水泥行業(yè)節(jié)能空間巨大

    從2002年6月起，全國電力需求快速增長，一些地區(qū)陸續(xù)拉閘限電。在2003年夏季用電高峰時期，全國先后有21個省份出現(xiàn)拉閘限電現(xiàn)象，最大日限電負(fù)荷之和超過4000萬kW。，去年全國已有24個省級電網(wǎng)出現(xiàn)限電現(xiàn)象，僅國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)就累計限電80多萬條次；全國正面臨20世紀(jì)80年代以來最嚴(yán)重的缺電局面。2004年全國發(fā)電21870億kWh，水泥行業(yè)用電近1000億kWh，占到發(fā)電量的4.57%。而三峽電站全部機(jī)組運(yùn)行時，年發(fā)電量才850億kWh。 

　　水泥企業(yè)是被全社會公認(rèn)的高能耗工業(yè)，加之產(chǎn)品過剩而成為首先被限電的對象，一周開三停四的地方很多。分析全國性的“電荒”的形成原因，專家認(rèn)為，除了發(fā)電能力建設(shè)速度落后于用電增長速度這一主要原因外，電能利用效率低是一個重要因素。

　　水泥行業(yè)電能利用效率先進(jìn)水平與落后水平差距又非常大，先進(jìn)水泥企業(yè)的噸水泥綜合電耗都在65kWh左右，還有部分企業(yè)噸水泥電耗甚至達(dá)到了55kWh水平，而落后生產(chǎn)工藝的噸水泥電耗一般在120kWh左右，一些廠甚至更高。先進(jìn)與落后之間的差別在噸水泥55～65kWh綜合電耗左右，由此可以測算出水泥行業(yè)的未來節(jié)電空間在45%-55%之間，考慮原有工藝進(jìn)行改造時的局限性，以及新型干法倒轉(zhuǎn)窯綜合電耗現(xiàn)階段無法大幅度下降等因素，我們預(yù)測水泥行業(yè)可以實現(xiàn)的節(jié)電空間在30%左右，年節(jié)電約300億kWh。 

　　我國葛洲壩水電站裝機(jī)容271.5萬kW，單獨(dú)運(yùn)行時保證出力76.8萬kW，年發(fā)電量157億kWh（三峽工程建成以后，保證可提高到158萬～194萬kW，年發(fā)電量可提高到161億kWh）。由此看出，水泥全行業(yè)如果實施一些新技術(shù)、新措施，每年可以節(jié)約出兩個葛洲壩水電站的發(fā)電量。整個水泥行業(yè)又是由幾千家中小水泥企業(yè)組成的，從企業(yè)實踐來看，各廠由于工藝差異節(jié)電空間在30%～55%，特別是一些立窯企業(yè)節(jié)能空間非常大。然而企業(yè)由于傳統(tǒng)工藝的束縛，認(rèn)識不同，接觸的新技術(shù)范圍窄。工藝過程唾手可得的節(jié)電措施沒有實施，非?？上?。筆者認(rèn)為，水泥行業(yè)節(jié)能問題應(yīng)引起足夠重視。

　　一、全新的節(jié)能思路
　　由于電力緊張、電費(fèi)高漲，很多企業(yè)目前處在一種非常想節(jié)能，然而沒有具體辦法的境地。筆者通過多年的研究、實踐，總絡(luò)出幾條成功經(jīng)驗供大家參考。
　　1.大幅度提高主機(jī)的生產(chǎn)能力。水泥企業(yè)的主機(jī)生產(chǎn)能力具有非常大的提高空間，這也是主要的節(jié)能空間之一，占到總節(jié)能空間的15%～20%。水泥生產(chǎn)過程中主機(jī)電能消耗占到綜合電耗的75%以上，特別是粉磨占有很大的一部分，我國中小型水泥企業(yè)的粉磨設(shè)備以球磨機(jī)為主。據(jù)統(tǒng)計：目前先進(jìn)水平的生產(chǎn)工藝，生料粉磨系統(tǒng)與水泥粉磨系統(tǒng)的電耗，大部分水泥企業(yè)與標(biāo)定產(chǎn)量指標(biāo)具有很大的差距。分析其主要原因，就是大部分生產(chǎn)企業(yè)衡量球磨機(jī)產(chǎn)量的主要依據(jù)仍然參照磨機(jī)的“標(biāo)定產(chǎn)量”這一主要指標(biāo)，實際上這個指標(biāo)在現(xiàn)階段已經(jīng)沒有了指導(dǎo)意義。
　　2.優(yōu)化工藝裝機(jī)容量，合理安排主輔機(jī)的比例。目前，眾多的水泥企業(yè)基本上都是20世紀(jì)70～80年代設(shè)計建設(shè)的工藝生產(chǎn)線，由于當(dāng)時設(shè)計思路的局限，對工藝要求不高，用現(xiàn)在的眼光來看工藝就顯得非常不合理了，加之20世紀(jì)90年代的技術(shù)改造又缺乏優(yōu)化設(shè)計，基本造成設(shè)備越改越多，電耗越改越高的局面，這也就是很多企業(yè)常講的，“不改造等死，改造是找死”的原因。
　　筆者在多年為企業(yè)改造設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，大部分工藝只有優(yōu)化設(shè)計，拆除部分輔機(jī)設(shè)備，工藝才會更合理。減少工藝的裝機(jī)容量是節(jié)能的關(guān)鍵，部分水泥廠可以減少15%～45%的輔機(jī)，節(jié)電約10%～25%。提出這樣一個“萬噸水泥的裝機(jī)容量”指標(biāo)，在主機(jī)同等產(chǎn)出水平的前提下，萬噸水泥的裝機(jī)容量越大，能耗就會越大。經(jīng)筆者統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)廠家噸能耗低的原因是，萬噸水泥裝機(jī)容量較低，一般萬噸水泥裝機(jī)容量一值低于120kW，而能耗高的生產(chǎn)廠家此值一般為160kW以上。如何將此值控制到較低值呢？思路是“主機(jī)設(shè)備不能少，輔機(jī)設(shè)備不能多”，且主輔機(jī)裝機(jī)容量比最好不要大于2∶1。實踐證明：生料無動力卸料、原料無動力卸料、集中收塵等一系列節(jié)能技術(shù)，可確保20萬～30萬噸水泥工藝線的萬噸水泥裝機(jī)容量不大于100kW。
　　3.提高輔機(jī)的有效使用率。水泥生產(chǎn)過程中，設(shè)備空運(yùn)行的現(xiàn)象極為普遍，這就是輔機(jī)的有效利用率問題。當(dāng)然這種現(xiàn)象除與生產(chǎn)管理有關(guān)外，工藝過程的優(yōu)化設(shè)計更為重要。提高輔機(jī)有效使用率的做法是：集中處理，連續(xù)供料，優(yōu)化利用，合理匹配。
　　4.變頻節(jié)能技術(shù)。變頻器是利用常用電源所供應(yīng)的電力，在變頻器內(nèi)變換電壓和頻率供應(yīng)電機(jī)，控制電機(jī)速度的設(shè)備。節(jié)能是變頻器的主要優(yōu)點，根據(jù)電機(jī)的實際負(fù)載情況，適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)的轉(zhuǎn)速，可使許多工藝過程得到優(yōu)化，改變電機(jī)速度來調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏。例如，增加產(chǎn)量和降低材料的消耗、減少電機(jī)的起停次數(shù)，適用電機(jī)的最大使用容量。目前，絕大部分企業(yè)都是電動機(jī)全電壓運(yùn)行，用擋板、閥門來控制介質(zhì)流量。這樣，電動機(jī)從電網(wǎng)所吸取能源的一部分，甚至一大部分被擋板、閥門消耗或旁通，造成了不必要的能源浪費(fèi)?，F(xiàn)場的風(fēng)機(jī)、水泵的裝機(jī)量相當(dāng)大，若酌情實施調(diào)速運(yùn)行，其節(jié)能效果是很大的，特別是大型泵組的節(jié)能效果更為可觀。給料設(shè)備也消耗大量電能，很多企業(yè)雖然安裝了滑差電機(jī)，解決了調(diào)節(jié)流量的作用，但增加了能耗。之所以這樣說，道理很簡單，很多輸送設(shè)備電動機(jī)頻繁起動，且經(jīng)常處于高滑差狀態(tài)運(yùn)行，滑差功率白白地消耗在二次電阻，一般其單機(jī)容量不一定很大，不十分引入注目。但是，它的電能損耗與其自身容量相比是相當(dāng)高的。如果釆用變頻調(diào)速，不但實現(xiàn)穩(wěn)流供料，而且沒有二次電阻耗能的問題，節(jié)能可達(dá)70%左右。交流變頻調(diào)速技術(shù)的大量應(yīng)用給工廠生產(chǎn)自動化，對產(chǎn)量和質(zhì)量的提高帶來了極大的福音。可以說，交流調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于水泥企業(yè)，其經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。很多水泥企業(yè)應(yīng)用也說明了這一點。

　　通過大量的實踐，水泥工藝大幅度節(jié)能已經(jīng)有了全新的思路，有了成熟的、系統(tǒng)的技術(shù)措施。只要按照這些技術(shù)措施，合理地采用節(jié)能效果好的新設(shè)備、新工藝，不一定要花多少資金就會實現(xiàn)水泥工藝大幅度的節(jié)能。