新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

王正運(yùn) 郭彥衛(wèi) 范英杰 崔彥真

（新鄉(xiāng)平原同力水泥有限責(zé)任公司， 河南 新鄉(xiāng) 453011）

水泥的生產(chǎn)經(jīng)歷了長時間的發(fā)展歷程，如今必須達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)和環(huán)保，方能滿足試產(chǎn)搞得需求。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，系統(tǒng)集成化和生態(tài)化，正在成為當(dāng)前水泥生產(chǎn)的新的發(fā)展課題。其中采用新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)，以節(jié)能增效為目標(biāo)，成為了水泥生產(chǎn)線路的主流。

1 水泥生產(chǎn)技術(shù)能耗現(xiàn)狀

水泥的生產(chǎn)，在能耗上是非常巨大的。新型的干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合了熱工學(xué)、粉體工學(xué)、計算機(jī)流體學(xué)等技術(shù)，采用自動化計算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高能源的消耗的降低。當(dāng)前我國的水泥生產(chǎn)的能耗，占到了建材市場的能耗的40%以上，而新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)將這一巨大的消耗降低了15%，這是一個巨大的貢獻(xiàn)，解決當(dāng)前水泥生產(chǎn)的面對的高成本的問題，提高了能源的利用率。

2 新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)工作原理

水泥的能源消耗與熟料的形成熱以及在生產(chǎn)過程中的能源的利用率有關(guān)。生產(chǎn)過程中，熱耗與窯系統(tǒng)的操作以及附屬設(shè)備都有很大的額關(guān)系。由于冷卻劑的熟料將一些廢氣和廢熱帶走之后，產(chǎn)生的冷卻街余風(fēng)帶走的散熱損失和熱損失均發(fā)生了改變。

熟料的形成熱在一定的溫度下，是干燥的物料在沒有發(fā)生熱量損失和物料的損失的時候發(fā)生的?；瘜W(xué)和物理變化，經(jīng)過形成熱的高低，在熟料的組成變化中不斷上升和降低，從系統(tǒng)的熱支出的數(shù)值上看，熟料的理論熱耗可以占到51%左右，不同成分的熟料，產(chǎn)生的熱耗不同。經(jīng)過生料在自由水的蒸發(fā)和碳酸鎂等化學(xué)物質(zhì)的分解之后，熟料也開始不斷發(fā)生熱反應(yīng)，根據(jù)熟料熱耗和燃料飽和比的計算，可以得到單位熟料的熱耗。合理地控制生產(chǎn)操作參數(shù)，是新型干法水泥的熱工制度優(yōu)化的關(guān)鍵[1]。

3 新型干法水泥的技術(shù)應(yīng)用

3.1 原燃材料的控制指標(biāo)，包括石灰石原料等。石灰石一般來自于礦山，經(jīng)過皮帶機(jī)取樣，采用熒光分組測定，發(fā)現(xiàn)石灰石的內(nèi)部的CaO的平均值達(dá)到了53%以上。再就是黏土質(zhì)原料，經(jīng)過取樣檢測，粘土質(zhì)原料主要包含了SIO2等，達(dá)到了78%以上；鐵質(zhì)原料的主要包括轉(zhuǎn)爐渣和硫鐵礦，各組分的含量相對穩(wěn)定。燃料使用的是無煙煤和煙煤混合的燃料，入窯的煤粉比較粗，過篩的余量能夠夠達(dá)到17%以上[2]。

3.2 從熟料的熱耗和產(chǎn)量等數(shù)值來看，當(dāng)前先進(jìn)的新興干法水泥在熟料生產(chǎn)線技術(shù)的指標(biāo)上，窯運(yùn)轉(zhuǎn)率相對偏低，與國外先進(jìn)水平還存在一定的差距。

熟料熱耗、產(chǎn)量及窯運(yùn)轉(zhuǎn)率

熱耗 /KJ.KG-1 熟料產(chǎn)量 /T.D-1 窯運(yùn)轉(zhuǎn)率%3335 5840 58.4 3485 8350 83.5

3.3 采用灰色系統(tǒng)理論對于熟料熱耗的因素進(jìn)行分析，根據(jù)熟料的熱耗和生產(chǎn)過程的參數(shù)的內(nèi)在規(guī)律，進(jìn)行參數(shù)和數(shù)據(jù)的分析，選擇的樣本，能夠反映出各個因素對系統(tǒng)的應(yīng)向程度。

研究的目的是將熟料的熱耗為參考序列，以原燃控制指標(biāo)和燒成控制指標(biāo)為參數(shù)，進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的分析。得到的結(jié)論是：

熟料熱耗和原燃材料控制參數(shù)的關(guān)聯(lián)度

子系列 生料細(xì)度篩余量 熟料率值 入窯煤粉%0.08mm LSF SM IM Mad Vad關(guān)聯(lián)度 0.9433 0.6933 0.94 0.98 0.92 0.98

通過熟料熱耗和原燃材料控制參數(shù)的關(guān)聯(lián)度的分析，發(fā)現(xiàn)原燃材料和各控制指標(biāo)的，對于熱耗來說都有著密切的關(guān)系。除了熟料中的游離氧化鈣的關(guān)聯(lián)度較小之外，其他指標(biāo)都會對熟料的熱耗產(chǎn)生較大的影響[3]。

4 新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

某水泥生產(chǎn)企業(yè)針對新型干法生產(chǎn)線進(jìn)行了熟料燒成熱耗高等進(jìn)行了論證，經(jīng)過技術(shù)人員的努力，在原有的生產(chǎn)技術(shù)的條件下，進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化，合理配置生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，提高了熟料產(chǎn)量，降低了熟料熱耗。優(yōu)化的內(nèi)容包括：

檢修原有的生產(chǎn)線設(shè)備，校正了喂料設(shè)備，進(jìn)行了溫度和壓力的測量，對被磨損的設(shè)備進(jìn)行了修補(bǔ)，減少了系統(tǒng)的漏風(fēng)，重新優(yōu)化了各級預(yù)熱器進(jìn)口和出口，對下料的裝置也進(jìn)行了優(yōu)化，提高了收塵效率和熱交換效率，控制好窯內(nèi)的保溫材料和耐火材料，適當(dāng)調(diào)整了冷卻劑的熱回收功能。

對原燃材料進(jìn)行了優(yōu)化，通過生料的均化作用，將生料組成進(jìn)行控制了，放寬了生料細(xì)度的要求，有效控制了煤粉的篩余量。降低了水分和灰分[4]。

對燒成的控制進(jìn)行了優(yōu)化，提高了二次和三次風(fēng)溫，根據(jù)生料的喂料量以及用煤量，進(jìn)行了不斷的調(diào)試，合理控制二次風(fēng)和三次風(fēng)的比例，合理匹配風(fēng)、煤和料的比例，通過對旋風(fēng)筒的優(yōu)化修正，明顯降低了出預(yù)熱器的溫度。

優(yōu)化前后的熟料熱耗和產(chǎn)量以及質(zhì)量的對比

項目 熟料熱耗/kJ-kg-1 熟料產(chǎn)量 t-d/-1優(yōu)化前 3430 5232優(yōu)化后 2280 6890

5 結(jié)語

本文結(jié)合新型干法水泥社會功能產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，對優(yōu)化后的節(jié)能效果進(jìn)行了論證。通過實(shí)踐證明，該技術(shù)能夠有效降低熟料的熱耗，提高生產(chǎn)能力，使得產(chǎn)量達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平，節(jié)約了大量的煤的使用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。