水泥行业能耗分析及节能措施.doc

1 水泥是国民经济的基础原材料，水泥工业与经济建设密切相关，在未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要建筑材料。随着经济的发展，水泥产量剧增，1978年全国水泥产量6524万吨，2005年水泥产量10.60亿吨，水泥年产量净增9.95亿吨。水泥工业作为高耗能产业，其迅速发展与随之对资源、生态和环境的压力之间的矛盾日益凸显。 国家发改委《节能中长期专项规划》要求降低水泥生产能耗，水泥综合能耗由2000年的181降到2010年的145千克标准煤/吨[1]。此外要求通过结构调整和产业替代，发展新型干法窑外分解技术，提高新型干法水泥熟料比重，积极推广节能粉磨设备和水泥窑余热发电技术，对现有大中型回转窑、磨机、烘干机进行节能改造，逐步淘汰机立窑、湿法窑、干法中空窑及其它落后的水泥生产工艺。本文通过对某水泥厂2005年的能源审计，摸清该企业主要工序、设备能量和能源损失分布情况，分析其节能潜力，有针对性地提出节能管理与技术相关对策，以探索水泥行业的节能方向。 2 某水泥厂年产水泥150万吨，熟料120万吨，拥有3700t/d水泥和5000t/d熟料的干法生产线两条， 2005年主要产品PII52.5R、PO42.5R、PO32.5R、PO32.5和PC32.5水泥1582956 t，熟料1132997t。 2.1 该企业原有3700 t/d 干法生产线1条，2003年适应市场需求和当地资源条件，新建5000t/d熟料生产线1条，2005年4月投产。生产工艺分为矿山、生料制备、熟料烧成和水泥制成四工序。具体生产工艺流程图参见图1。 石灰石 页岩 粉煤灰 铁矿石石灰石破碎 配料计量 生料均化库 冷却机 熟料库 熟料外运 散装出厂 袋装出厂 图1 某水泥厂生产工艺流程图 2.2 2.2.1 经审计，该企业2005年共消费能源365907.1tce，其中原煤325794t，折标煤266923 tce，占总能耗的72.94%；电力241.57Gwh，折标煤97592.76 tce，占总能耗的26.67%；汽油38.56t，折标煤56.74 tce，占总能耗的0.0156 %；柴油915.86t，折标煤1334.53tce，占总能耗的0.36 %；年耗地下水总量361万m3，水的循环利用率80 %。 企业的能源消费结构如图2所示。 原煤电力汽油柴油 图2 企业的能源消费结构 2.2.1 企业用煤为定点供应，进厂原煤经工业分析化验后存储在煤粉仓待用，根据烧成窑的燃烧条件，调节含水率，破碎至适宜粒径，生产过程中根据送风量、烟气温度、烧成窑温度、CO含量等控制进煤量，以保证燃料的最优燃烧。根据该厂熟料成分，得知1#线、2#线的熟料形成热Qsh分别为1763.54 、1765.23 kJ/kg.cl；原煤消耗量分别为175690、150104吨；燃料燃烧热QrR分别为4009.41、3220.67 kJ/kg.cl；1#、2#回转窑系统烧成效率43.99%、54.81%。 2.2.2 该企业各主要生产工序的用电量如表1所示，由表可以看出生产工艺中电力消耗量主要在生料制备、熟料烧成和水泥制成环节，占总用电量的91.75％。 表 1 某水泥厂各工序用电量统计 车间(工序) 矿山 生料制备 熟料烧成 水泥制成 装运 供水站 用电量kwh 5642555772068352673230 3966721 所占比例％ 2.34 33.22 31.96 26.57 1.11 1.64 车间(工序) 照明 其他 变损 输送损失 总计 用电量kwh 901627 3351343 2220342 1176973 241566233 所占比例％ 0.37 1.39 0.92 0.49 100 电力和煤炭是水泥生产所需的主要能源，所以对其进行具体分配和核算审计，以找出该企业的节能潜力，为企业摸清能源使用现状，开展节能工作具有重要意义。由表3不难看出，该企业1＃线系统烧成效率很低，严重增加了烧成煤耗。根据该厂的工艺生产状况分析，影响回转窑系统烧成效率的主要因素： 1）预热器出口废气热损失 一般而言，熟料形成热是热支出中最大的一部分，水泥企业热耗大小的主要区别在于废气热损失的大小，一般预热器出口废气热损失为烧成热耗的1/4左右。该厂的2＃线预热器出口废气热损失658.0 kJ/kg.cl，占21.55％。影响废气热损失的直接原因是熟料产量、出口废气量和废气温度，熟料产量高能明显降低废气热损失，反过来，如果系统产量低，则烧成热耗必然要高，要考察热耗，必须对窑产量引起足够重视。其中废气量、废气温度是主要的影响因素。废气量大小是影响废气热损失最关键的因素，预热器出口温度是影响废气热损