安徽省水泥企業(yè)能耗及節(jié)能潛力調(diào)查研究★

李佩怡 　 淦茜瑤 　 楊 鵬 　 武 陽

(合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥　230000)

摘要：通過對歷年來數(shù)據(jù)分析，對我國近年來水泥行業(yè)的能耗能效進(jìn)行評估，概括了我國水泥行業(yè)的現(xiàn)狀，并對發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡單介紹，著重論述了新型干法水泥生產(chǎn)等節(jié)能技術(shù)手段，對優(yōu)化水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU201.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技水平的同步增長，行業(yè)生產(chǎn)以及規(guī)模化、集約化水平也在不斷進(jìn)步。同時，依據(jù)國家對于各生產(chǎn)行業(yè)環(huán)保方面的要求，節(jié)能降耗減排的理念越來越引起企業(yè)的重視。在水泥生產(chǎn)行業(yè)，不僅要求產(chǎn)品的更高產(chǎn)量與更優(yōu)品質(zhì)，尋求更高效、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)工藝以及更有效的污染治理措施也逐步成為水泥行業(yè)新的發(fā)展趨勢。

1　水泥行業(yè)產(chǎn)能及排放情況

1.1　水泥行業(yè)產(chǎn)能及能耗情況

我國第一個水泥廠于1889年建成，自此我國水泥行業(yè)開始發(fā)展起來。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與國家建設(shè)的需要，水泥的產(chǎn)量也隨需求量同步增長。20世紀(jì)80年代中期，我國水泥產(chǎn)量已達(dá)1.3億t，以15%的比重居于全球首位，并且一直保持至今。有數(shù)據(jù)顯示，我國水泥產(chǎn)量已于2009年占到全球總產(chǎn)量的1/2以上[2]，截至2014年，已達(dá)24.7億t。

我國水泥行業(yè)能耗巨大，其能耗約占全國總能耗的7%～8%。我國的水泥生產(chǎn)窯的類型繁多,生產(chǎn)工藝技術(shù)水平良莠不齊，導(dǎo)致能源效率差別較大。由于水泥產(chǎn)量不斷上升，我國水泥行業(yè)的能源消費(fèi)趨勢總體上是上升的[1]。在水泥生產(chǎn)行業(yè)中，電力以及供給熱能的煤炭是主要能源。近年來，由于水泥行業(yè)的機(jī)械化程度提高，水泥生產(chǎn)行業(yè)對電能的消費(fèi)有大幅增長。在新型干法水泥生產(chǎn)工藝普及的推動下，能源使用效率有了大程度的提高，使煤耗有所下降。但是水泥產(chǎn)量增幅過大，因此這種節(jié)能效用并未對總體能耗趨勢產(chǎn)生顯著的影響。

1.2　我國水泥行業(yè)排放(包括CO2和其他污染物)

據(jù)統(tǒng)計，2009年我國碳排放量以占全球1/4的大比重居于世界首位。與我國其他工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)相比，水泥產(chǎn)業(yè)碳排放量占比接近20%，僅次于煤電及化工行業(yè)。同時，水泥生產(chǎn)對碳排放量最大的煤電能源的需求量也不容小覷，因此，水泥工業(yè)的低碳減排發(fā)展應(yīng)當(dāng)引起重視。同時水泥工業(yè)也是單位GDP排放CO2比較高的行業(yè)。原因不僅在于將煤炭用于煅燒熟料供給熱能，更關(guān)鍵的是采用大量的石灰石作為生產(chǎn)原料[3]。水泥行業(yè)不僅能耗大，其顆粒物及碳排放量在整個建材行業(yè)中也占據(jù)了較大比重，并且近幾年這種態(tài)勢還在上升。

1.3　安徽省內(nèi)水泥企業(yè)狀況

2012年，安徽水泥產(chǎn)量為1.087億t，煤炭消耗量為1 922.29萬t，占總工業(yè)耗煤量的12.3%，煙(粉)塵排放總量為7.66萬t，占排放總量的21.8%。2013年，安徽省全年生產(chǎn)水泥1.21億t，同比增長12.3%，商品水泥熟料1.23億t，同比增長10%；水泥熟料和水泥產(chǎn)量分別占全國的9%和5%。2014年安徽新型干法水泥熟料產(chǎn)能達(dá)到13 525.3萬t，同比增長186萬t，增幅1.4%，全省熟料實(shí)際產(chǎn)量13 217.36萬t，同比增長7.85%，高于全國平均增速近5個百分點(diǎn)。2014中國水泥熟料產(chǎn)能百強(qiáng)榜顯示，各企業(yè)中，安徽海螺水泥以7 021.5萬t產(chǎn)能高居榜首。

截至2015年年底，為響應(yīng)國家下達(dá)的“十二五”淘汰落后和過剩產(chǎn)能目標(biāo)，全省水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)(集團(tuán))減少至30余家，現(xiàn)有窯外分解水泥熟料生產(chǎn)線96條(其中日產(chǎn)4 000 t以上新型干法水泥生產(chǎn)線66條)，產(chǎn)能1.37億t，占全部熟料產(chǎn)能的96%，水泥熟料產(chǎn)量穩(wěn)居全國第一，水泥散裝率穩(wěn)居中部第一。2016年，安徽省水泥產(chǎn)量和2015年基本持平。安徽省2017年全年水泥產(chǎn)量為13 394.24萬t，同比增長0.03%，在全國所有省市區(qū)中排名第6。

2　我國水泥行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

21世紀(jì)以來，水泥行業(yè)不斷開發(fā)更高效的設(shè)備及工藝，生產(chǎn)規(guī)模也不斷從落后分散的小生產(chǎn)線朝著科學(xué)的集約化的大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。水泥需求量的增長推動產(chǎn)量上升，進(jìn)而有力地拉動我國整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，設(shè)備及生產(chǎn)工藝在不斷更新，同時出現(xiàn)行業(yè)集中化、規(guī)范化與擴(kuò)大化，并且行業(yè)節(jié)能減排效果顯著。進(jìn)步的生產(chǎn)方式以新型干法水泥生產(chǎn)為代表，其水泥產(chǎn)量逐年增大，在總產(chǎn)量中的占比也呈現(xiàn)上升態(tài)勢。

我國水泥行業(yè)目前的發(fā)展趨勢是：1)產(chǎn)能控制：從能耗源頭進(jìn)行控制，控制乃至縮減生產(chǎn)能耗，進(jìn)行產(chǎn)能治理。更新生產(chǎn)技術(shù)以降低能耗。通過對自身能耗情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管調(diào)控，并依據(jù)國家電力及煤炭能源需求管理辦法進(jìn)行產(chǎn)能結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)低成本結(jié)構(gòu)。2)延伸產(chǎn)業(yè)鏈：水泥產(chǎn)業(yè)與眾多相關(guān)建材產(chǎn)業(yè)以及余熱發(fā)電、環(huán)保新技術(shù)等方面進(jìn)行聯(lián)合發(fā)展，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)多元化。行業(yè)兼并，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模集中化，科學(xué)管理，充分利用各項(xiàng)資源。3)綠色經(jīng)濟(jì)：發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，落實(shí)節(jié)能降耗政策方略。

以節(jié)能環(huán)保為目的主要舉措有以下幾個方面：1)回收利用水泥窯廢熱，大力發(fā)展余熱發(fā)電技術(shù)；2)開發(fā)新生產(chǎn)工藝，解決水泥生產(chǎn)原料預(yù)分解過程、水泥熟料粉磨過程中的粉塵污染及高耗能問題；3)水泥企業(yè)可發(fā)展兼并小作坊、小生產(chǎn)線作業(yè)，提高資源利用率，協(xié)同相關(guān)企業(yè)處理生活及工業(yè)廢棄物；4)發(fā)展利用新型清潔能源等。

3　節(jié)能減排技術(shù)(新型干法水泥生產(chǎn))

為實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程自動化和高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保，新型干法水泥生產(chǎn)應(yīng)用燃料預(yù)均化技術(shù)，以新型干法燒成技術(shù)為核心，采用自動控制系統(tǒng)控制生產(chǎn)過程，應(yīng)用性能優(yōu)化的設(shè)備材料，如耐火耐磨材料、節(jié)電粉磨系統(tǒng)及原料產(chǎn)品傳輸設(shè)備等，順應(yīng)國家環(huán)保政策趨勢，發(fā)揮現(xiàn)代化生產(chǎn)模式更快、更優(yōu)、節(jié)能的特點(diǎn)進(jìn)行高效運(yùn)作生產(chǎn)[5]。

新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)為水泥行業(yè)的未來帶來了更多的可能，結(jié)合越來越綠色智能的社會發(fā)展趨勢，新型干法水泥技術(shù)將得到更多完善，具體表現(xiàn)在：1)進(jìn)一步完善和優(yōu)化現(xiàn)有工藝技術(shù)，加強(qiáng)新材料的研究和對自動化軟件的研發(fā)，增強(qiáng)材料的耐磨、耐高溫、耐火材料性能，最大程度利用余料廢料，提高自動化水平。2)進(jìn)一步將新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的范圍擴(kuò)大，推廣自動化設(shè)備的應(yīng)用，對工藝流程進(jìn)行科學(xué)管理，從而提高整體工藝的自動化運(yùn)行程度和運(yùn)行效率。3)增加新型干法生產(chǎn)技術(shù)的使用方案多樣性，使大型水泥企業(yè)主動尋求新的使用方案，帶動新興企業(yè)，從創(chuàng)新中發(fā)展進(jìn)步，提高市場競爭力。4)強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)，將水泥工業(yè)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾縮小，從而實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。

4　生產(chǎn)工藝中存在的問題

在我國水泥行業(yè)的發(fā)展背景下，水泥產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中還存在一些問題：1)生產(chǎn)集中度太低。2)低標(biāo)號水泥比重過大。3)技術(shù)裝備落后。針對以上三個問題，分別做如下分析：第一個，國內(nèi)水泥產(chǎn)業(yè)正在逐步形成生產(chǎn)集中制的概念，行業(yè)正在向著集中化，生產(chǎn)規(guī)模與行業(yè)及集中度擴(kuò)大化的方向發(fā)展，落后、分散的小生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸被集約化生產(chǎn)所取代，故此，隨著時間變化，生產(chǎn)集中度講逐漸升高直至飽和，此問題并不難解決。由于技術(shù)裝備的落后，部分小規(guī)模的水泥廠的產(chǎn)品質(zhì)量較低，因此，只要解決了技術(shù)裝備的問題，低標(biāo)號水泥的問題也將隨之得到改善。

5　結(jié)語

綜合安徽省水泥企業(yè)能耗數(shù)據(jù)以及全國能耗概況，新生產(chǎn)方式的應(yīng)用使得近年來水泥產(chǎn)量大幅提高，由此浮現(xiàn)的產(chǎn)能過剩的問題以及水泥產(chǎn)業(yè)本身能耗大污染大的特點(diǎn)已經(jīng)不適于現(xiàn)代人所提倡的節(jié)約型綠色社會，重視水泥生產(chǎn)過程中的問題，對原有水泥企業(yè)進(jìn)行改造轉(zhuǎn)型勢在必行。