水泥工業(yè)技術(shù)進(jìn)展與我國(guó)濕法窯的改造

我國(guó)是水泥大國(guó)，2000年的產(chǎn)量達(dá)到5.76億噸，占全球水泥總產(chǎn)量的三分之一，目前，我國(guó)水泥工業(yè)存在的主要問(wèn)題是能源消耗高，經(jīng)濟(jì)效益差，污染嚴(yán)重的小企業(yè)占絕大多數(shù)，上述狀況在今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將制約我國(guó)建材工業(yè)的發(fā)展。調(diào)整水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)，滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，“由大變強(qiáng)，靠新出強(qiáng)”是我國(guó)水泥工業(yè)今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的艱巨任務(wù)?，F(xiàn)就企業(yè)規(guī)模小，能源消耗高，年總產(chǎn)量約3100萬(wàn)噸水泥的濕法窯的改造與各位水泥界同仁研討。

1．世界水泥工業(yè)的發(fā)展過(guò)程

從近一個(gè)世紀(jì)的歷史來(lái)看，水泥工業(yè)技術(shù)進(jìn)步對(duì)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。二十世紀(jì)水泥工業(yè)有兩次重大的技術(shù)突破，一次是回轉(zhuǎn)窯在本世紀(jì)初得到全面推廣，提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量，奠定了水泥工業(yè)作為現(xiàn)代化工業(yè)的基礎(chǔ)；第二次是五十年代懸浮預(yù)熱器和七十年代預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)，大大提高了水泥窯的熱效率和單機(jī)生產(chǎn)能力，促進(jìn)了水泥工業(yè)向大型化、現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)前世界水泥生產(chǎn)技術(shù)仍在不斷發(fā)展之中。

濕法窯具有良好的均化性能，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，且操作維護(hù)方便，在20世紀(jì)上半葉，一直是傳統(tǒng)窯型發(fā)展的主流，二戰(zhàn)以后的年代，世界經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和發(fā)展，對(duì)水泥需求大量增加，此期間濕法窯起著重要的作用，規(guī)格不斷增大，60年代初發(fā)展到頂點(diǎn)，最大窯規(guī)格為Φ7.6×6.4×6.9×232M，產(chǎn)量3600t/d。

60年代世界上幾家著名的水泥回轉(zhuǎn)窯制造公司（前蘇聯(lián)除外）所制造的濕法窯總數(shù)約300余臺(tái)，其中直徑4.4米以上的回轉(zhuǎn)窯約70臺(tái)。

隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，生產(chǎn)技術(shù)和水泥設(shè)備制造技術(shù)及其有關(guān)的材料（耐熱、耐磨、耐火）性能的提高和電氣、自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，使生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大和完善，加快了預(yù)熱器的大型化和發(fā)展，60年代預(yù)熱器窯投產(chǎn)的數(shù)量已超過(guò)濕法窯，70年代的能源危機(jī)進(jìn)一步加速了干法生產(chǎn)的進(jìn)程，預(yù)分解窯的出現(xiàn)，窯徑在相同的情況下，產(chǎn)量增加了一倍以上，熱耗進(jìn)一步下降，為水泥產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)創(chuàng)造了條件，其投資和生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于濕法窯。

七十年代濕法窯在國(guó)際上已很少興建（前蘇聯(lián)、中國(guó)除外）。在過(guò)去的20年中，世界水泥工業(yè)單線生產(chǎn)規(guī)模平均增加了5倍，90年代以來(lái)，世界市場(chǎng)上所興建的規(guī)模在日產(chǎn)2000t熟料以上的生產(chǎn)線占總量的85%以上（中國(guó)除外），目前在建的最大的預(yù)分解窯規(guī)格為Φ6.2×105米，日產(chǎn)12000噸熟料。

新投產(chǎn)的預(yù)分解窯的先進(jìn)技術(shù)綜合反映在以下方面：

• 水泥熟料熱耗一般水平為3100kJ/kg（~740kcal/kg），先進(jìn)的可達(dá)2930kJ/kg（~700kcal/kg）。
• 水泥電耗一般水平為95~100kWh/t.水泥，先進(jìn)的約85~90kWh/t水泥。
• 窯系統(tǒng)年運(yùn)轉(zhuǎn)率一般為85%，先進(jìn)約為90%，生料磨的年運(yùn)轉(zhuǎn)率可與窯匹配。
• 勞動(dòng)生產(chǎn)率視生產(chǎn)線規(guī)模而定，大型生產(chǎn)線一般為8000~10000t水泥/人.年，先進(jìn)的可達(dá)15000t水泥/人.年以上。
• 有毒有害氣體排放量得到嚴(yán)格控制，粉塵排放量一般<50mg/Nm³，先進(jìn)的為15~30mg/Nm³，NO_X、SO_X均低于控制指標(biāo)以內(nèi)。
• 熟料質(zhì)量?jī)?yōu)良，達(dá)到不同國(guó)家所規(guī)定的高標(biāo)號(hào)熟料質(zhì)量要求。

2．國(guó)際上濕法窯的改造途徑

預(yù)熱器窯的熱耗遠(yuǎn)低于濕法窯，（表1）一些能源價(jià)格昂貴的國(guó)家，從50年代起對(duì)濕法窯進(jìn)行改建或改造，隨著預(yù)分解窯技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，濕法窯改造的趨勢(shì)愈來(lái)愈增大，改造方式大致有四種：

表1   不同窯型熱耗比較

	濕法長(zhǎng)窯	干法長(zhǎng)窯	2級(jí)預(yù)熱器窯	4級(jí)預(yù)熱器窯	5級(jí)預(yù)分解窯	6級(jí)預(yù)分解窯
kcal/kg熟	1250~1500	1100	900~950	-800	720	<700
KJ/kg	5230~6237	4600	3760~3970	3350	3010	<2930

2.1  新建新型干法窯逐步取代陳舊的濕法窯

一些公司和廠家的設(shè)備陳舊的傳統(tǒng)窯（包括濕法窯），由于經(jīng)濟(jì)效率低下，難于進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，在廠區(qū)內(nèi)或易地?cái)U(kuò)建一臺(tái)技術(shù)先進(jìn)且產(chǎn)量高的干法生產(chǎn)線，自成獨(dú)立的生產(chǎn)體系，屬于擴(kuò)建性質(zhì)，一定時(shí)期內(nèi)新舊并存，隨著技術(shù)進(jìn)展和市場(chǎng)需求，逐步將性能差的傳統(tǒng)窯關(guān)閉，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)正常，且產(chǎn)量可逐步擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益逐步增加，采用此法改造傳統(tǒng)窯的數(shù)量最多，60年代以來(lái)投產(chǎn)的數(shù)百臺(tái)新型干法窯大都是按此方式進(jìn)行的，這是傳統(tǒng)窯（包括濕法窯）改造的主要方式。

2.2  濕法窯改成干法窯

在一些原料性能適應(yīng)于干法生產(chǎn)且窯體尚有較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)缺乏改建場(chǎng)地的工廠，將原有的傳統(tǒng)長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯改成新型干法窯，此法優(yōu)點(diǎn)是窯產(chǎn)量成倍增長(zhǎng)，熱耗有較大幅度下降，但是必須停止原有的生料濕法制備系統(tǒng)，興建生料干法制備及均化儲(chǔ)存系統(tǒng)，興建窯尾預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)，三次風(fēng)管，更換或改造篦冷機(jī)，割短窯筒體，改造窯的傳動(dòng)裝備等。此種方式必須停窯一段時(shí)間，影響生產(chǎn)，因而改造的水泥窯不是很多，從KHD公司1950年至1974年新型干法預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯的銷售記錄統(tǒng)計(jì)，在投產(chǎn)的300臺(tái)新型干法窯中，采用此法改造的為19臺(tái)，約占總數(shù)的6.5%，若以此數(shù)類推，全世界此類濕法窯改造的數(shù)量約60臺(tái)左右（表2）。

表2   KDH公司1950~1974年回轉(zhuǎn)窯濕改干臺(tái)數(shù)

國(guó)名	德國(guó)	秘魯	土耳其	巴西	英國(guó)	南斯拉夫	西班牙	日本	共計(jì)
濕改干數(shù)量（臺(tái)）	3	2	3	3	2	2	3	1	19

2.3  濕磨干燒

國(guó)外個(gè)別水泥廠，使用高達(dá)20~25%以上水份的白堊作原料或者某種特殊的環(huán)保要求采用此法，也就是根據(jù)預(yù)熱器和篦冷機(jī)的廢氣所提供的熱量對(duì)已進(jìn)行壓濾的物料進(jìn)行烘干破碎（圖1）。

圖1  新型干法預(yù)熱器廢氣烘干原料能力表（略）

此法的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用含水量高的原料，較大幅度降低熱耗和提高產(chǎn)量。缺點(diǎn)是增加了濕料過(guò)濾烘干環(huán)節(jié)，燒成系統(tǒng)必須拆除和改建，且生產(chǎn)較復(fù)雜。還需停窯改造。濕磨干燒的新型干法窯于1982年英國(guó)Rugby水泥廠首次取得成功，迄今為止全世界投產(chǎn)的濕磨干燒窯約13臺(tái)，部份在中國(guó)，現(xiàn)將收集到的國(guó)外濕磨干燒的水泥窯資料列表如下（表3）：

表3  國(guó)外濕磨干燒的生產(chǎn)線

廠名	單位	Aalborg	Rugby	Lone star	Origny	Chelm
國(guó)家		丹麥	英國(guó)	美國(guó)	法國(guó)	波蘭
主要原料		白堊粘土	白堊粘土		白堊粘土	白堊粘土
原料水分	%	19.4/28.0	36~38			25
設(shè)計(jì)窯產(chǎn)量	t/d	4000	3800	~4000	~4000	4000
	t/d	最大4400				4500
窯規(guī)格	Φ×Lm	Φ4.75×74	Φ4.6×62		~Φ4.7*	Φ4.75×75
熱耗	kJ/kg	4286	4350	4474		3471
燒成電耗	kWh/t.熟	31		~28
預(yù)熱器級(jí)數(shù)	級(jí)	2	2	2	2	3

*原濕法窯規(guī)格Φ5/4.7×160m

表3所示美國(guó)的Lone star水泥廠主要因該廠原料中硫含量過(guò)高，采用干法生產(chǎn)必須增設(shè)除硫裝置造成基建投資過(guò)高，才使用濕磨干燒，其余四廠均是水份超過(guò)25%的原料，迫于需求才采用此法生產(chǎn)，如丹麥的Aalborg水泥廠，原有的三臺(tái)濕法窯是Φ4.55/4.35/5.0×165m，Φ5.25/6.0×180m，Φ6.3/6.9×210m，產(chǎn)量分別為1200t/d，1600t/d和2350t/d加料漿稀釋劑后料漿水份由39~40%降至29~32%，由于該國(guó)市場(chǎng)有限，且受燃料價(jià)格因素的影響，被迫新建一臺(tái)窯取代原有的三臺(tái)窯進(jìn)行生產(chǎn)。

2.4  現(xiàn)有濕法窯進(jìn)行技術(shù)改造

在一些燃料相對(duì)便宜，或者熟料成品的堿含量有特殊需求以及某些國(guó)家限于政治經(jīng)濟(jì)及技術(shù)狀況的原因，部份國(guó)家仍然保持著一定數(shù)量的濕法窯，如俄羅斯、烏克蘭等前蘇聯(lián)國(guó)家，仍以濕法生產(chǎn)為主，美國(guó)至2000年，仍有2000萬(wàn)噸/年的水泥是濕法窯生產(chǎn)的，約占該國(guó)總量的20%，印度約400萬(wàn)噸/年，占該國(guó)總量的6%等，但在一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，對(duì)濕法窯進(jìn)行技術(shù)改造，使其熱耗逐步下降，目前技術(shù)先進(jìn)的濕法窯熱耗已下降和至1200kcal/kg。印度曾組織力量進(jìn)行了濕法窯改造的探討，認(rèn)為少量規(guī)格大的濕法窯可以考慮改造，小而陳舊的濕法窯應(yīng)在生產(chǎn)過(guò)程中逐步淘汰，不同國(guó)家濕法窯的熱耗與電耗比較見表4。

表4  濕法窯的能耗比較

		印度平均	世界先進(jìn)國(guó)家	烏克蘭平均
電耗	kWh/t水泥	117	87
熱耗	kcal/kg	1409	1243	1644
熱耗	kJ/kg	5892	5206	6876

濕法窯技術(shù)改造主要為摻加稀釋劑降低料漿水分，采用復(fù)合礦化劑降低煅燒溫度，采用三風(fēng)道燃燒器降低一次風(fēng)量，隔熱窯襯減少窯筒體熱損失，減少窯系統(tǒng)漏風(fēng)，以及篦冷機(jī)改造來(lái)提高熱效率等，此外煅燒工業(yè)廢燃料及有毒害物以降低燃料費(fèi)用等措施。

3．我國(guó)濕法窯改造途徑探討

濕法窯的熱耗高是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中所排放的CO₂和NO_X較新型干法窯高（表5），隨著我國(guó)參加WTO，今后可能執(zhí)行國(guó)際上有關(guān)組織所制定的限制CO₂、NO_X等有害氣體排放值的協(xié)議，濕法窯不僅面臨著熱耗高帶來(lái)的生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，還面臨著降低CO₂、NO_X的排放問(wèn)題。波蘭有21臺(tái)濕法窯，其產(chǎn)量約占該國(guó)總量的38%，于1998~1999年全部停產(chǎn)。因此濕法窯的改造勢(shì)在必行。我國(guó)在97年統(tǒng)計(jì)，濕法窯總量199臺(tái)，水泥年產(chǎn)量3100萬(wàn)噸，單窯年平均產(chǎn)量15.6萬(wàn)噸，均屬小規(guī)模。這些濕法窯怎么改造確實(shí)值得商榷。

表5            不同窯型的有害氣體排放量

	CO2，kJ/kg	NOX，mg/m3
濕法回轉(zhuǎn)窯	1.1	~1500~1800
預(yù)分解窯	0.8	~800~1000

決定濕法窯改造的因素很多，大致為：

• 原料性能及濕含量
• 能耗（熱耗、電耗）
• 主要裝備運(yùn)行狀況及利用價(jià)值
• 投資費(fèi)用及回收情況
• 停窯時(shí)間及市場(chǎng)需求

3.1  原料性能和濕含量

我國(guó)水泥原料的特點(diǎn)是濕含量不高，采用砂巖配料，一般水份低于2%（南方3%），而采用粘土配料，平均水份低于4%，即是雨季，平均水份約6%，5級(jí)或6級(jí)預(yù)熱器預(yù)分解窯，有足夠的能力烘干上述原料水份。圖2。

此外，我國(guó)南方的粘土粘性高，不易壓濾，試驗(yàn)證實(shí)，其壓濾遠(yuǎn)較北方粘土困難，易損壞裝備和增加電耗。而我國(guó)濕法窯南方居多，上述二點(diǎn)表明，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)水泥窯采用干法生產(chǎn)。

個(gè)別廠采用高含水份的原料如赤泥，電石渣等，采用濕磨干燒是有利的。

圖2    不同級(jí)數(shù)預(yù)熱器廢氣烘干能力（略）

3.2  能耗

3.2.1  熱耗

國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的2500t/d新型干法生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)熱耗為3094kJ/kg（740kcal/kg），實(shí)際熱耗可達(dá)3030kJ/kg（725kcal/kg），而實(shí)際的濕磨干燒熱耗（與預(yù)熱器級(jí)數(shù)有關(guān)，一般為3470~4470kJ/kg（830~1070kcal/kg）。預(yù)分解窯的熱耗至少較濕磨干燒窯低420kJ/kg(100kcal/kg)以上。

3.2.2  電耗

濕法生料磨大多數(shù)為開流磨，電耗約15~16kWh/t生料，與干法生料球磨相比，一般概念是濕法磨電耗低，近年來(lái)輥式磨技術(shù)的進(jìn)展，技術(shù)先進(jìn)的輥式磨系統(tǒng)電耗已降至13~14kWh/t生料，低于濕法窯，而且輥磨的烘干能力進(jìn)一步提高，近年來(lái)在原料含水量高的地區(qū)，投產(chǎn)的輥式磨，可以滿足20%的水份，從電耗角度來(lái)看，濕法生料磨已不具備優(yōu)勢(shì)。

3.3  主機(jī)裝備運(yùn)行情況及利用價(jià)值

我國(guó)濕法窯中，產(chǎn)量低于600t/d熟料的約占總量的一半，窯的平均直徑絕大部分<3.5m，而且多數(shù)是解放前或60年代前建的窯，已運(yùn)轉(zhuǎn)40年以上，設(shè)備陳舊，對(duì)窯本身進(jìn)行改造的價(jià)值不大，可利用的原有設(shè)備極少，不如就地?cái)U(kuò)建新型干法生產(chǎn)線，逐步淘汰原有濕法生產(chǎn)線，日產(chǎn)600t熟料以上的華新窯估計(jì)約80臺(tái)左右，窯齡超過(guò)30年的約20臺(tái)，其余的窯還能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間。

我國(guó)的濕法窯是60年代開發(fā)設(shè)計(jì)的，限于歷史條件，設(shè)計(jì)的輪帶和齒圈位置不太適合目前的干法窯結(jié)構(gòu)，因而改造難度較大，此外窯徑偏小，在窯體上進(jìn)行大改從實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)證實(shí)意義不大。

3.4  投資費(fèi)用及回收情況

投資費(fèi)用的因素較多，現(xiàn)以白馬山水泥廠為例：該廠2#窯在88年改建，90年建成后因系統(tǒng)不夠完善，且過(guò)濾設(shè)備事故率高，生產(chǎn)極不正常，半年僅產(chǎn)熟料4.3萬(wàn)噸，以后雖有所改進(jìn)，年運(yùn)轉(zhuǎn)率在70%，不得已于1994年再次進(jìn)行改造，二次改造費(fèi)用的竣工決算為4621萬(wàn)元，日增產(chǎn)熟料約250t/d，年熟料量約77500t，每噸熟料投資約600元?？紤]到上述改造年份較早，費(fèi)用可能偏高，現(xiàn)以1997年白馬山水泥廠1#窯改造可行性論證費(fèi)用為參考依據(jù)與1997年該廠新建的一臺(tái)日產(chǎn)2000t熟料生產(chǎn)線進(jìn)行比較，（表6），比較結(jié)果是無(wú)論是單位投資，熱耗以及停窯影響生產(chǎn)等項(xiàng)新型干法預(yù)分解窯具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

表6  安徽海螺集團(tuán)白馬山水泥廠濕改干及干法窯工程費(fèi)用表

		濕改干熟料生產(chǎn)線				新型干法熟料生產(chǎn)線
		2#回轉(zhuǎn)窯			1#回轉(zhuǎn)窯
改造次數(shù)		第一次	第二次	合計(jì)	可行性	2000t/d生產(chǎn)線	2500t/d生產(chǎn)線
年份	年	1988	1994		1997	1997	2001
改造費(fèi)用	萬(wàn)元	3137	1484	4621	3980	26000	20000
設(shè)計(jì)產(chǎn)量	t/d			750		2000	2500
實(shí)際產(chǎn)量	t/d			850	950	2500	2750
熱耗	kJ/kg.熟			4432	3931	3178	3094
標(biāo)定熱耗	kJ/kg.熟			3765		3031	3000
改造時(shí)間	月	14	2.5	16.5	3	16	12~14
單位噸投資	元/t熟料			~600	~366	~370	~230

2.5  停窯時(shí)間及市場(chǎng)影響

濕磨干燒需切割窯體，勢(shì)必停窯，估計(jì)影響生產(chǎn)3~6個(gè)月，還不考慮調(diào)試時(shí)間，若濕磨旁邊擴(kuò)建一臺(tái)濕磨干燒窯取代濕法窯，雖然不影響停窯，但是原有濕法窯因無(wú)生料供應(yīng)而被迫停產(chǎn)，若遇上市場(chǎng)需求水泥，必然受到影響。而興建新型干法生產(chǎn)線不影響停窯，保留原有濕法窯隨市場(chǎng)需求與競(jìng)爭(zhēng)而逐步淘汰，不影響工廠生產(chǎn)和效益。

80年代以來(lái)，國(guó)家一直致力于新型干法生產(chǎn)線的發(fā)展，但發(fā)展的過(guò)程中，出現(xiàn)了種種困難，如投資偏高，水泥噸投資大于1000元，建設(shè)周期長(zhǎng)達(dá)2~3年，投產(chǎn)后設(shè)備故障多，不能順利達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)，工廠的經(jīng)濟(jì)效益差，還不起銀行貸款，使工廠面臨困境。給新型干法水泥廠造成的影響是，雖然技術(shù)先進(jìn)，但生產(chǎn)管理復(fù)雜，投資太高，無(wú)法解決建設(shè)資金，不適合中國(guó)國(guó)情，相比之下，建設(shè)濕法生產(chǎn)線仍有一定效益，在此期間，國(guó)內(nèi)仍有不少生產(chǎn)廠家擴(kuò)建濕法窯。90年代以來(lái)，我國(guó)的新型干法預(yù)分解窯的工藝裝備技術(shù)得到長(zhǎng)足進(jìn)展，設(shè)備的可靠性能有較大提高，設(shè)計(jì)和建廠周期愈來(lái)愈短，投資愈來(lái)愈低，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模效益，近年來(lái)興建的日產(chǎn)2500t/d級(jí)生產(chǎn)線，投資費(fèi)用已降至~230元/噸熟料，其熱耗低于濕磨干燒回轉(zhuǎn)窯約765kJ/kg.熟，燒成電耗也低。因而熟料的生產(chǎn)成本降低10~20%以上。從90年代起，一些濕法生產(chǎn)線廠家紛紛改建干法生產(chǎn)線，至90年后期，除個(gè)別特殊地區(qū)外，國(guó)內(nèi)已停止興建濕法窯。

3．對(duì)國(guó)內(nèi)已進(jìn)行濕磨干燒的生產(chǎn)線的幾點(diǎn)看法：

90年代初中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司曾組織專家對(duì)濕磨干燒進(jìn)行了調(diào)查，根據(jù)大量調(diào)查資料，通過(guò)充分論證發(fā)表了“論我國(guó)濕法水泥廠改造途徑”的文章，文中對(duì)我國(guó)濕法窯改造作了精辟的論述。其主要結(jié)論為：1. 截短濕法窯改造不如另建一臺(tái)合算。2. 留濕擴(kuò)干投資效益好。3. 現(xiàn)有濕法窯采取節(jié)能降耗措施。上述結(jié)論與國(guó)際上水泥工業(yè)的發(fā)展基本一致。時(shí)間已過(guò)10年，按現(xiàn)有資料，補(bǔ)充點(diǎn)看法。

我國(guó)濕法窯改造和國(guó)際上基本接近，主要方式為：

3.1  新建新型干法窯逐步取代濕法窯

在濕法窯保留生產(chǎn)的前提下，擴(kuò)建大型干法生產(chǎn)線，80年代有萬(wàn)年等12個(gè)廠，90年代更多，這些廠的經(jīng)濟(jì)效益均較高，如葛洲壩、華新等廠在取得良好效益的基礎(chǔ)上繼續(xù)興建大型生產(chǎn)線，這是國(guó)內(nèi)濕法窯改造的主流。

 3.2 濕磨干燒

我國(guó)現(xiàn)進(jìn)行濕法窯改造的有10臺(tái)窯，其中8臺(tái)是濕磨干燒，2臺(tái)是為濕改干（表7）。

表7   各種生產(chǎn)能力半干法系統(tǒng)的實(shí)例

工廠名稱	QJ	GZ1	GZ2	LZO	BM	GWO	YD	GH	TS	Ch
熟料產(chǎn)量，t/d	1000	700	2000	2000	1000	800	1700	1000	1050	1000
生料組成	石灰石、砂巖、鐵粉	石灰石、河砂、煤渣、硫酸渣		砂巖	石灰石、粘土、鐵粉	石灰石、赤泥、粘土、鐵粉		石灰石、粘土、硫酸渣	石灰石、粘土	石灰石、粘土
料漿水分，%	35.2	34.5±0.5		35	35~36	38.5	35	35
料漿過(guò)濾機(jī)，m	筒式真空	筒式真空	盤式真空	筒式真空	筒式真空	壓濾	盤式真空
回轉(zhuǎn)窯，m	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ4.2×7.5	Φ3.5×54
熟料冷卻機(jī)，m	篦式	多筒	多筒	多筒	篦式	篦式	篦式	篦式	篦式	篦式
熟料熱耗，kJ/kg	3846	3750	3600	3720	3804	4159	3500	4015	3763	3600
熟料電耗，kJ/t		25.2	25.8	26	28		28

從表7來(lái)看，除JS、Ch是全改干外，其余都是濕磨干燒，濕磨干燒。又分成下述幾種：

3.2.1  原料水份高，GWO廠采用赤泥，原料水份超過(guò)20%以上，其入窯料漿水份在38.5%，濕法生產(chǎn)熱耗約為6700kJ/kg.，產(chǎn)量約600t/d，采用濕磨干燒，提高產(chǎn)量且降低熱耗是有利的。

3.2.2  原料水份低，料漿略有富余，對(duì)窯體進(jìn)行改造，如QJ、BM、GH、YD等廠，BM廠文中2.4段已作了分析對(duì)比，該廠2″窯雖然在1994年再度進(jìn)行改造，取得一定的效益，也曾考慮對(duì)1#窯進(jìn)行改造，但是工廠于1997年擴(kuò)建日產(chǎn)2000噸熟料新型干法生產(chǎn)線后，二者效益差距較明顯，至今未對(duì)已有的濕法窯作改造，而是維持生產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)新建新型干法生產(chǎn)線。

GH水泥廠4號(hào)窯于1993年開始建設(shè)，是原國(guó)家建材局干濕混合法技術(shù)改造示范項(xiàng)目，設(shè)計(jì)日產(chǎn)熟料1000t，1993年開始建設(shè)，1995年投產(chǎn)，投產(chǎn)后設(shè)備故障多，產(chǎn)量低，日產(chǎn)熟料僅500t至700t，熟料質(zhì)量不穩(wěn)定，1998年全年熟料產(chǎn)量85000t，年運(yùn)轉(zhuǎn)率為37%，被迫于99年進(jìn)行第二次改造，二次改造歷時(shí)55天，投入資金1100萬(wàn)元，改造取得明顯效果，2000年年熟料產(chǎn)量達(dá)到15.7萬(wàn)噸，熱耗由1200kcal/kg下降至1050kcal/kg，電耗由108kWh/t熟料下降至78kWh/t熟料，經(jīng)濟(jì)效益取得明顯好轉(zhuǎn)。

必須看到若將二次改造費(fèi)用加在一起，投資費(fèi)用總數(shù)超過(guò)4000萬(wàn)，所增產(chǎn)的單位熟料投資約600元/噸，與BM廠接近。

YD、QJ廠在“論我國(guó)濕法水泥廠改造途徑”已有詳細(xì)敘述，明確的結(jié)論是濕磨干燒的經(jīng)濟(jì)效益，不如擴(kuò)建新型干法生產(chǎn)線，投產(chǎn)后的實(shí)踐也證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。

3.2.3  原料水份低，興建新型濕磨干燒窯，然后拆除原有濕法窯，此種類型有GZ1、GI2、LZO（尚待投產(chǎn)）等廠。GZ廠因拆除舊窯，原有濕法生料制備系統(tǒng)有很大富余能力，再加廠區(qū)擁擠，沒(méi)有建干法生產(chǎn)所必須的生料均化設(shè)施場(chǎng)地。在特定的條件下，興建一臺(tái)700t/d、一臺(tái)2000t/d濕磨干燒窯，2000t/d生產(chǎn)線已達(dá)到設(shè)計(jì)能力，燒成系統(tǒng)電耗為26kWh/t，熱耗3590kJ/kg(860kcal/kg)，窯年運(yùn)轉(zhuǎn)率為82%，項(xiàng)目總投資1.4億元，單位噸熟料投資為233元，和原有高熱耗的濕法窯相比，確有優(yōu)點(diǎn)。

但是必須看到近年來(lái)，干法生產(chǎn)線熟料單位噸投資已降至230元以下，個(gè)別廠的投資更低，在生產(chǎn)過(guò)程中，熱耗較濕磨干燒窯降低550kJ/kg，電耗也低6kWh/t以上。

2000年在GZ工廠搬遷的可行性論證上，曾對(duì)擴(kuò)建一臺(tái)新型干法2500t/d生產(chǎn)線和現(xiàn)有的2000t/d濕磨干燒窯生產(chǎn)線裝改成2300t/d生產(chǎn)線搬遷改造作了經(jīng)濟(jì)比較，二者費(fèi)用相比，新建一臺(tái)2500t/d生產(chǎn)線的單位熟料噸投資僅高出現(xiàn)有生產(chǎn)線改造搬遷約25元/t熟料。雖然投資高些，但生產(chǎn)中熱耗，電耗均低，而且避免了系統(tǒng)設(shè)備拆除時(shí)的損壞對(duì)生產(chǎn)的影響，可以說(shuō)興建新型生產(chǎn)線，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

利用原有的濕法生料制備來(lái)擴(kuò)建新窯，待新窯建成后，原有的濕法窯必須停產(chǎn)拆除，對(duì)于一些窯體尚有用價(jià)值的生產(chǎn)線是不利的，同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中其成本必然高出新建一臺(tái)新型干法窯，近期雖然節(jié)省了一些投資，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看必然帶來(lái)負(fù)面影響。

3.3  濕改干

TS廠改造后，曾作過(guò)統(tǒng)計(jì)，可以利用的窯筒體及部份傳統(tǒng)，以及窯墩和廠房，僅占初步概算6452萬(wàn)元的3.8%，TS廠改造后能較快達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但其單位噸熟料投資高達(dá)600元，是不可取的。

Ch廠是1984年開始施工建設(shè)的一條Φ4/3.5×135濕法生產(chǎn)線，熟料產(chǎn)量600t/d，設(shè)計(jì)熱耗1300~1500kcal/kg，電耗100~110kWh/t水泥，90年代初，將正在施工建設(shè)的濕法生產(chǎn)線改為Φ3.5×54m干法生產(chǎn)線，產(chǎn)量1500t/d。工廠從1993年以來(lái)一直因系統(tǒng)工藝的不合理，以及設(shè)備事故率太高，而影響生產(chǎn)，1998年窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率也只有46%，產(chǎn)量1200t/d，其熱耗高達(dá)1050kcal/kg，電耗大于120kWh/t，1999年進(jìn)行了系統(tǒng)工藝及設(shè)備的改造，總投資450萬(wàn)元。

改造后取得了明顯的效益，窯系統(tǒng)日產(chǎn)量從1200t/d提高到1650~1700t/d，熱耗降至880kcal/kg以下，運(yùn)轉(zhuǎn)率提高至82%以上。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。Ch廠的濕改干工程，反映出截窯改造的風(fēng)險(xiǎn)性，也證實(shí)干法生產(chǎn)的優(yōu)越性。

3.4  繼續(xù)擴(kuò)建濕法

80年代以來(lái)部份廠因考慮建濕法窯投資省，速度快，近期效益好，或當(dāng)?shù)孛簝r(jià)格低等因素，對(duì)濕法窯進(jìn)行了擴(kuò)建，這些窯設(shè)備較新，一時(shí)難于淘汰，在今后若干年內(nèi)，這樣的工廠必須加大技術(shù)改造力度，提高產(chǎn)量，降低能耗，在現(xiàn)有的濕法窯生產(chǎn)基礎(chǔ)上，將新型干法生產(chǎn)線成熟的單項(xiàng)技術(shù)移植到濕法生產(chǎn)線上，會(huì)取得國(guó)際上先進(jìn)國(guó)家濕法窯生產(chǎn)的指標(biāo)，若能做到每公斤熟料熱耗降低214~428kJ，全國(guó)的濕法生產(chǎn)線總的節(jié)煤量可達(dá)22.4~45萬(wàn)t標(biāo)煤，這對(duì)大多數(shù)濕法生產(chǎn)線是有可能做到的。

結(jié)論

濕法窯在水泥工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中起到應(yīng)有的作用，但是隨著水泥工業(yè)技術(shù)的進(jìn)展，和新型干法窯相比，無(wú)論在熱耗，產(chǎn)量規(guī)模，有害氣體排放等方面，明顯存在缺點(diǎn)，因此濕法窯改造勢(shì)在必行。

濕法窯改造的方法有多種：

• 新建一臺(tái)大型新型干法生產(chǎn)線，干濕并舉，并隨市場(chǎng)需求而逐步淘汰裝備陳舊的濕法生產(chǎn)線是國(guó)際上濕法生產(chǎn)線改造的主要方式，在我國(guó)實(shí)施過(guò)程中，實(shí)踐證明最為合理，也是我國(guó)濕法生產(chǎn)線改造的主流。
• 我國(guó)原料一般水份均低于4~6%以下，采用干法比較合理，濕磨干燒不宜推廣，但在個(gè)別原料水份高的地區(qū)，可以考慮興建濕磨干燒生產(chǎn)線，取代原有濕法生產(chǎn)線是可行的。
• 我國(guó)現(xiàn)有的濕法窯窯徑偏小，改為干法生產(chǎn)設(shè)備利用率偏低，不宜推廣。
• 現(xiàn)有的濕法窯應(yīng)維持生產(chǎn)，但必須根據(jù)生產(chǎn)線裝備情況，盡可能進(jìn)行技術(shù)改造，提高產(chǎn)量，降低能耗。

主要參考資料：

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