自新型干法水泥推廣應用以來，十多年間，余熱發電系統已經基本成為國內水泥窯標配，不僅僅幫助企業大幅降低了生產成本，更重要的是為推動行業節能降耗發揮了關鍵性作用。

  數據顯示，以5000t/d新型干法水泥熟料生產線配套9MW純低溫余熱發電系統計算，每年發電量就可以達到5659 萬kWh。然而，隨著對余熱發電系統研究的深入，系統運行過程中某些“小”問題卻值得業內深思。

  現有水泥窯余熱發電系統一般采用閉式循環冷卻水系統，由于水中含有大量礦物質，以水做為熱交換工質，結垢問題在所難免。研究結果表明，由于水垢的質地比較致密，大大降低了傳熱效率，0.6 毫米的薄垢就可使傳熱系數降低 20％，如若不能及時消除，將大幅降低余熱發電效率，造成水泥企業不必要的經濟損失。

  出于提高熱工交換效率的需要，近年來防垢技術和除垢技術被廣泛研究，并取得了長足的進步，然而水垢問題卻并沒有得到徹底解決。

  傳統的解決辦法多為化學投藥、化學清洗等（常用緩蝕劑和阻垢劑有六偏磷酸鈉、硫酸鋅、鉬酸鈉、HEDP羥基亞乙基二磷酸、聚丙烯酸……），在一定程度上能夠有效去除設備中的水垢，但這些傳統的處理方法也存在弊端。

  一方面，既對環境和地下水源造成污染，又對設備起到不必要的化學腐蝕，導致壽命縮短；另一方面，傳統除垢、防垢模式不但需要運行費用，還需要專人調試操作，同時并不能根本消除水垢現象。有鑒于此，業內需要一種新的除垢方式，即能達到極佳的除垢效果，又能避免環境污染，同時降低運行、管理費用。

天津健威澤節能環保技術發展有限公司總工程師于海(左)與中國水泥網記者交流

  天津健威澤節能環保技術發展有限公司（以下簡稱：天津健威澤）總工程師于海表示，天津健威澤很早就意識到傳統化學除垢法存在的弊端，并開始著手與相關的技術產品研發工作。

  資料顯示，從2007年開始，天津健威澤公司開始研發JWZ-NAC納米阻垢球粒材料，至2014年11月份完成工業應用實驗歷時七年之久。經實驗室試驗、工業試驗和工業應用，不斷完善，技術趨于成熟，現已成功應用于電站冷卻水、供暖熱交換水系統、電熱水器、大型空調系統的防垢、阻垢和滅藻，可使冷卻水和熱交換水系統在無垢狀態下運行，有效的提高冷卻和傳熱效果。

天津健威澤公司開始研發JWZ-NAC納米阻垢球粒材料

  于海介紹稱，納米阻垢球粒材料以天然含硼原料為主與其他材料復合而成，是一種可改變碳酸鈣（鎂）結晶環境而使水中的碳酸鈣（鎂）以文石或球霰石形態結晶的復合材料，具有很好的防垢阻垢效果。

  在阻垢球粒的作用下，水體系的 pH 值、表面張力等條件發生改變，能抑制水中的（Mg） CaCO₃ 在析出結晶過程中生成方解石晶核，使從水析出的晶粒中形成硬垢的方解石晶粒所占比例減少，文石、球霰石晶粒所占的比例增加，阻止方解石晶粒聚集形成堅實的硬垢，使文石、球霰石聚集形成軟垢體從而不使垢附著于管壁、器壁。此外，經JWZ-NAC納米阻垢球粒材料激活的水還有除垢效果，能將已附著于管壁、器壁的舊垢漸次變得松軟、逐步剝落，直至逐漸去除積垢。

  據于海提供的信息顯示，某水泥有限公司一條2500t/d熟料生產線，配套5.0MW雙壓補汽式余熱電站，循環水采用常規閉式循環系統。2014年8月28日投用了健威澤公司的專利產品JWZ-NAC-X-Ⅲ-2000型阻垢器后，通過半年左右的運行，該阻垢器達到了在不增加循環水泵電負荷、不投藥、不需要人工操作和維護的條件下取得了比投藥法更佳的阻垢、阻綠藻的效果。

  按照投藥法防垢緩蝕每年運行成本約7～13萬元計算，2～4年內就可收回裝設JWZ-NAC阻垢器所需要投資。與此同時，相比于看得見的經濟效益，由納米阻垢器帶來環境效益實際上更為重要，目前全國主要流域的I~III類水質斷面占64.2%，劣V類占17.2%，水污染控制迫在眉睫，納米阻垢器的出現，無疑為水泥企業水資源循環利用鋪平了道路。

阻垢器現場安裝圖及實物

  事實證明，納米阻垢器可完全取代原有水系統的加藥阻垢、殺菌、滅藻裝置和膠球清洗系統，并帶來顯著的使用效果。首先，由于原有加藥系統不再運行、也不再需要投放任何藥品，有利于水質及環保；其次，納米阻垢器的運行不再需專設管理人員，因此其即節約人力、物力從而降低運行成本；再次，納米阻垢器阻垢性能的連續性及穩定性，使被通水設備不需頻繁定期停機清理，從而提高主生產系統運轉率，進而提高工廠經濟效益；最后，納米阻垢器系列產品不與水體中任何物質發生化學反應，只改變水中產生硬垢的晶體物質生長方式及結構，對水質無再污染，安裝、運行、管理方便，不需額外增加動力，運行穩定、安全、可靠。

天津健威澤節能環保技術發展有限公司研發中心

  于海：“只有不斷的技術創新才能滿足日益嚴格的環境要求，才能促進行業發展，有基于此，納米除垢器得以研制成功。”而作為一家技術創新型企業，天津健威澤對水泥余熱發電系統的研究并不僅限于此。資料顯示，該公司推出的水泥窯旁路放風余熱發電技術已經可實現生產低堿水泥的同時噸熟料發電量45～60kWh/t，遠遠高出現有30kWh/t的業內平均水平，大幅度提升了水泥企業效益；同時推出的新型保溫材料，納米高效隔熱材料也做到了：抗壓抗折強度接近于一般硅酸鈣版而保溫性能提高65%以上、耐溫性能達到1000℃以上。

  未來，在工業4.0背景下，水泥行業技術升級空間依然巨大。于海告訴中國水泥網記者，天津健威澤將繼續在余熱發電、水泥窯協同處置固體廢物、汽車發動機尾氣余熱回收制冷供熱、太陽能發電供熱等相關領域加大技術及研發資金投入，以產業服務商的角色，為相關行業轉型升級提供幫助。