水泥生产工艺中的节能技术探讨

曹中凯 刘菡子

摘 要：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。

关键词：水泥;磨粉工艺;节能技术

1水泥行业节能潜力分析

水泥行业在资源消耗方面主要是以煤炭为主，同时还包含一部分电力能源。煤炭资源在水泥行业能耗中占据了很大的比重，而生产中因煤炭质量较低，产生的污染物排放量也较大。为了减少污染物排放，提高生产效率，可采用加强煤炭质量管控的策略，通过对煤炭品质进行严格筛选，保证煤炭资源符合环保节能的生产要求。近年来，清洁型能源在能源市场中占比越来越多，成为水泥企业煤炭燃料的重要替代物。加强清洁型能源的使用率，减少煤炭用量是水泥行业节能减排的有效途径。相对于国外先进国家，我国水泥行业节能发展起步晚，仍旧与先进国家有差距。在保证水泥产品质量的同时，进一步降低资源消耗，减少污染物排放量仍旧有很大的进步空间。

2水泥生产工艺中的节能技术

2.1通过添加混合材料降低能耗

水泥生产工艺中在原材料中加入添加剂，改善原材料的整体性能，提高熟料研磨效率，起到节约能耗的效果。如在水泥原材料中加入冶炼生产的固体废渣，以较低的成本来起到改善原材料性能的目标。炼铁或炼钢生产中的固体废渣本身是废弃物，将这些固体废弃物作为混合添加剂材料加入到水泥生产原料中，是一种资源高效利用的方式，实现了变废为宝，是一种节能环保的有效方式。

2.2在水泥生产工艺中采用变频技术

设备功率能耗是重要的节能管理部分。设备运行时间长，生产设备功率部分空耗造成的能源浪费是很大的。水泥生产中用到的提升设备、风机等可进行变频改造，通过在设备中应用变频技术，降低设备使用中的能耗，利用自动化控制技术来提高水泥生产设备运行精准度，节约能源。

2.3在水泥生产中采用预磨粉技术

传统生产工艺最初的流程是球磨机磨粉，由于进入到球磨机的原料颗粒细度不同，因此磨粉效率较低，粗粉重新进入到球磨机进行二次磨粉，导致整体磨粉的效率低，能耗高。针对这种情况，在球磨机磨粉之前增加预磨粉步骤，增设料床粉磨设备，包括立磨、辊压机、桶辊磨等多种设备，对原料中的大颗粒进行预磨。通过增加预磨粉步骤使磨粉环节更好地区分了粗磨和细磨，为进入到球磨机磨粉减轻了运行负荷，有效降低能耗，而且在增加预磨粉步骤后能够更好地控制磨粉指标，为保障水泥产品质量奠定了前提条件。

2.4采用热管技术

水泥生产工艺中的排气系统中采用热管技术实现热量回收，节约能耗损失。应用较多的是重力型热管，外部是密封型的金属管，内部填充有水、丙酮、乙醇等介质。重力型热管下部热量经过外部的金属管进入到内部填充介质，热管下部的液态介质吸热后温度升高，当达到挥发临界温度时蒸发沿着管上升。重力型热管上部金属管的外部有低温冷源，用于吸收挥发介质的热量，使挥发介质温度降低，由蒸气变成液滴，在重力作用下回到热管下部，进入到下一个循环过程。在管内介质的状态转变过程中，热量被回收到低温冷源中，有效减少了热能损失。

2.5水泥生产中燃烧技术优化

燃烧技术的优劣直接影响到燃烧效率，而且对能耗高低也密切相关。采用新型的燃烧技术是提高燃烧效率，减少能耗的重要途径。如采用双风道燃烧装置，内部不再有传统燃烧装置的内风道，而是以旋流装置取代传统风道，这样就实现了更好地风向和氧量调节，工作人员可以根据窑炉内的燃烧情况对供风情况进行更高效率的调整。而且双风道燃烧装置中采用了环形射流的方式，这样的方式比传统射流方式大大增加了射流厚度，能够使磨粉和风二次风的混合速度更均匀，对于降低火焰峰值，提高水泥产品质量带来积极影响。双风道燃烧装置中不再有传统多风道燃烧装置中的内外风调节阀门，可以减少阀门数量，节约风机用电能耗。火焰形状的调节可听过齿轮箱上的指示装置来获取信息，工作人员可以通过传动箱手轮进行合理调整，更直观方便地对火焰形狀进行调控，保证了燃烧效率。采用双风道燃烧装置可以消除传统多风道燃烧装置运行过程中局部温度过高的问题，双风道的风量氧量更容易实现合理调节，火焰分布区域更加合理，在窑炉长时间运行过程中不仅实现了较好的燃烧效率，而且避免了温度过高导致的能耗损失。在水泥生产燃烧技术中，还可以采用煤粉喷腾技术。该技术是对煤粉燃烧装置进行改进，在燃烧器上安装调节气流装置，促进风和煤粉的混合均匀度，提高风和煤粉的混合效率，促进煤粉燃烧更加充分。通过减少一次风量，提高二次风量，避免了传统方式中煤粉混合不均匀，一次风过大导致的煤粉落到低温燃烧区域内的情况。在不同煤种或煤质混合燃烧的情况下，该技术可以使煤的燃烧效果得到有效改善。避免了煤粉不完全燃烧造成的能量损失，节约了能耗。

结语

综上所述，水泥生产过程中无论在生产工艺方面，还是在生产设备方面都存在能耗损失的地方。节约能耗的技术策略需要从生产工艺和生产设备方面入手来进行技术改进和策略优化。同时积极了解新的设备，并结合水泥生产工艺的实际情况灵活应用到生产工艺中，使水泥生产向着更加自动化、节能化、高效化的方向上发展。通过添加混合材料降低能耗、采用变频技术、预磨粉技术、热管技术、优化燃烧技术以及降低主要生产设备的能耗，实行多管齐下，发挥出多种节能技术的综合优势，实现节能降耗目标。

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