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挑戰20度粉磨能耗 水泥行業節能降耗有辦法

文章出處:本站    人氣:1299    發表時間:2017-10-14 10:13:46

2017年上半年,全國水泥行業總體呈現量穩價升態勢。據統計局數據顯示,前5個月行業利潤總額237億元,上半年利潤水泥將超過300億元。在需求方面,水泥需求緊密相關的基礎建設投資繼續保持高位運行,房地產小幅回落,2017年水泥需求與去年基本持平,但很難有大幅提升,水泥行業面臨的產能過剩問題,仍然有待解決。

在市場競爭加劇以及淘汰落后產能雙重壓力下,節能降耗已經成為當前水泥企業關注的重點。另外,工信部于去年7月18日發布的《工業綠色發展規劃(2016-2020年)》(以下簡稱《規劃》)也提出,“到2020年,水泥熟料綜合能耗從2015年的112千克標準煤/噸降至105千克標準煤/噸?!贝恕兑巹潯烦?,本就艱難前行的水泥企業步伐似乎又沉重了些。

相關資料表明,在水泥生產過程中,粉磨電耗占水泥生產總電耗的65%~75%,從降低粉磨電耗入手是實現水泥行業節能降耗的重要環。目前,大多數的水泥企業水泥粉磨系統電耗在30~36度之間,而通過技術改造、設備更新、應用新型耐磨材料等措施,突出的水泥企業能夠將電耗控制在20度左右。

巨大的電耗差距意味著粉磨系統在節能降耗上有著廣闊的提升空間。7月28~29日,由中國水泥網主辦的“2017第九屆國際粉磨峰會”在徐州博頓溫德姆酒店舉行,本次峰會以“挑戰20度粉磨能耗”為主題,邀請行業專家深入探討,互相交流。

會議現場

近年來,由中國水泥網主辦的歷屆水泥粉磨峰會都能給水泥粉磨節能帶來耳目新的理念,促進新產品、新技術、新裝備的應用和推廣。本屆峰會邀請到中國聯合水泥集團有限公司副總經理/總工程師袁亮國、中國水泥網高級顧問賈華平、鹽城市粉體設備工程技術研究中心總工朱順明、合肥水泥研究設計院副院長/總工包瑋、邳州中聯水泥有限公司副總經理王晨、華南理工大學材料科學與工程學院副教授吳笑梅、中國水泥網董事長邵俊等行業專家出席并吸引了500余名國內水泥企業和裝備企業參會,共同探討粉磨系統節能降耗新思路。

堅持思維創新 挑戰20度粉磨能耗

正如中國水泥網高級顧問賈華平在峰會上所言,未來水泥行業無論是生產企業,還是產品營銷企業,都將會進步集中,水泥粉磨站以及技術落后的企業將被淘汰出局。所謂的技術落后,對水泥粉磨來講主要指標就是粉磨電耗。如何在競爭中不被淘汰,除了外部市場以外,內部管理和技術升級同樣重要,這也是每個企業必須重視的問題。

目前,已有少數生產線的粉磨電耗降到了30度以下,但都有他們的特殊情況,不具備簡單照搬的技術條件。具體來講,水泥企業不應該被動的等待條件,而是要想法創造條件,除各項粉磨裝備和技術的應用升級以外,包括物料易磨性的選擇和改善,產品性能的針對性化等等,這些都是挑戰20度粉磨電耗,不可或缺的方面。

賈華平認為,20度粉磨電耗是個標桿,應該成為行業挑戰的方向。以此為目標,將粉磨電耗降至30度以下,是當前水泥行業在節能域需要推進的重要工作。挑戰20度,由于每個水泥企業、甚至每條生產線都有不同的工況環境,不是僅僅靠某項技術就能實現的,這需要個系統的化過程。

與會嘉賓認真聽報告

多途徑入手 聯合打造20度粉磨能耗

針對20度粉磨電耗的目標,合肥水泥研究設計院副院長/總工包瑋提出了自己的思路,水泥粉磨技術的創新方向應朝化礦物組成,實現熟料及輔料膠凝材料的高效利用;較低二氧化碳排放,合理降低熟料系數;高壓料層粉碎發展,其中,高壓料層粉碎依然是主要方向。

中國聯合水泥集團有限公司副總經理/總工程師袁亮國認為,降低粉磨系統電耗可從常規的球磨機系統、輥壓機聯合粉磨系統、半終粉磨系統、立磨系統、陶瓷球等方面開始入手,以中聯水泥為例,中聯水泥針對P.O42.5水泥20度電耗的目標,完成了方案化、階段性的試驗、系統方案設計,為打造低能耗水泥粉磨示范線打下了基礎。

1.半終粉磨系統

近年來無論是水泥生產企業還是從事水泥粉磨技術工藝研究的企事業單位都將目光聚集在了半終粉磨系統改造上,半終粉磨工藝可以有效解決目前聯合粉磨的過粉磨現象,利用輥壓機系統做功效率高的勢進步提高粉磨效率。

邳州中聯粉磨單位能耗只有21-23度,工藝的改進便是在半終粉磨系統上。據邳州中聯水泥有限公司副總經理王晨介紹,目前邳州中聯輥壓機循環系統的選粉機選粉效率在65%左右,32um篩余<3%。通過對比試驗,終確定該部分水泥的比例占系統產量的20%~25%,比表面積>420m2/kg,0~32um的累積量達97%,45um篩余為0 是理想的狀態。該工藝參數的確定較好的解決了水泥性能和工序電耗的矛盾。在生產過程中,此部分水泥以比表面積作為控制指標。

除此以外,在半終粉磨系統上,立式磨水泥半終粉磨工藝因其粉磨效率高,運轉率高;運行穩定;磨損小,維修成本低也是降低粉磨電耗的途徑之。

立式磨水泥半終粉磨工藝在實際案例中也得到了印證,福建省泉州市美嶺水泥有限公司2#水泥磨節能改造工程,采用HRM3400P預磨立式磨替換150-100輥壓機,與φ4.2Χ13m球磨機+V選+組合式選粉機組成聯合半終粉磨工藝系統, 生產P.O42.5R水泥由改造前系統產量130~140t/h提高到220~250t/h,系統綜合電耗由改造前的36~38kWh/t降到30kWh/t以內。

2.聯合閉路粉磨工藝

水泥產品同質化嚴重,產品供大于求的矛盾日顯突出,企業的利潤空間不斷壓縮。水泥的終端產品是混凝土,以混凝土的性能來判斷粉磨系統劣更有實際意義。摻加合適摻量的超細工業廢渣粉,可以在低水泥用量、低用水量,低水膠比的情況下,配制出具有高抗裂性、體積穩定性和耐久性的高性能混凝土。

早期的聯合粉磨工藝是由輥壓機+V型選粉機+動態選粉機+管磨機+O-SEPA選粉機促組成,而改進了后的聯合閉路粉磨工藝將動態選粉機改為帶軸向分離器的動態選粉機,將O-SEPA選粉機改為高分散型選粉機。在未來,由輥壓機+V型選粉機+雙驅精密選粉機+管磨機+尾倉高細粉磨裝備+高分散型選粉機的聯合閉路超細粉磨工藝不失為個方向。

中國能源研究會節能減排特聘專家呂海峰介紹,鎮江鶴林水泥集團通過聯合閉路超細粉磨工藝改造,PO42.5水泥臺時產量270t/h提高到360t/h。1、2#磨為聯合水泥粉磨系統,5、6#磨為聯合閉路超細粉磨技改系統。輥壓機、管磨等主機設備配置相同,其中5、6#磨石灰石配比增加4.5%,煤灰摻量增加8%,礦渣摻量增加2%。熟料配比比下降14.5%。

以年產200萬噸水泥粉磨系統估算,每噸水泥電耗節約5-7KWh/t,加上節約熟料料耗25%~30%,效益能夠提升1000-2000萬元。

3.陶瓷研磨體

陶瓷研磨體的出現,是降低水泥企業粉磨系統電耗的重要環節。陶瓷研磨體在多家水泥企業磨機細磨倉應用結果證明:節電幅度般平均在4kWh/t-6kWh/t之間;也有的企業磨制P.Ⅱ52.5級或P.O52.5級水泥節電6kWh/t-8kWh/t,高等級水泥節電幅度大。

粉磨專家鄒偉斌在現場介紹了海螺集團弋陽公司的應用效果,弋陽公司原先用原全磨采用金屬球,生產P.O42.5級水泥,臺時產量230t/h,系統粉磨電耗31.6kWh/t。改進后,倉仍采用金屬球,二倉采用高強耐磨陶瓷段,P.O42.5級水泥臺時產量228t/h,系統粉磨電耗降至26kWh/t,節電5.6kWh/t。

從半年后的應用效果來看,運行過程中,自然停磨開二倉磨門進入檢查,幾乎未見破損,充分說明陶瓷研磨體質量良;按照單臺磨機年產量120萬噸計,年節電552萬kWh,以平均電價0.50元/kWh計算,年節電效益達276萬元,減去陶瓷研磨體的投入120萬元,不到半年即可收回陶瓷研磨體投資。

目前,水泥企業對于陶瓷研磨體的使用還存在些顧慮。長春理工大學/萍鄉順鵬粉磨系統專家/總工孫德成表示,陶瓷研磨體在定條件下代替鋼球是完全可行的!也是粉磨系統節能的重要改進。但是要基于定的磨內結構、科學的級配方案、陶瓷球質量過關多重因素要求的基礎上。

4.水泥助磨劑

水泥助磨劑是種醇胺類復合而成的添加劑,能夠輔助粉磨,適當調整水泥性能。目前,助磨劑緊跟著水泥行業快速發展的步伐,在水泥行業得到了廣泛的應用。目前,已有70%以上的水泥企業在生產過程中使用了助磨劑,水泥企業已認識到助磨劑在水泥生產中節能降耗、改善水泥性能的作用。

但水泥助磨劑在應用中還存在不少的誤區,水泥助磨劑應用專家柳玉強在會上指出,科學認識水泥助磨劑,正確使用水泥助磨劑也能夠幫助降低水泥企業的粉磨系統。

5.轉速與填充率對球磨機粉磨效果的影響

目前,在礦業方面,大型的球磨機實行電瓶調速取得了些使用壽命延長、能耗下降等效果。就目前水泥行業環保壓力不斷增加的背景下,水泥行業開始實行節能降耗,若把這個技術轉嫁到水泥粉磨這個系統上是否同意可行?華南理工大學副教授吳笑梅與教授樊粵明做了這方面的研究,并覺得這個研究結果有定的意義。

吳笑梅、樊粵明在經過了大量試驗表明,佳研磨效果時的轉速大于佳粉碎效果時的轉速,工業磨機以佳粉碎效果設定轉速率為76%??梢钥紤]利用變頻技術增加球磨機的轉速,降低球磨機的填充率或更換密度更小的研磨介質,提高其整體粉磨能耗利用率,增大粉磨系統輥壓機與球磨機運行功率的比值,產生較好的節電效果。進步可研究陶瓷球做研磨介質與水泥磨變頻聯合的水泥粉磨技術。

粉磨系統挑戰20度可期 推動水泥技術進步

正如鹽城市粉體設備工程技術研究中心總工朱順明所言,粉磨工藝的科學性及裝備的可靠性對水泥質量產生的重大影響,這要求水泥行業不斷探索、采用新思路、新工藝、新技術向著質高產、節能降耗的方向發展。

面對水泥行業嚴重產能過剩和產品同質化嚴重的現狀,水泥企業競爭加劇,從粉磨系統入手降低電耗能夠幫助水泥企業提升自身競爭力。另外,節能降耗的壓力也使得水泥企業不斷突破自身技術瓶頸,推動水泥技術不斷向前發展,加快自身產業結構調整的步伐。

事實證明,水泥企業粉磨系統電耗20度并非是個“理想型”的目標,而是個標桿,讓水泥企業以此為“榜樣”,不斷推進水泥粉磨系統進步,同推進水泥行業節能減排,實現水泥工業綠色發展。


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