周清浩:2007年水泥工業發展與技術進步
前言
“建設生態文明,基本形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式。循環經濟形成較大規模,可再生能源的比重顯著上升。主要污染物排放得到有效控制,生態環境質量明顯改善,生態文明觀念在全社會牢固樹立”。
“開發和推廣節約、替代、循環治理污染的先進適用技術,發展清潔能源和再生能源,保護土地和水資源,建設科學合理的能源利用體系,提高能源資源利用效率”。
2007年,我國水泥工業發展循環經濟在認識上有了新的飛躍,水泥工業不僅僅是能源、資源高消耗型產業,也是在資源化利用和無害化處置工業固體廢物,城市生活垃圾方面不可或缺的產業。發展循環經濟是水泥工業走新型工業化道路,發展節約型、環保型產業,實現經濟增長方式根本性轉變的必由之路?,F代水泥工業對經濟社會與生態環境和諧發展負有重要的現實責任和歷史使命。
2007年,新型干法窯外分解技術、純低溫余熱發電技術、水泥節能與環保技術裝備被列為國有重大產業關鍵技術,北京水泥廠有限責任公司、天津水泥工業設計研究際有限責任公司、中材國際南京水泥工業設計研究院、烏蘭水泥、上海萬安企業總公司等單位在積極開展利用水泥窯爐處置和利用工業廢棄物、城市生活垃圾、下水道污泥等方面取得重要進展。
2007年我國水泥行業的科技進展
一是產業結構調整取得顯著成效。
二是水泥技術裝備在國際上具有很強的競爭力。
從2003年中材國際在歐洲奪取工程總承包項目,到2005年中國建材裝備總公司承包阿聯酋日產10000t/d水泥熟料生產線,再到2007年中材國際中標美國SCC4000t/d生產線總承包工程,我國新型干法水泥技術與裝備名揚海外,工程總承包在歐洲、美花。洲、中東、獨聯體、東南亞等國家全面開。
三是自主創新能力增強。
1.大型立磨研制成功
在我國新建的日產5000噸以上新型干法水泥生產線的原料粉磨和年產50萬噸以上的礦渣粉磨線已全部采用立磨,節能效果顯著,環保優勢明顯,并且都取得了良好的經濟效益。但目前大型礦渣立磨幾乎完全依賴進口,單口價格高達4000~5000萬元,而且供貨周期長,備口備件價格昂貴、供應困難。中信重型機械公司研制成功大型LGM4624水泥礦渣立磨并投放市場。
2.耐磨陶瓷涂料填補國內空白
洛陽鵬飛公司從2000年開始把研制方向調整在高品質耐磨陶瓷涂料上。他們和洛陽耐火材料研究院等國內知名院所合作,將高分子塑料的韌性與陶瓷氧化物的耐磨性,經過特殊工藝處理,使其在常溫下形成極高的強度和硬度。中國建筑材料聯合會會長張人為曾高度評價過洛陽鵬飛的產品:“洛陽鵬飛的耐磨陶瓷涂料填補了國內空白,成功地應用于立磨粉磨中,替代了價格高昂的進口同類產品,為中國大型水泥企業立磨粉磨節能降耗、改進生產工藝、提高生產效率做出了貢獻?!?
3.大膽創新,實現資源的綜合利用和礦山開采的生態效益
浙江三獅集團股份公司近年來以追求資源利用最大化和污染排放最小化為目標,努力探索發展循環經濟的路子。三獅集團以資源綜合利用為突破口,積極推廣使用新技術新工藝,成功地將其他企業的生產廢料用到了水泥生產中,不但降低了生產成本,提高了產品性能,而且為城市工業廢物的綜合利用開辟了新途徑。
三獅集團石灰石礦山的開采方式為“自上而下、分水平的臺階式”開采,15米為一個臺段,為了提高資源的利用率,礦山引進了國內外最新爆破技術——澳瑞凱高精度非電雷管起爆法,實現了目前國際新型的爆破技術——“逐孔起爆”法。既減少了粉塵和噪音污染,又使單孔爆破成本降低50元。
4.水泥工業成功處置及綜合利用工業廢棄物
自主研發出國內首套利用水泥窯處置工業廢棄物的生產線——北京紅樹林環保示范線,為國內首條擁有自主知識產權的工業廢棄物處置系統,年處置能力達8~10萬噸,不僅可規?;幹霉I廢棄物,同時還可處置部分危險廢棄物。
5.堅持自主創新 實現建材機械裝備國產化
隨著日產3000噸~5000噸新型干法水泥生產線的日益增多,其原料磨采用節能顯著的立式輥磨數量也顯著增多,但目前與其配套的2800 kW~4000 kW的立式磨機減速機還依賴進口。這無疑增加了日產3000噸以上水泥生產線的建設投資,阻礙了水泥工業的發展。 南京高精齒輪有限公司和重慶齒輪箱有限公司開發的大功率立磨減速機填補了國內空白。
6.低NOX水泥窯燃燒器的研發及應用
該項技術成果的特點:
(1)降低了NOX排放量,煙囪出口NOX排放降低20%~30%。
?。?)針對客戶窯型設計,適應各類劣質煤及可回收廢棄物燃料。
?。?)煤風道出口為旋轉風翅繪聲結構,易于控制煤粉混合狀態。
?。?)燃燒器頭部裝有導流擋板,以最大限度地席卷利用高溫二次風。
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7.高摻電石渣煅燒水泥熟料的研究
我國現有電石爐400多座,2005年全國電石生產能力為1700萬噸,實際年生產電石為894.57萬噸。排放的大量電石渣也難以處理。合肥水泥研究設計院開發出技術經濟指標更加先進的“干磨干燒”新型干法工藝。該成果在山東淄博寶生環保建材有限公司日產1200噸生產線兩年多的穩定運行,技術先進可靠,生料中電石渣替代石灰石的比例大于75%,熟料綜合能耗4096kJ/kg-cl、熟料綜合電耗60KWh、熟料質量滿足標準要求,熟料28天抗壓強度大于58.2 MPa、熟料燒成系統年運轉率87.3%。年利用電石渣30萬噸,年減排二氧化碳15萬噸。整套工藝技術為國內首創,其節能指標居國內領先水平。
8.RP140和RP170系列輥壓機的開發
RP140和RP170系列輥壓機是一種適應大型化生產、可顯著提高粉磨系統產量和降低能耗的新型節能粉磨設備。中信重型機械公司針對粉磨系統的不斷大型化,繼承以往小型輥壓機設計、制造與使用經驗,總結優化了該公司國家級試驗室數據庫中關于高強度物料擠壓粉碎的科學試驗數據,創新開發研制的更加適用于擠壓高強度物料的新結構大型輥壓機,與打散、分選于一體的V型選粉機組成不同的粉磨系統。
9.大型低耗氣力輸送設備的開發及應用
以綠色環保介質——空氣為動力源的粉狀物料氣力輸送系統工程,工藝布置靈活、簡單,一次性投資?。ㄅc機械輸送相比);倉式泵結構簡單幾乎無運轉件,磨損小,維修工作量小,費用低;通過管道密閉輸送不受氣候影響,不揚塵,利于環境保護;合肥水泥研究設計院完成的 周口隆達電廠粉煤灰氣力輸送系統直接將粉煤灰送至水泥廠,輸送距離為1268m(實際),輸送量50t/h以上,電耗指標要求在6kW/t以下,技術要求高,難度大。
10.5000噸/日預分解窯窯尾袋式除塵器的的研制及應用
針對新型干法水泥窯尾廢氣風量大(970000m3/h )、溫度高(最高時達到240℃ )、粉塵濃度大(214mg/Nm3) 、成分復雜等特點, 合肥院開發了該除塵器系統,排放濃度始終在10 mg/m3以下運行阻力一直維持1200Pa以下,并可以根據工藝狀況調整除塵系統的運行阻力,以達到了節能降耗的目的。在珠江水泥廠成功投入運行,其優越的技術參數和設備性能引起了水泥廠家很大關注。
11.N-TGD大高度鋼絲膠帶高效提升機開發與應用
合肥水泥研究設計院研制的N-TGD系列窯尾用鋼絲膠帶提升機,提升高度超過100m,單機輸送生料量達450t/h,運行穩定可靠,可滿足5000t/d新型干法生產線的配套。
該項成果已成為新建或改造水泥生產線的首選方案。推廣應用前景十分廣闊。已累計售出各種規格的提升機602臺套,國內各大設計院紛紛選用。其中,用于窯尾和入庫的大型提升機約314臺套(2500t/d約228臺套,5000 t/d約86臺套)。各項技術經濟指標均達到國際先進水平,隨主機設備運轉率達100%,
12.KXT科氏力秤煤粉計量與控制系統研究
在國內首次將科里奧利力學原理應用于粉體物料計量領域,基于該原理的科氏力秤屬國內首創,達到同際同類技術的先進水平。
該項目研究成果解決了以下難題:① 在壓力變化頻繁的煤粉計量系統中,對流淌性極好的煤粉,難以實現穩定給料;② 干燥煤粉顆粒細、容重輕,使得計量過程極易受到外部工況變化的影響,造成準確計量困難。
KXT科氏力秤煤粉計量與控制系統已應用于國內外100多條1000t/d至5000t/d新型干法水泥生產線,并應用于鋼鐵、有色金屬等行業,銷售205臺套,運行狀況良好。
13.10000t/d 水泥熟料生產線破碎裝備的研制及應用
針對石灰石質和粘土類物料的不同物性,分別研制了雙轉子錘式破碎機和雙齒輥式破碎機。
大型雙轉子單段錘式破碎機工作可靠,運轉率高。其主要技術性能如對粘濕物料的適應性、可靠性、安全性、篦子使用壽命和電耗指標等已達到當今國際先進水平。
大型齒輥式破碎機,針對粘土破碎過程中堵塞和粘結的問題,設計的梳狀、可調節的剔泥裝置和柔性疏水樹脂簾、帶蓄能器的液壓缸等裝置,效果明顯,結構合理,維護簡便,過載保護靈敏可靠。
滿足了10000t/d水泥熟料生產線配套使用的需要。
四是具有競爭優勢的大型企業集團逐漸形成。
我國水泥工業科技發展趨勢分析
隨著先進技術的成熟和投資成本的降低,中國水泥工業將進入快速的結構調整期,而且會加快向世界先進水平邁進,不久的將來,中國水泥工業和企業將以更加嶄新的姿態活躍在全球水泥業發展舞臺上,為世界水泥工業發展做出貢獻。
水泥行業要按照“國務院關于加快發展循環經濟的若干意見要求”精神,制定先進的循環經濟目標,在保證水泥產品質量的前提下,進一步提高水泥產品中固體廢渣使用水平,水泥單位能耗要爭取達到國際先進水平,在科技進步的基礎上,擴大可利用的工業固體廢渣和低品位原燃范圍,不斷提高原料替代率,燃料替代率和廢棄物循環利用率。不斷研究工業垃圾和生活垃圾中可燃廢棄物的處置和利用技術生產過程中低排放生態化設計和有害原料組分的替代技術,從源頭解決污染問題。
加快生產過程余熱回收利用、其他行業工業廢棄物和城市生活廢棄物轉化為水泥行業資源、降低煙氣和煙塵排放等工作力度,低溫余熱發電技術已經成熟,越來越多的企業已經在工藝生產線上加裝了余熱發電裝置,冶金、有色、電力、化工、采礦等行業的工業廢棄物在水泥行業被轉化利用成為資源,城市垃圾的轉化利用也已取得重要技術成果;
大企業集團具備開展技術創新的有利條件,創新能力較強。一是企業規模大,可使采用某種新技術達到一定規模,并且有利于形成有規模的研發團隊;二是企業抗風險的能力強,具有長期研發動力;三是資金充足,可以滿足核心技術研發的持續資金投入的需要。大型企業應該而且能夠在建立創新型行業和企業中發揮重要作用、扮演著中心角色。
企業作為創新的主體首要面臨的是技術創新。企業是技術創新的投資者、組織者和受益者,同時也是風險的承擔者。一個企業在創新研發的投入可以看出企業是否具有長遠的戰略眼光。而且知識產權已經成為企業獲得實際利益分配份額的決定性因素,它代表了企業的核心競爭力。
加快水泥行業創新體系建設,支持基礎研究、前沿技術研究、社會公益性技術研究,引導和支持創新要素向企業集聚,促進科技成果向現實生產力轉化,積極推進自主創新,讓結構調整、節能減排和自主創新成為水泥行業發展的雙引擎。
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