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挑戰(zhàn)20度粉磨能耗 水泥行業(yè)節(jié)能降耗有辦法

文章出處:本站    人氣:11030    發(fā)表時(shí)間:2017-10-14 10:13:46

2017年上半年,全國(guó)水泥行業(yè)總體呈現(xiàn)量穩(wěn)價(jià)升態(tài)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,前5個(gè)月行業(yè)利潤(rùn)總額237億元,上半年利潤(rùn)水泥將超過(guò)300億元。在需求方面,水泥需求緊密相關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)投資繼續(xù)保持高位運(yùn)行,房地產(chǎn)小幅回落,2017年水泥需求與去年基本持平,但很難有大幅提升,水泥行業(yè)面臨的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題,仍然有待解決。

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇以及淘汰落后產(chǎn)能雙重壓力下,節(jié)能降耗已經(jīng)成為當(dāng)前水泥企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。另外,工信部于去年7月18日發(fā)布的《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)也提出,“到2020年,水泥熟料綜合能耗從2015年的112千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸降至105千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。”此《規(guī)劃》出,本就艱難前行的水泥企業(yè)步伐似乎又沉重了些。

相關(guān)資料表明,在水泥生產(chǎn)過(guò)程中,粉磨電耗占水泥生產(chǎn)總電耗的65%~75%,從降低粉磨電耗入手是實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)節(jié)能降耗的重要環(huán)。目前,大多數(shù)的水泥企業(yè)水泥粉磨系統(tǒng)電耗在30~36度之間,而通過(guò)技術(shù)改造、設(shè)備更新、應(yīng)用新型耐磨材料等措施,突出的水泥企業(yè)能夠?qū)㈦姾目刂圃?0度左右。

巨大的電耗差距意味著粉磨系統(tǒng)在節(jié)能降耗上有著廣闊的提升空間。7月28~29日,由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的“2017第九屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”在徐州博頓溫德姆酒店舉行,本次峰會(huì)以“挑戰(zhàn)20度粉磨能耗”為主題,邀請(qǐng)行業(yè)專家深入探討,互相交流。

會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

近年來(lái),由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的歷屆水泥粉磨峰會(huì)都能給水泥粉磨節(jié)能帶來(lái)耳目新的理念,促進(jìn)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用和推廣。本屆峰會(huì)邀請(qǐng)到中國(guó)聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理/總工程師袁亮國(guó)、中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)賈華平、鹽城市粉體設(shè)備工程技術(shù)研究中心總工朱順明、合肥水泥研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)/總工包瑋、邳州中聯(lián)水泥有限公司副總經(jīng)理王晨、華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授吳笑梅、中國(guó)水泥網(wǎng)董事長(zhǎng)邵俊等行業(yè)專家出席并吸引了500余名國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)和裝備企業(yè)參會(huì),共同探討粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗新思路。

堅(jiān)持思維創(chuàng)新 挑戰(zhàn)20度粉磨能耗

正如中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)賈華平在峰會(huì)上所言,未來(lái)水泥行業(yè)無(wú)論是生產(chǎn)企業(yè),還是產(chǎn)品營(yíng)銷企業(yè),都將會(huì)進(jìn)步集中,水泥粉磨站以及技術(shù)落后的企業(yè)將被淘汰出局。所謂的技術(shù)落后,對(duì)水泥粉磨來(lái)講主要指標(biāo)就是粉磨電耗。如何在競(jìng)爭(zhēng)中不被淘汰,除了外部市場(chǎng)以外,內(nèi)部管理和技術(shù)升級(jí)同樣重要,這也是每個(gè)企業(yè)必須重視的問(wèn)題。

目前,已有少數(shù)生產(chǎn)線的粉磨電耗降到了30度以下,但都有他們的特殊情況,不具備簡(jiǎn)單照搬的技術(shù)條件。具體來(lái)講,水泥企業(yè)不應(yīng)該被動(dòng)的等待條件,而是要想法創(chuàng)造條件,除各項(xiàng)粉磨裝備和技術(shù)的應(yīng)用升級(jí)以外,包括物料易磨性的選擇和改善,產(chǎn)品性能的針對(duì)性化等等,這些都是挑戰(zhàn)20度粉磨電耗,不可或缺的方面。

賈華平認(rèn)為,20度粉磨電耗是個(gè)標(biāo)桿,應(yīng)該成為行業(yè)挑戰(zhàn)的方向。以此為目標(biāo),將粉磨電耗降至30度以下,是當(dāng)前水泥行業(yè)在節(jié)能域需要推進(jìn)的重要工作。挑戰(zhàn)20度,由于每個(gè)水泥企業(yè)、甚至每條生產(chǎn)線都有不同的工況環(huán)境,不是僅僅靠某項(xiàng)技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)的,這需要個(gè)系統(tǒng)的化過(guò)程。

與會(huì)嘉賓認(rèn)真聽(tīng)報(bào)告

多途徑入手 聯(lián)合打造20度粉磨能耗

針對(duì)20度粉磨電耗的目標(biāo),合肥水泥研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)/總工包瑋提出了自己的思路,水泥粉磨技術(shù)的創(chuàng)新方向應(yīng)朝化礦物組成,實(shí)現(xiàn)熟料及輔料膠凝材料的高效利用;較低二氧化碳排放,合理降低熟料系數(shù);高壓料層粉碎發(fā)展,其中,高壓料層粉碎依然是主要方向。

中國(guó)聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理/總工程師袁亮國(guó)認(rèn)為,降低粉磨系統(tǒng)電耗可從常規(guī)的球磨機(jī)系統(tǒng)、輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)、立磨系統(tǒng)、陶瓷球等方面開(kāi)始入手,以中聯(lián)水泥為例,中聯(lián)水泥針對(duì)P.O42.5水泥20度電耗的目標(biāo),完成了方案化、階段性的試驗(yàn)、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),為打造低能耗水泥粉磨示范線打下了基礎(chǔ)。

1.半終粉磨系統(tǒng)

近年來(lái)無(wú)論是水泥生產(chǎn)企業(yè)還是從事水泥粉磨技術(shù)工藝研究的企事業(yè)單位都將目光聚集在了半終粉磨系統(tǒng)改造上,半終粉磨工藝可以有效解決目前聯(lián)合粉磨的過(guò)粉磨現(xiàn)象,利用輥壓機(jī)系統(tǒng)做功效率高的勢(shì)進(jìn)步提高粉磨效率。

邳州中聯(lián)粉磨單位能耗只有21-23度,工藝的改進(jìn)便是在半終粉磨系統(tǒng)上。據(jù)邳州中聯(lián)水泥有限公司副總經(jīng)理王晨介紹,目前邳州中聯(lián)輥壓機(jī)循環(huán)系統(tǒng)的選粉機(jī)選粉效率在65%左右,32um篩余<3%。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn),終確定該部分水泥的比例占系統(tǒng)產(chǎn)量的20%~25%,比表面積>420m2/kg,0~32um的累積量達(dá)97%,45um篩余為0 是理想的狀態(tài)。該工藝參數(shù)的確定較好的解決了水泥性能和工序電耗的矛盾。在生產(chǎn)過(guò)程中,此部分水泥以比表面積作為控制指標(biāo)。

除此以外,在半終粉磨系統(tǒng)上,立式磨水泥半終粉磨工藝因其粉磨效率高,運(yùn)轉(zhuǎn)率高;運(yùn)行穩(wěn)定;磨損小,維修成本低也是降低粉磨電耗的途徑之。

立式磨水泥半終粉磨工藝在實(shí)際案例中也得到了印證,福建省泉州市美嶺水泥有限公司2#水泥磨節(jié)能改造工程,采用HRM3400P預(yù)磨立式磨替換150-100輥壓機(jī),與φ4.2Χ13m球磨機(jī)+V選+組合式選粉機(jī)組成聯(lián)合半終粉磨工藝系統(tǒng), 生產(chǎn)P.O42.5R水泥由改造前系統(tǒng)產(chǎn)量130~140t/h提高到220~250t/h,系統(tǒng)綜合電耗由改造前的36~38kWh/t降到30kWh/t以內(nèi)。

2.聯(lián)合閉路粉磨工藝

水泥產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,產(chǎn)品供大于求的矛盾日顯突出,企業(yè)的利潤(rùn)空間不斷壓縮。水泥的終端產(chǎn)品是混凝土,以混凝土的性能來(lái)判斷粉磨系統(tǒng)劣更有實(shí)際意義。摻加合適摻量的超細(xì)工業(yè)廢渣粉,可以在低水泥用量、低用水量,低水膠比的情況下,配制出具有高抗裂性、體積穩(wěn)定性和耐久性的高性能混凝土。

早期的聯(lián)合粉磨工藝是由輥壓機(jī)+V型選粉機(jī)+動(dòng)態(tài)選粉機(jī)+管磨機(jī)+O-SEPA選粉機(jī)促組成,而改進(jìn)了后的聯(lián)合閉路粉磨工藝將動(dòng)態(tài)選粉機(jī)改為帶軸向分離器的動(dòng)態(tài)選粉機(jī),將O-SEPA選粉機(jī)改為高分散型選粉機(jī)。在未來(lái),由輥壓機(jī)+V型選粉機(jī)+雙驅(qū)精密選粉機(jī)+管磨機(jī)+尾倉(cāng)高細(xì)粉磨裝備+高分散型選粉機(jī)的聯(lián)合閉路超細(xì)粉磨工藝不失為個(gè)方向。

中國(guó)能源研究會(huì)節(jié)能減排特聘專家呂海峰介紹,鎮(zhèn)江鶴林水泥集團(tuán)通過(guò)聯(lián)合閉路超細(xì)粉磨工藝改造,PO42.5水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量270t/h提高到360t/h。1、2#磨為聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng),5、6#磨為聯(lián)合閉路超細(xì)粉磨技改系統(tǒng)。輥壓機(jī)、管磨等主機(jī)設(shè)備配置相同,其中5、6#磨石灰石配比增加4.5%,煤灰摻量增加8%,礦渣摻量增加2%。熟料配比比下降14.5%。

以年產(chǎn)200萬(wàn)噸水泥粉磨系統(tǒng)估算,每噸水泥電耗節(jié)約5-7KWh/t,加上節(jié)約熟料料耗25%~30%,效益能夠提升1000-2000萬(wàn)元。

3.陶瓷研磨體

陶瓷研磨體的出現(xiàn),是降低水泥企業(yè)粉磨系統(tǒng)電耗的重要環(huán)節(jié)。陶瓷研磨體在多家水泥企業(yè)磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)應(yīng)用結(jié)果證明:節(jié)電幅度般平均在4kWh/t-6kWh/t之間;也有的企業(yè)磨制P.Ⅱ52.5級(jí)或P.O52.5級(jí)水泥節(jié)電6kWh/t-8kWh/t,高等級(jí)水泥節(jié)電幅度大。

粉磨專家鄒偉斌在現(xiàn)場(chǎng)介紹了海螺集團(tuán)弋陽(yáng)公司的應(yīng)用效果,弋陽(yáng)公司原先用原全磨采用金屬球,生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量230t/h,系統(tǒng)粉磨電耗31.6kWh/t。改進(jìn)后,倉(cāng)仍采用金屬球,二倉(cāng)采用高強(qiáng)耐磨陶瓷段,P.O42.5級(jí)水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量228t/h,系統(tǒng)粉磨電耗降至26kWh/t,節(jié)電5.6kWh/t。

從半年后的應(yīng)用效果來(lái)看,運(yùn)行過(guò)程中,自然停磨開(kāi)二倉(cāng)磨門(mén)進(jìn)入檢查,幾乎未見(jiàn)破損,充分說(shuō)明陶瓷研磨體質(zhì)量良;按照單臺(tái)磨機(jī)年產(chǎn)量120萬(wàn)噸計(jì),年節(jié)電552萬(wàn)kWh,以平均電價(jià)0.50元/kWh計(jì)算,年節(jié)電效益達(dá)276萬(wàn)元,減去陶瓷研磨體的投入120萬(wàn)元,不到半年即可收回陶瓷研磨體投資。

目前,水泥企業(yè)對(duì)于陶瓷研磨體的使用還存在些顧慮。長(zhǎng)春理工大學(xué)/萍鄉(xiāng)順鵬粉磨系統(tǒng)專家/總工孫德成表示,陶瓷研磨體在定條件下代替鋼球是完全可行的!也是粉磨系統(tǒng)節(jié)能的重要改進(jìn)。但是要基于定的磨內(nèi)結(jié)構(gòu)、科學(xué)的級(jí)配方案、陶瓷球質(zhì)量過(guò)關(guān)多重因素要求的基礎(chǔ)上。

4.水泥助磨劑

水泥助磨劑是種醇胺類復(fù)合而成的添加劑,能夠輔助粉磨,適當(dāng)調(diào)整水泥性能。目前,助磨劑緊跟著水泥行業(yè)快速發(fā)展的步伐,在水泥行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。目前,已有70%以上的水泥企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中使用了助磨劑,水泥企業(yè)已認(rèn)識(shí)到助磨劑在水泥生產(chǎn)中節(jié)能降耗、改善水泥性能的作用。

但水泥助磨劑在應(yīng)用中還存在不少的誤區(qū),水泥助磨劑應(yīng)用專家柳玉強(qiáng)在會(huì)上指出,科學(xué)認(rèn)識(shí)水泥助磨劑,正確使用水泥助磨劑也能夠幫助降低水泥企業(yè)的粉磨系統(tǒng)。

5.轉(zhuǎn)速與填充率對(duì)球磨機(jī)粉磨效果的影響

目前,在礦業(yè)方面,大型的球磨機(jī)實(shí)行電瓶調(diào)速取得了些使用壽命延長(zhǎng)、能耗下降等效果。就目前水泥行業(yè)環(huán)保壓力不斷增加的背景下,水泥行業(yè)開(kāi)始實(shí)行節(jié)能降耗,若把這個(gè)技術(shù)轉(zhuǎn)嫁到水泥粉磨這個(gè)系統(tǒng)上是否同意可行?華南理工大學(xué)副教授吳笑梅與教授樊粵明做了這方面的研究,并覺(jué)得這個(gè)研究結(jié)果有定的意義。

吳笑梅、樊粵明在經(jīng)過(guò)了大量試驗(yàn)表明,佳研磨效果時(shí)的轉(zhuǎn)速大于佳粉碎效果時(shí)的轉(zhuǎn)速,工業(yè)磨機(jī)以佳粉碎效果設(shè)定轉(zhuǎn)速率為76%??梢钥紤]利用變頻技術(shù)增加球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速,降低球磨機(jī)的填充率或更換密度更小的研磨介質(zhì),提高其整體粉磨能耗利用率,增大粉磨系統(tǒng)輥壓機(jī)與球磨機(jī)運(yùn)行功率的比值,產(chǎn)生較好的節(jié)電效果。進(jìn)步可研究陶瓷球做研磨介質(zhì)與水泥磨變頻聯(lián)合的水泥粉磨技術(shù)。

粉磨系統(tǒng)挑戰(zhàn)20度可期 推動(dòng)水泥技術(shù)進(jìn)步

正如鹽城市粉體設(shè)備工程技術(shù)研究中心總工朱順明所言,粉磨工藝的科學(xué)性及裝備的可靠性對(duì)水泥質(zhì)量產(chǎn)生的重大影響,這要求水泥行業(yè)不斷探索、采用新思路、新工藝、新技術(shù)向著質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗的方向發(fā)展。

面對(duì)水泥行業(yè)嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩和產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重的現(xiàn)狀,水泥企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,從粉磨系統(tǒng)入手降低電耗能夠幫助水泥企業(yè)提升自身競(jìng)爭(zhēng)力。另外,節(jié)能降耗的壓力也使得水泥企業(yè)不斷突破自身技術(shù)瓶頸,推動(dòng)水泥技術(shù)不斷向前發(fā)展,加快自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐。

事實(shí)證明,水泥企業(yè)粉磨系統(tǒng)電耗20度并非是個(gè)“理想型”的目標(biāo),而是個(gè)標(biāo)桿,讓水泥企業(yè)以此為“榜樣”,不斷推進(jìn)水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)步,同推進(jìn)水泥行業(yè)節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)綠色發(fā)展。


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