周清浩：2007年水泥工業(yè)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步

　　前言

　　“建設(shè)生態(tài)文明，基本形成節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)方式、消費(fèi)模式。循環(huán)經(jīng)濟(jì)形成較大規(guī)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(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯改善，生態(tài)文明觀念在全社會(huì)牢固樹立”。

　　“開發(fā)和推廣節(jié)約、替代、循環(huán)治理污染的先進(jìn)適用技術(shù)，發(fā)展清潔能源和再生能源，保護(hù)土地和水資源，建設(shè)科學(xué)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(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)在認(rèn)識(shí)上有了新的飛躍，水泥工業(yè)不僅僅是能源、資源高消耗型產(chǎn)業(yè)，也是在資源化利用和無害化處置工業(yè)固體廢物，城市生活垃圾方面不可或缺的產(chǎn)業(yè)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是水泥工業(yè)走新型工業(yè)化道路，發(fā)展節(jié)約型、環(huán)保型產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式根本性轉(zhuǎn)變的必由之路?，F(xiàn)代水泥工業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展負(fù)有重要的現(xiàn)實(shí)責(zé)任和歷史使命。

　　2007年，新型干法窯外分解技術(shù)、純低溫余熱發(fā)電技術(shù)、水泥節(jié)能與環(huán)保技術(shù)裝備被列為國有重大產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，北京水泥廠有限責(zé)任公司、天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究際有限責(zé)任公司、中材國際南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、烏蘭水泥、上海萬安企業(yè)總公司等單位在積極開展利用水泥窯爐處置和利用工業(yè)廢棄物、城市生活垃圾、下水道污泥等方面取得重要進(jìn)展。

　　2007年我國水泥行業(yè)的科技進(jìn)展
 
　　一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得顯著成效。

　　二是水泥技術(shù)裝備在國際上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　從2003年中材國際在歐洲奪取工程總承包項(xiàng)目，到2005年中國建材裝備總公司承包阿聯(lián)酋日產(chǎn)10000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，再到2007年中材國際中標(biāo)美國SCC4000t/d生產(chǎn)線總承包工程，我國新型干法水泥技術(shù)與裝備名揚(yáng)海外，工程總承包在歐洲、美花。洲、中東、獨(dú)聯(lián)體、東南亞等國家全面開。

　　三是自主創(chuàng)新能力增強(qiáng)。

　　1.大型立磨研制成功

　　在我國新建的日產(chǎn)5000噸以上新型干法水泥生產(chǎn)線的原料粉磨和年產(chǎn)50萬噸以上的礦渣粉磨線已全部采用立磨，節(jié)能效果顯著，環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯，并且都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但目前大型礦渣立磨幾乎完全依賴進(jìn)口，單口價(jià)格高達(dá)4000～5000萬元，而且供貨周期長(zhǎng)，備口備件價(jià)格昂貴、供應(yīng)困難。中信重型機(jī)械公司研制成功大型LGM4624水泥礦渣立磨并投放市場(chǎng)。

　　2.耐磨陶瓷涂料填補(bǔ)國內(nèi)空白

　　洛陽鵬飛公司從2000年開始把研制方向調(diào)整在高品質(zhì)耐磨陶瓷涂料上。他們和洛陽耐火材料研究院等國內(nèi)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(jīng)過特殊工藝處理，使其在常溫下形成極高的強(qiáng)度和硬度。中國建筑材料聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)張人為曾高度評(píng)價(jià)過洛陽鵬飛的產(chǎn)品：“洛陽鵬飛的耐磨陶瓷涂料填補(bǔ)了國內(nèi)空白，成功地應(yīng)用于立磨粉磨中，替代了價(jià)格高昂的進(jìn)口同類產(chǎn)品，為中國大型水泥企業(yè)立磨粉磨節(jié)能降耗、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率做出了貢獻(xiàn)?！?

　　3.大膽創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用和礦山開采的生態(tài)效益

　　浙江三獅集團(tuán)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(biāo)，努力探索發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的路子。三獅集團(tuán)以資源綜合利用為突破口，積極推廣使用新技術(shù)新工藝，成功地將其他企業(yè)的生產(chǎn)廢料用到了水泥生產(chǎn)中，不但降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品性能，而且為城市工業(yè)廢物的綜合利用開辟了新途徑。

　　三獅集團(tuán)石灰石礦山的開采方式為“自上而下、分水平的臺(tái)階式”開采，15米為一個(gè)臺(tái)段，為了提高資源的利用率，礦山引進(jìn)了國內(nèi)外最新爆破技術(shù)——澳瑞凱高精度非電雷管起爆法，實(shí)現(xiàn)了目前國際新型的爆破技術(shù)——“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(yè)成功處置及綜合利用工業(yè)廢棄物

　　自主研發(fā)出國內(nèi)首套利用水泥窯處置工業(yè)廢棄物的生產(chǎn)線——北京紅樹林環(huán)保示范線，為國內(nèi)首條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)廢棄物處置系統(tǒng)，年處置能力達(dá)8～10萬噸，不僅可規(guī)模化處置工業(yè)廢棄物，同時(shí)還可處置部分危險(xiǎn)廢棄物。

　　5.堅(jiān)持自主創(chuàng)新 實(shí)現(xiàn)建材機(jī)械裝備國產(chǎn)化

　　隨著日產(chǎn)3000噸～5000噸新型干法水泥生產(chǎn)線的日益增多，其原料磨采用節(jié)能顯著的立式輥磨數(shù)量也顯著增多，但目前與其配套的2800 kW～4000 kW的立式磨機(jī)減速機(jī)還依賴進(jìn)口。這無疑增加了日產(chǎn)3000噸以上水泥生產(chǎn)線的建設(shè)投資，阻礙了水泥工業(yè)的發(fā)展。 南京高精齒輪有限公司和重慶齒輪箱有限公司開發(fā)的大功率立磨減速機(jī)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

　　6.低NOX水泥窯燃燒器的研發(fā)及應(yīng)用

　　該項(xiàng)技術(shù)成果的特點(diǎn)：

　　（1）降低了NOX排放量，煙囪出口NOX排放降低20%～30%。

　?。?）針對(duì)客戶窯型設(shè)計(jì)，適應(yīng)各類劣質(zhì)煤及可回收廢棄物燃料。

　?。?）煤風(fēng)道出口為旋轉(zhuǎn)風(fēng)翅繪聲結(jié)構(gòu)，易于控制煤粉混合狀態(tài)。

　?。?）燃燒器頭部裝有導(dǎo)流擋板，以最大限度地席卷利用高溫二次風(fēng)。

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　　7.高摻電石渣煅燒水泥熟料的研究

　　我國現(xiàn)有電石爐400多座，2005年全國電石生產(chǎn)能力為1700萬噸，實(shí)際年生產(chǎn)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(shè)計(jì)院開發(fā)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更加先進(jìn)的“干磨干燒”新型干法工藝。該成果在山東淄博寶生環(huán)保建材有限公司日產(chǎn)1200噸生產(chǎn)線兩年多的穩(wěn)定運(yùn)行，技術(shù)先進(jìn)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(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，熟料28天抗壓強(qiáng)度大于58.2 MPa、熟料燒成系統(tǒng)年運(yùn)轉(zhuǎn)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(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，其節(jié)能指標(biāo)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　8.RP140和RP170系列輥壓機(jī)的開發(fā)

　　RP140和RP170系列輥壓機(jī)是一種適應(yīng)大型化生產(chǎn)、可顯著提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量和降低能耗的新型節(jié)能粉磨設(shè)備。中信重型機(jī)械公司針對(duì)粉磨系統(tǒng)的不斷大型化，繼承以往小型輥壓機(jī)設(shè)計(jì)、制造與使用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)優(yōu)化了該公司國家級(jí)試驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫中關(guān)于高強(qiáng)度物料擠壓粉碎的科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，創(chuàng)新開發(fā)研制的更加適用于擠壓高強(qiáng)度物料的新結(jié)構(gòu)大型輥壓機(jī)，與打散、分選于一體的V型選粉機(jī)組成不同的粉磨系統(tǒng)。

　　9.大型低耗氣力輸送設(shè)備的開發(fā)及應(yīng)用

　　以綠色環(huán)保介質(zhì)——空氣為動(dòng)力源的粉狀物料氣力輸送系統(tǒng)工程，工藝布置靈活、簡(jiǎn)單，一次性投資?。ㄅc機(jī)械輸送相比）；倉式泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單幾乎無運(yùn)轉(zhuǎn)件，磨損小，維修工作量小，費(fèi)用低；通過管道密閉輸送不受氣候影響，不揚(yáng)塵，利于環(huán)境保護(hù)；合肥水泥研究設(shè)計(jì)院完成的 周口隆達(dá)電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)直接將粉煤灰送至水泥廠，輸送距離為1268m(實(shí)際)，輸送量50t/h以上，電耗指標(biāo)要求在6kW/t以下，技術(shù)要求高，難度大。

　　10.5000噸/日預(yù)分解窯窯尾袋式除塵器的的研制及應(yīng)用

　　針對(duì)新型干法水泥窯尾廢氣風(fēng)量大（970000m3/h ）、溫度高（最高時(shí)達(dá)到240℃ ）、粉塵濃度大（214mg/Nm3） 、成分復(fù)雜等特點(diǎn)， 合肥院開發(fā)了該除塵器系統(tǒng)，排放濃度始終在10 mg/m3以下運(yùn)行阻力一直維持1200Pa以下，并可以根據(jù)工藝狀況調(diào)整除塵系統(tǒng)的運(yùn)行阻力，以達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。在珠江水泥廠成功投入運(yùn)行，其優(yōu)越的技術(shù)參數(shù)和設(shè)備性能引起了水泥廠家很大關(guān)注。

　　11.N-TGD大高度鋼絲膠帶高效提升機(jī)開發(fā)與應(yīng)用

　　合肥水泥研究設(shè)計(jì)院研制的N－TGD系列窯尾用鋼絲膠帶提升機(jī)，提升高度超過100m，單機(jī)輸送生料量達(dá)450t/h，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可滿足5000t/d新型干法生產(chǎn)線的配套。

　　該項(xiàng)成果已成為新建或改造水泥生產(chǎn)線的首選方案。推廣應(yīng)用前景十分廣闊。已累計(jì)售出各種規(guī)格的提升機(jī)602臺(tái)套，國內(nèi)各大設(shè)計(jì)院紛紛選用。其中，用于窯尾和入庫的大型提升機(jī)約314臺(tái)套（2500t/d約228臺(tái)套，5000 t/d約86臺(tái)套）。各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平，隨主機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)100%，

　　12.KXT科氏力秤煤粉計(jì)量與控制系統(tǒng)研究

　　在國內(nèi)首次將科里奧利力學(xué)原理應(yīng)用于粉體物料計(jì)量領(lǐng)域，基于該原理的科氏力秤屬國內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到同際同類技術(shù)的先進(jìn)水平。

　　該項(xiàng)目研究成果解決了以下難題：① 在壓力變化頻繁的煤粉計(jì)量系統(tǒng)中，對(duì)流淌性極好的煤粉，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定給料；② 干燥煤粉顆粒細(xì)、容重輕，使得計(jì)量過程極易受到外部工況變化的影響，造成準(zhǔn)確計(jì)量困難。

　　KXT科氏力秤煤粉計(jì)量與控制系統(tǒng)已應(yīng)用于國內(nèi)外100多條1000t/d至5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，并應(yīng)用于鋼鐵、有色金屬等行業(yè)，銷售205臺(tái)套，運(yùn)行狀況良好。

　　13.10000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線破碎裝備的研制及應(yīng)用

　　針對(duì)石灰石質(zhì)和粘土類物料的不同物性，分別研制了雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)和雙齒輥式破碎機(jī)。
        
　　大型雙轉(zhuǎn)子單段錘式破碎機(jī)工作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高。其主要技術(shù)性能如對(duì)粘濕物料的適應(yīng)性、可靠性、安全性、篦子使用壽命和電耗指標(biāo)等已達(dá)到當(dāng)今國際先進(jìn)水平。

　　大型齒輥式破碎機(jī)，針對(duì)粘土破碎過程中堵塞和粘結(jié)的問題，設(shè)計(jì)的梳狀、可調(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)合理，維護(hù)簡(jiǎn)便，過載保護(hù)靈敏可靠。

　　滿足了10000t/d水泥熟料生產(chǎn)線配套使用的需要。 

　　四是具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的大型企業(yè)集團(tuán)逐漸形成。

　　我國水泥工業(yè)科技發(fā)展趨勢(shì)分析
       
　　隨著先進(jìn)技術(shù)的成熟和投資成本的降低，中國水泥工業(yè)將進(jìn)入快速的結(jié)構(gòu)調(diào)整期，而且會(huì)加快向世界先進(jìn)水平邁進(jìn)，不久的將來，中國水泥工業(yè)和企業(yè)將以更加嶄新的姿態(tài)活躍在全球水泥業(yè)發(fā)展舞臺(tái)上，為世界水泥工業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 

　　水泥行業(yè)要按照“國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見要求”精神，制定先進(jìn)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，在保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步提高水泥產(chǎn)品中固體廢渣使用水平，水泥單位能耗要爭(zhēng)取達(dá)到國際先進(jìn)水平，在科技進(jìn)步的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大可利用的工業(yè)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(huán)利用率。不斷研究工業(yè)垃圾和生活垃圾中可燃廢棄物的處置和利用技術(shù)生產(chǎn)過程中低排放生態(tài)化設(shè)計(jì)和有害原料組分的替代技術(shù)，從源頭解決污染問題。

　　加快生產(chǎn)過程余熱回收利用、其他行業(yè)工業(yè)廢棄物和城市生活廢棄物轉(zhuǎn)化為水泥行業(yè)資源、降低煙氣和煙塵排放等工作力度，低溫余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，越來越多的企業(yè)已經(jīng)在工藝生產(chǎn)線上加裝了余熱發(fā)電裝置，冶金、有色、電力、化工、采礦等行業(yè)的工業(yè)廢棄物在水泥行業(yè)被轉(zhuǎn)化利用成為資源，城市垃圾的轉(zhuǎn)化利用也已取得重要技術(shù)成果；

　　大企業(yè)集團(tuán)具備開展技術(shù)創(chuàng)新的有利條件，創(chuàng)新能力較強(qiáng)。一是企業(yè)規(guī)模大，可使采用某種新技術(shù)達(dá)到一定規(guī)模，并且有利于形成有規(guī)模的研發(fā)團(tuán)隊(duì)；二是企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)的能力強(qiáng)，具有長(zhǎng)期研發(fā)動(dòng)力；三是資金充足，可以滿足核心技術(shù)研發(fā)的持續(xù)資金投入的需要。大型企業(yè)應(yīng)該而且能夠在建立創(chuàng)新型行業(yè)和企業(yè)中發(fā)揮重要作用、扮演著中心角色。

　　企業(yè)作為創(chuàng)新的主體首要面臨的是技術(shù)創(chuàng)新。企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的投資者、組織者和受益者，同時(shí)也是風(fēng)險(xiǎn)的承擔(dān)者。一個(gè)企業(yè)在創(chuàng)新研發(fā)的投入可以看出企業(yè)是否具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光。而且知識(shí)產(chǎn)權(quán)已經(jīng)成為企業(yè)獲得實(shí)際利益分配份額的決定性因素，它代表了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

　　加快水泥行業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)，支持基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)研究、社會(huì)公益性技術(shù)研究，引導(dǎo)和支持創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚，促進(jìn)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，積極推進(jìn)自主創(chuàng)新，讓結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排和自主創(chuàng)新成為水泥行業(yè)發(fā)展的雙引擎。