yōu)化

為了達(dá)到良好的分解節(jié)能效果，在水泥節(jié)能生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)用新型干法水泥生產(chǎn)線，能夠促進(jìn)水泥生產(chǎn)，并且達(dá)到減少熱量消耗的效果。采用該技術(shù)，包括選材、加工處理、粉磨生料等工序，在水泥節(jié)能生產(chǎn)這一方面有非常好的效果。在生料制備環(huán)節(jié)駕駛運(yùn)輸車(chē)輛將石灰石運(yùn)輸?shù)狡扑槲沽蟼}(cāng)，由破碎系統(tǒng)對(duì)石灰石進(jìn)行破碎處理，最后再運(yùn)輸?shù)筋A(yù)配料預(yù)均化堆場(chǎng)當(dāng)中，所采用的輔助原料輸送到相應(yīng)的配料庫(kù)。操作雙輥破碎機(jī)處理。當(dāng)粗顆粒破碎程度超過(guò)85%，且粒徑不足25mm便可以轉(zhuǎn)入到預(yù)配料預(yù)均化堆場(chǎng)。所有原材料經(jīng)過(guò)破碎處理之后輸送至配料庫(kù)，經(jīng)過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)、入磨鎖風(fēng)閥等運(yùn)輸裝置傳送到原料立式磨中展開(kāi)烘干、粉磨加工。完成粉磨這一環(huán)節(jié)，如果依然有粗粉存在需要重新返工，確定不存在粗粉即可將其放入至旋風(fēng)收塵器進(jìn)行最后的處理[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段水泥生產(chǎn)需要朝著節(jié)能的目標(biāo)前進(jìn)，結(jié)合現(xiàn)有水泥生產(chǎn)方案，需要優(yōu)化生產(chǎn)工藝與技術(shù)，采用新型生產(chǎn)設(shè)備，減少生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，同時(shí)提高生產(chǎn)效率與設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率，減少資金投入。