國(guó)內(nèi)外水泥行業(yè)十五比

　　一、余熱發(fā)電
　　國(guó)際情況：除了日本外，歐美其他發(fā)達(dá)國(guó)家搞余熱發(fā)電的不多。主要原因是：生產(chǎn)線的熱效率比較高，預(yù)熱器廢氣溫度比較低；余熱利用比較充分，除了烘干原料外，主要用于烘干廢棄物，比如下水道淤泥等。此外，國(guó)外的電價(jià)相對(duì)便宜，水泥廠自己發(fā)電的動(dòng)力不足。

　　國(guó)內(nèi)情況：國(guó)內(nèi)目前對(duì)于預(yù)熱發(fā)電還沒有達(dá)到一個(gè)高層次的認(rèn)識(shí)，近些年由于能源緊張，電力價(jià)格飄升，導(dǎo)致水泥能源成本大幅度上漲；有些水泥廠的煤電成本高達(dá)70%，水泥廠余熱發(fā)電對(duì)中國(guó)較大的水泥企業(yè)來說是一項(xiàng)很好的節(jié)能降耗技術(shù)。余熱用不完的企業(yè)，比如日產(chǎn)2500噸以上的企業(yè)，可以獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)技術(shù)裝備的水平，一般可以實(shí)現(xiàn)每生產(chǎn)一噸熟料發(fā)出30到40度電的經(jīng)濟(jì)效益。如果購(gòu)買每度電按優(yōu)惠電價(jià)0.5元計(jì)算，生產(chǎn)每噸熟料就可以為水泥廠節(jié)省15到20元的成本。

　　目前純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)很成熟，得到國(guó)家的大力支持，可以稱作是第三代余熱發(fā)電技術(shù)。而在第三代余熱發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了帶部分補(bǔ)燃的改進(jìn)型第三代余熱發(fā)電技術(shù)，可以為水泥企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)際上，這部分電力的發(fā)出是冷卻機(jī)部分低溫廢氣的有效利用，不用則白白排掉了，補(bǔ)燃的分量只占實(shí)際發(fā)電熱需求量的7%，因此這部分余熱發(fā)電的煤耗只有150到160 克標(biāo)煤/度電, 實(shí)際耗煤量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于任何一個(gè)現(xiàn)代化的火電廠（目前國(guó)際上最現(xiàn)代化的超臨界機(jī)組的火力發(fā)電廠，其發(fā)出每度電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗也都大多在300克標(biāo)煤/度電左右）。

　　二、水泥助磨劑技術(shù)
　　國(guó)際情況：已經(jīng)在二十幾年前就是十分普及的成熟技術(shù)。

　　國(guó)內(nèi)情況：由于水泥新標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌，水泥助磨劑技術(shù)近幾年在國(guó)內(nèi)也得到了大范圍的普及和推廣，技術(shù)也變得越來越成熟，質(zhì)量也得到不斷的改進(jìn)。代表性廠家有山東宏藝和濟(jì)南眾森等知名品牌，國(guó)外的知名品牌如格雷斯等。國(guó)內(nèi)的助磨劑技術(shù)這些年在不斷完善之中，包括標(biāo)準(zhǔn)的不斷修訂。

　　三、立磨粉磨水泥技術(shù)
　　國(guó)際進(jìn)展：在過去的10年里，立磨用于水泥和礦渣的研磨技術(shù)取得了重要的突破。世界上最大的水泥生產(chǎn)者瑞士豪瑞集團(tuán)于1998年與萊歇公司合作，在越南的Hon Chong水泥廠投入第一臺(tái)立磨進(jìn)行水泥的粉磨。自那以后，立磨越來越多地用于水泥和礦渣的終粉磨。水泥生產(chǎn)者對(duì)于立磨與傳統(tǒng)粉磨系統(tǒng)相比在實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)同等質(zhì)量的水泥上的顧慮已經(jīng)消除。立磨粉磨水泥有許多優(yōu)點(diǎn)，不僅具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有通用性，代表了水泥工業(yè)今后的發(fā)展方向。

　　國(guó)內(nèi)情況：立磨作為原料磨，在國(guó)內(nèi)各大中型水泥廠已經(jīng)在逐步推開。

　　四、變頻調(diào)速技術(shù)
　　國(guó)際情況：十年以前，國(guó)外在水泥廠已經(jīng)比較普遍地開展了變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)踐證明是一項(xiàng)非常成功的節(jié)電和自動(dòng)控制技術(shù)。

　　國(guó)內(nèi)情況：變頻調(diào)速技術(shù)最近幾年在國(guó)內(nèi)的水泥行業(yè)也逐漸獲得肯定。一般根據(jù)所應(yīng)用的場(chǎng)合而定，節(jié)電范圍在10-30%不等。

　　五、納米水泥與建材、高效潤(rùn)滑與納米添加劑技術(shù)
　　國(guó)際進(jìn)展：近年來國(guó)際材料科學(xué)領(lǐng)域的納米熱也滲透到水泥與建材行業(yè)。美國(guó)在25年前就出現(xiàn)過納米水泥添加劑，在混凝土中的添加量為萬分之幾。經(jīng)過二十多年的混凝土工程對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用納米添加材料的混凝土工程，無論是外觀還是內(nèi)部各種防滲與抗腐蝕性能，都比沒有使用納米添加材料的建筑物要好得多。利用納米建材的建筑，不但可以大大延長(zhǎng)建筑物的壽命，而且可以減少肥梁胖柱，大量減少材料的使用量和運(yùn)輸量。對(duì)資源的節(jié)省、環(huán)境的保護(hù)，以及可持續(xù)發(fā)展都意義重大。

　　國(guó)內(nèi)情況：國(guó)內(nèi)的水泥與混凝土研究機(jī)構(gòu)，大多數(shù)還在沿用老的思維方式和手段，用宏觀現(xiàn)象來研究和解釋水泥與混凝土的微觀性能；用歷史情況來推測(cè)未來；依賴統(tǒng)計(jì)情況來得出結(jié)論等，差距較大。西安建筑科技大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等，也開始著手進(jìn)行納米水泥及建材的研究工作，這是一個(gè)很好的動(dòng)向。

　　六、預(yù)防維修技術(shù)
　　國(guó)際進(jìn)展：20多年以來，歐洲的水泥工業(yè)圍繞320天的年運(yùn)轉(zhuǎn)率（90%），整個(gè)水泥廠為之奮斗。目前為止，許多先進(jìn)的水泥廠在預(yù)防性維修的現(xiàn)代理念指導(dǎo)下，運(yùn)轉(zhuǎn)率可以達(dá)到95%以上。根據(jù)歐洲的經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)維護(hù)保養(yǎng)部門的優(yōu)化潛力和深度挖掘，可以極大地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益——工廠設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率可以提高30％；生產(chǎn)力可以提高25％；維護(hù)保養(yǎng)成本可以降低30％。因此，負(fù)責(zé)預(yù)防維修的部門，在現(xiàn)代水泥廠里不被認(rèn)為是輔助性車間，而普遍被認(rèn)為是戰(zhàn)略性的關(guān)鍵部門。

　　預(yù)防性維修技術(shù)包括在線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程診斷、預(yù)防檢修、高效潤(rùn)滑、巡檢與抽查等。

　　國(guó)內(nèi)情況：國(guó)內(nèi)水泥窯的設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)率一般為85%，好的水泥企業(yè)可以達(dá)到90%以上。如果一個(gè)日產(chǎn)5000噸的水泥廠，運(yùn)轉(zhuǎn)率每提高1%，企業(yè)增加的經(jīng)濟(jì)效益每年都在幾百萬元以上。大力推廣預(yù)防性維修的現(xiàn)代理念和技術(shù)，減少危機(jī)式的事故性搶修，及同時(shí)造成的人員與財(cái)產(chǎn)的巨大損失，是中國(guó)水泥工業(yè)科技和管理技術(shù)進(jìn)步值得研究的一個(gè)重大性課題。

　　七、第四代高效篦式冷卻機(jī)技術(shù)
　　國(guó)際情況：不管是INK公司,KHD,FLS, 還是Polysius和克勞迪斯彼德斯，其現(xiàn)代的冷卻機(jī)都大同小異，不分什么第幾代，而唯一衡量的硬指標(biāo)是熱效率均在70%以上，一般可以達(dá)到79%。

　　國(guó)內(nèi)情況：聲稱搞出第四代冷卻機(jī)的院所和廠家不少于4家，有的廠家據(jù)報(bào)道已經(jīng)有許多參考用戶。無論如何，新型或新一代冷卻機(jī)確實(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)，在技術(shù)上有很大的突破，可以實(shí)現(xiàn)無篦板漏料、無“紅河”、無堆“雪人”、節(jié)能、冷卻效率高，提高熟料質(zhì)量，機(jī)械磨損少等等，是值得大力推廣的技術(shù)。

　　八、低壓長(zhǎng)袋高效袋除塵技術(shù)
　　國(guó)際情況：由奧地利思求奇公司于2001年推出一種新型袋除塵技術(shù)。也叫EMC（能量最小化概念）收塵系統(tǒng)。如今已經(jīng)銷售出100臺(tái)，受到水泥廠的歡迎。它的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（1）布袋長(zhǎng)達(dá)8米，已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此可以節(jié)省布置空間，投資成本低；（2）使用低壓清灰，布袋壽命長(zhǎng)；避免布袋與支架之間的反彈，清灰脈沖減低一半，這些都意味著布袋所受到的機(jī)械應(yīng)力??；（3）風(fēng)機(jī)能量成本的降低達(dá)30%。這是由于布袋密集清灰，收塵器可以通過較低的壓差操作所導(dǎo)致的節(jié)能效果。（4）由于1到3 bar低的清灰壓力和清灰脈沖減少一半，所以供應(yīng)的壓縮空氣能耗成本降低80%；（5）由于較長(zhǎng)清灰周期，通過較好利用濾餅的過濾效應(yīng)，可以減少粉塵的排放；通過降低清灰壓力，減少“地毯敲打效應(yīng)”，因此清灰峰值也得到降低；（6）由于利用較低的清灰壓力，因此噪音排放也得到緩解，可以減少聲壓峰值約達(dá)10 dB。

　　國(guó)內(nèi)進(jìn)展：有關(guān)院所也在開發(fā)和推廣低壓清灰和長(zhǎng)布袋理念，但是與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距較大。

　　九、紅外線在線檢測(cè)自動(dòng)配料技術(shù)
　　國(guó)際進(jìn)展：ABB公司近幾年發(fā)明一款利用普通光源（據(jù)說實(shí)際上是一個(gè)700瓦的燈泡）發(fā)光的水泥原料成分在線紅外光譜分析儀，已經(jīng)在瑞士等6個(gè)水泥廠投入運(yùn)行使用。根據(jù)工廠運(yùn)行情況，這種新的在線檢測(cè)技術(shù)手段估計(jì)會(huì)有巨大的市場(chǎng)需求空間。

　　基本原理：該技術(shù)由白光源（燈泡）提供穩(wěn)定的紅外光譜范圍。當(dāng)傳送帶上的物料經(jīng)過時(shí)，該光線照在其上，紅外射線激發(fā)被測(cè)物質(zhì)中的分子鍵振動(dòng)，這樣就產(chǎn)生了可以表示被測(cè)物質(zhì)特征的吸收和反射光譜。

　　國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：在線原料分析儀器，均采用放射線同位素或中子源作為激發(fā)能量來源。由于放射材料的潛在危險(xiǎn)，以及運(yùn)輸和儲(chǔ)存方面的嚴(yán)格防護(hù)要求，原有的水泥原料在線檢測(cè)技術(shù)受到很大的限制。國(guó)內(nèi)目前除幾家企業(yè)引用這樣的技術(shù)，其他的都沒有在線監(jiān)測(cè)分析的能力。

　　十、大摻量混合材級(jí)配、激發(fā)與粉磨技術(shù)
　　(1) 礦渣水泥，80%的礦渣，15%石膏，5%的激發(fā)劑，細(xì)磨到6000cm2/g以上；奧地利和國(guó)內(nèi)四平水泥研究所有實(shí)用技術(shù)；配比、級(jí)配、激發(fā)和細(xì)磨技術(shù)并用；

　　(2)EMC水泥, 50-70%粉煤灰或礦渣或石英砂或廢棄的混凝土, 30-50%波特蘭水泥; 振動(dòng)磨中磨至5000cm2/g以上；2004年第一條商業(yè)化生產(chǎn)線在美國(guó)德克薩斯州投入運(yùn)行；

　　(3) 石灰石水泥, 30-35%的石灰石加入量, 法國(guó)和德國(guó)生產(chǎn),有標(biāo)準(zhǔn); 我國(guó)最初有標(biāo)準(zhǔn), 目前已經(jīng)廢棄, 主要是早期沒有解決磨細(xì)問題, 水泥太粗, 產(chǎn)品性能不穩(wěn)定; 過去學(xué)術(shù)界認(rèn)為，石灰石為惰性組分，而近年來的研究表明，細(xì)磨后的石灰石具有一定的活性，一定量的石灰石粉可以和水泥中的羥基水鋁鈣石生成半碳鋁酸鹽和單碳鋁酸鹽。當(dāng)方解石含量飽和時(shí)，過量的那一部分才固定下來，成為惰性填充劑。加石灰石的水泥，也可以促進(jìn)C3A的水化。石灰石摻加量高的水泥有一個(gè)弱點(diǎn)，抗硫酸鹽的侵蝕性比較差。因此，在使用環(huán)境方面受到限制。為了穩(wěn)妥起見，歐洲的普通水泥的石灰石摻量一般限制在10%以下。

 　　十一、沸騰煅燒新工藝技術(shù)
　　由日本川崎重工和山東淄博的一家公司聯(lián)合進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化實(shí)驗(yàn)，得到國(guó)家發(fā)改委和日本政府的支持。這是取消回轉(zhuǎn)窯的一次工藝技術(shù)嘗試，如果有突破，將是繼1972年日本發(fā)明窯外分解技術(shù)之后水泥工藝技術(shù)的又一項(xiàng)歷史性突破。此前日本川崎重工已經(jīng)在日本成功地取得了日產(chǎn)200噸的半工業(yè)化實(shí)驗(yàn)。淄博這條工業(yè)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)能力為日產(chǎn)1000噸熟料，原計(jì)劃于今年7月份點(diǎn)火，目前看沒能按計(jì)劃進(jìn)行，隨后的進(jìn)展值得業(yè)界繼續(xù)關(guān)注。沸騰煅燒技術(shù)能否大型化，是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)！其次是，如果成功運(yùn)行后，在處理廢棄物和使用替代燃料等方面，能否與窯外分解技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，也是一個(gè)問題。

　　十二、預(yù)分解爐或燒成系統(tǒng)優(yōu)化煅燒技術(shù)
　　國(guó)際進(jìn)展：國(guó)際上的分解爐大多數(shù)都是在線分解爐。熱工制度比較穩(wěn)定，利用冷卻機(jī)的三次風(fēng)，燒替代燃料，效果很好。ABB公司的分解爐溫度自動(dòng)控制和優(yōu)化系統(tǒng)，可以保證分解爐熱工制度穩(wěn)定，預(yù)熱器和窯系統(tǒng)沒有溫度移動(dòng)，不但保護(hù)了和延長(zhǎng)了耐火材料壽命，而且使得熟料質(zhì)量穩(wěn)定，廢氣溫度穩(wěn)定，節(jié)能達(dá)到5%。

 　　國(guó)內(nèi)情況：國(guó)內(nèi)以前搞離線分解爐，目前開始搞在線分解爐。窯熱工制度不穩(wěn)定，結(jié)皮結(jié)圈頻繁。能耗相對(duì)也比較高。

　　十三、回轉(zhuǎn)窯及耐火材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
　　國(guó)際進(jìn)展：一條現(xiàn)代的日產(chǎn)5000噸熟料的回轉(zhuǎn)窯的耐火材料的配置情況如下：耐火澆注料35%，隔熱材料5%，黏土磚24%，高鋁磚21%，堿性磚15%。全世界耐火材料的使用量大約是每年195萬噸，中國(guó)占40%（可能不包括立窯）。自1990年至2005年的15年里，耐火材料的單位消耗量因技術(shù)進(jìn)步等因素呈逐年下降趨勢(shì)。1990年單位消耗量為1.34kg/t熟料，到2005年下降到0.8kg/t熟料，預(yù)計(jì)到2010年該值會(huì)下降到0.72kg/t熟料。

　　單位耐火材料的下降原因，與國(guó)外開始推廣使用兩檔窯有關(guān)系。另一個(gè)節(jié)省耐火材料的最大因素來自窯系統(tǒng)的自動(dòng)控制和優(yōu)化煅燒。該系統(tǒng)可以把回轉(zhuǎn)窯的工藝運(yùn)行調(diào)整到最佳工作點(diǎn)。這個(gè)工作點(diǎn)可以是最大成品率、最佳運(yùn)行溫度、最佳燃燒條件。在最佳燃燒條件下，穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行的同時(shí)，可以節(jié)約10-30%的耐火材料消耗。

　　自上個(gè)世紀(jì)80年代中期以來，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)利用無鉻的鎂鋁尖晶石磚完全取代了鎂鉻磚。只有在中國(guó)和印度這樣的發(fā)展中國(guó)家，還在大量使用鎂鉻磚。自今年以來，歐盟國(guó)家嚴(yán)格控制鉻公害和污染，以法律形式規(guī)定每噸水泥的鉻含量不能超過2ppm。

　　此外，近年來隨著替代燃料使用的增長(zhǎng)，也導(dǎo)致了窯用耐火材料單位消耗增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

　　十四、替代原料和燃料（AFR）技術(shù)的進(jìn)展
　　國(guó)際進(jìn)展：這項(xiàng)技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成功運(yùn)用20多年，是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)。在歐洲，目前已經(jīng)沒有燒單一燃料的水泥廠。歐盟國(guó)家水泥工業(yè)替代燃料的比例平均已經(jīng)達(dá)到30%的水平。德國(guó)去年已經(jīng)平均達(dá)到50%的水平，個(gè)別水泥廠替代燃料的比例達(dá)到75%。

　　發(fā)達(dá)國(guó)家的水泥廠，特別是城鎮(zhèn)附近的水泥廠，都在強(qiáng)調(diào)為保護(hù)環(huán)境做貢獻(xiàn)。一些其他方法無法處理的廢棄物，如下水道淤泥，包括危險(xiǎn)廢棄物等，水泥工業(yè)都在努力幫助社會(huì)來完成處理任務(wù)。

　　國(guó)內(nèi)情況：在我國(guó)，除了北京水泥廠等少數(shù)廠家的以處理危險(xiǎn)廢棄物為主的運(yùn)用外，替代原料和燃料的技術(shù)運(yùn)用幾乎還是一片空白。沒有開展起來的原因有許多，但主要原因有3點(diǎn)，一是國(guó)家沒有得力的配套政策，二是人們的環(huán)保意識(shí)沒有普遍提高，三是沒有從家庭開始的垃圾分類收集、社會(huì)化分類處理和加工利用的完整體系。隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法的實(shí)施，包括國(guó)家有關(guān)部門正在研究有關(guān)促進(jìn)垃圾分檢和綜合利用的有關(guān)政策，我們相信，水泥工業(yè)全面普及AFR技術(shù)的時(shí)代遲早遲晚會(huì)到來。根據(jù)我國(guó)城市市政垃圾的產(chǎn)生量和增長(zhǎng)情況，如果全部分類處理和作為AFR用于水泥工業(yè)，可以替代全國(guó)水泥工業(yè)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)煤耗的1/4。如果每個(gè)水泥廠的熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗平均降低25%，則節(jié)能降耗的幅度和成本降低的幅度是十分可觀的。AFR的推廣在中國(guó)主要不是技術(shù)問題，而是社會(huì)管理和政策不配套的問題。

　　十五、其他硬件和軟件技術(shù)等
　　國(guó)際進(jìn)展：水泥技術(shù)與裝備不斷改進(jìn)。國(guó)際上一般每隔2到3個(gè)月，水泥工業(yè)就會(huì)有一項(xiàng)小的新技術(shù)出現(xiàn)，小改小革不斷。大的技術(shù)一般3到5年出現(xiàn)一次，5年內(nèi)如果沒有新技術(shù)，企業(yè)就無法生存。所以，國(guó)外的機(jī)械廠把新技術(shù)的壽命期定為5年。國(guó)際水泥行業(yè)的控制水平正在從自動(dòng)化走向預(yù)控制和智能化階段，做到用戶需要什么產(chǎn)品就生產(chǎn)和提供什么產(chǎn)品。

　　比如，地基用的水泥，地板用的水泥，一二層樓用的快硬早強(qiáng)水泥，隔熱保溫的泡沫水泥，鋼筋密集區(qū)域用的自密實(shí)混凝土所需要的水泥等等，都不是單一的水泥品種可以滿足要求的。水泥企業(yè)面向用戶的市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)理念。發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)代化的水泥廠，針對(duì)用戶需求，可以隨時(shí)生產(chǎn)和調(diào)配出100多個(gè)水泥品種。在水泥與混凝土利用粉煤灰和礦渣等工業(yè)廢渣方面，國(guó)外的利用出發(fā)點(diǎn)首先是調(diào)整混凝土的和易性、抗?jié)B性和抗腐蝕性等。

　　國(guó)內(nèi)情況：包括日產(chǎn)萬噸的水泥成套裝備，基本可以設(shè)計(jì)和大部分自己制造。除了質(zhì)量和壽命有些差距外，國(guó)內(nèi)與國(guó)外在水泥硬件方面的差距不是太大。中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家水泥工業(yè)技術(shù)方面的差距主要體現(xiàn)在軟件方面。我國(guó)的水泥混凝土應(yīng)用科學(xué)及施工水平比較落后，導(dǎo)致水泥品種單一和性能要求不高。據(jù)報(bào)道，中國(guó)建筑物的平均壽命只有30年。中國(guó)水泥工業(yè)的控制水平正在從人工向半自動(dòng)化和自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變。智能化還談不到。國(guó)內(nèi)水泥和混凝土企業(yè)利用粉煤灰和礦渣的出發(fā)點(diǎn)首先是調(diào)整標(biāo)號(hào)與降低成本。對(duì)改善性能的功能往往放在附加的考慮范圍。

　　從上述的觀念比較上看，國(guó)內(nèi)外在軟件環(huán)境上的差距要比硬件上的差距大得多。