周清浩：2007年水泥工业发展与技术进步

　　前言

　　“建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模，可再生能源的比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制，生态环境质量明显改善，生态文明观念在全社会牢固树立”。

　　“开发和推广节约、替代、循环治理污染的先进适用技术，发展清洁能源和再生能源，保护土地和水资源，建设科学合理的能源利用体系，提高能源资源利用效率”。

　　2007年，我国水泥工业发展循环经济在认识上有了新的飞跃，水泥工业不仅仅是能源、资源高消耗型产业，也是在资源化利用和无害化处置工业固体废物，城市生活垃圾方面不可或缺的产业。发展循环经济是水泥工业走新型工业化道路，发展节约型、环保型产业，实现经济增长方式根本性转变的必由之路。现代水泥工业对经济社会与生态环境和谐发展负有重要的现实责任和历史使命。

　　2007年，新型干法窑外分解技术、纯低温余热发电技术、水泥节能与环保技术装备被列为国有重大产业关键技术，北京水泥厂有限责任公司、天津水泥工业设计研究际有限责任公司、中材国际南京水泥工业设计研究院、乌兰水泥、上海万安企业总公司等单位在积极开展利用水泥窑炉处置和利用工业废弃物、城市生活垃圾、下水道污泥等方面取得重要进展。

　　2007年我国水泥行业的科技进展
 
　　一是产业结构调整取得显著成效。

　　二是水泥技术装备在国际上具有很强的竞争力。

　　从2003年中材国际在欧洲夺取工程总承包项目，到2005年中国建材装备总公司承包阿联酋日产10000t/d水泥熟料生产线，再到2007年中材国际中标美国SCC4000t/d生产线总承包工程，我国新型干法水泥技术与装备名扬海外，工程总承包在欧洲、美花。洲、中东、独联体、东南亚等国家全面开。

　　三是自主创新能力增强。

　　1.大型立磨研制成功

　　在我国新建的日产5000吨以上新型干法水泥生产线的原料粉磨和年产50万吨以上的矿渣粉磨线已全部采用立磨，节能效果显著，环保优势明显，并且都取得了良好的经济效益。但目前大型矿渣立磨几乎完全依赖进口，单口价格高达4000～5000万元，而且供货周期长，备口备件价格昂贵、供应困难。中信重型机械公司研制成功大型LGM4624水泥矿渣立磨并投放市场。

　　2.耐磨陶瓷涂料填补国内空白

　　洛阳鹏飞公司从2000年开始把研制方向调整在高品质耐磨陶瓷涂料上。他们和洛阳耐火材料研究院等国内知名院所合作，将高分子塑料的韧性与陶瓷氧化物的耐磨性，经过特殊工艺处理，使其在常温下形成极高的强度和硬度。中国建筑材料联合会会长张人为曾高度评价过洛阳鹏飞的产品：“洛阳鹏飞的耐磨陶瓷涂料填补了国内空白，成功地应用于立磨粉磨中，替代了价格高昂的进口同类产品，为中国大型水泥企业立磨粉磨节能降耗、改进生产工艺、提高生产效率做出了贡献。”

　　3.大胆创新，实现资源的综合利用和矿山开采的生态效益

　　浙江三狮集团股份公司近年来以追求资源利用最大化和污染排放最小化为目标，努力探索发展循环经济的路子。三狮集团以资源综合利用为突破口，积极推广使用新技术新工艺，成功地将其他企业的生产废料用到了水泥生产中，不但降低了生产成本，提高了产品性能，而且为城市工业废物的综合利用开辟了新途径。

　　三狮集团石灰石矿山的开采方式为“自上而下、分水平的台阶式”开采，15米为一个台段，为了提高资源的利用率，矿山引进了国内外最新爆破技术——澳瑞凯高精度非电雷管起爆法，实现了目前国际新型的爆破技术——“逐孔起爆”法。既减少了粉尘和噪音污染，又使单孔爆破成本降低50元。

　　4.水泥工业成功处置及综合利用工业废弃物

　　自主研发出国内首套利用水泥窑处置工业废弃物的生产线——北京红树林环保示范线，为国内首条拥有自主知识产权的工业废弃物处置系统，年处置能力达8～10万吨，不仅可规模化处置工业废弃物，同时还可处置部分危险废弃物。

　　5.坚持自主创新 实现建材机械装备国产化

　　随着日产3000吨～5000吨新型干法水泥生产线的日益增多，其原料磨采用节能显著的立式辊磨数量也显著增多，但目前与其配套的2800 kW～4000 kW的立式磨机减速机还依赖进口。这无疑增加了日产3000吨以上水泥生产线的建设投资，阻碍了水泥工业的发展。 南京高精齿轮有限公司和重庆齿轮箱有限公司开发的大功率立磨减速机填补了国内空白。

　　6.低NOX水泥窑燃烧器的研发及应用

　　该项技术成果的特点：

　　（1）降低了NOX排放量，烟囱出口NOX排放降低20%～30%。

　　（2）针对客户窑型设计，适应各类劣质煤及可回收废弃物燃料。

　　（3）煤风道出口为旋转风翅绘声结构，易于控制煤粉混合状态。

　　（4）燃烧器头部装有导流挡板，以最大限度地席卷利用高温二次风。

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　　7.高掺电石渣煅烧水泥熟料的研究

　　我国现有电石炉400多座，2005年全国电石生产能力为1700万吨，实际年生产电石为894.57万吨。排放的大量电石渣也难以处理。合肥水泥研究设计院开发出技术经济指标更加先进的“干磨干烧”新型干法工艺。该成果在山东淄博宝生环保建材有限公司日产1200吨生产线两年多的稳定运行，技术先进可靠，生料中电石渣替代石灰石的比例大于75%，熟料综合能耗4096kJ/kg-cl、熟料综合电耗60KWh、熟料质量满足标准要求，熟料28天抗压强度大于58.2 MPa、熟料烧成系统年运转率87.3%。年利用电石渣30万吨，年减排二氧化碳15万吨。整套工艺技术为国内首创，其节能指标居国内领先水平。

　　8.RP140和RP170系列辊压机的开发

　　RP140和RP170系列辊压机是一种适应大型化生产、可显著提高粉磨系统产量和降低能耗的新型节能粉磨设备。中信重型机械公司针对粉磨系统的不断大型化，继承以往小型辊压机设计、制造与使用经验，总结优化了该公司国家级试验室数据库中关于高强度物料挤压粉碎的科学试验数据，创新开发研制的更加适用于挤压高强度物料的新结构大型辊压机，与打散、分选于一体的V型选粉机组成不同的粉磨系统。

　　9.大型低耗气力输送设备的开发及应用

　　以绿色环保介质——空气为动力源的粉状物料气力输送系统工程，工艺布置灵活、简单，一次性投资小（与机械输送相比）；仓式泵结构简单几乎无运转件，磨损小，维修工作量小，费用低；通过管道密闭输送不受气候影响，不扬尘，利于环境保护；合肥水泥研究设计院完成的 周口隆达电厂粉煤灰气力输送系统直接将粉煤灰送至水泥厂，输送距离为1268m(实际)，输送量50t/h以上，电耗指标要求在6kW/t以下，技术要求高，难度大。

　　10.5000吨/日预分解窑窑尾袋式除尘器的的研制及应用

　　针对新型干法水泥窑尾废气风量大（970000m3/h ）、温度高（最高时达到240℃ ）、粉尘浓度大（214mg/Nm3） 、成分复杂等特点， 合肥院开发了该除尘器系统，排放浓度始终在10 mg/m3以下运行阻力一直维持1200Pa以下，并可以根据工艺状况调整除尘系统的运行阻力，以达到了节能降耗的目的。在珠江水泥厂成功投入运行，其优越的技术参数和设备性能引起了水泥厂家很大关注。

　　11.N-TGD大高度钢丝胶带高效提升机开发与应用

　　合肥水泥研究设计院研制的N－TGD系列窑尾用钢丝胶带提升机，提升高度超过100m，单机输送生料量达450t/h，运行稳定可靠，可满足5000t/d新型干法生产线的配套。

　　该项成果已成为新建或改造水泥生产线的首选方案。推广应用前景十分广阔。已累计售出各种规格的提升机602台套，国内各大设计院纷纷选用。其中，用于窑尾和入库的大型提升机约314台套（2500t/d约228台套，5000 t/d约86台套）。各项技术经济指标均达到国际先进水平，随主机设备运转率达100%，

　　12.KXT科氏力秤煤粉计量与控制系统研究

　　在国内首次将科里奥利力学原理应用于粉体物料计量领域，基于该原理的科氏力秤属国内首创，达到同际同类技术的先进水平。

　　该项目研究成果解决了以下难题：① 在压力变化频繁的煤粉计量系统中，对流淌性极好的煤粉，难以实现稳定给料；② 干燥煤粉颗粒细、容重轻，使得计量过程极易受到外部工况变化的影响，造成准确计量困难。

　　KXT科氏力秤煤粉计量与控制系统已应用于国内外100多条1000t/d至5000t/d新型干法水泥生产线，并应用于钢铁、有色金属等行业，销售205台套，运行状况良好。

　　13.10000t/d 水泥熟料生产线破碎装备的研制及应用

　　针对石灰石质和粘土类物料的不同物性，分别研制了双转子锤式破碎机和双齿辊式破碎机。
        
　　大型双转子单段锤式破碎机工作可靠，运转率高。其主要技术性能如对粘湿物料的适应性、可靠性、安全性、篦子使用寿命和电耗指标等已达到当今国际先进水平。

　　大型齿辊式破碎机，针对粘土破碎过程中堵塞和粘结的问题，设计的梳状、可调节的剔泥装置和柔性疏水树脂帘、带蓄能器的液压缸等装置，效果明显，结构合理，维护简便，过载保护灵敏可靠。

　　满足了10000t/d水泥熟料生产线配套使用的需要。 

　　四是具有竞争优势的大型企业集团逐渐形成。

　　我国水泥工业科技发展趋势分析
       
　　随着先进技术的成熟和投资成本的降低，中国水泥工业将进入快速的结构调整期，而且会加快向世界先进水平迈进，不久的将来，中国水泥工业和企业将以更加崭新的姿态活跃在全球水泥业发展舞台上，为世界水泥工业发展做出贡献。 

　　水泥行业要按照“国务院关于加快发展循环经济的若干意见要求”精神，制定先进的循环经济目标，在保证水泥产品质量的前提下，进一步提高水泥产品中固体废渣使用水平，水泥单位能耗要争取达到国际先进水平，在科技进步的基础上，扩大可利用的工业固体废渣和低品位原燃范围，不断提高原料替代率，燃料替代率和废弃物循环利用率。不断研究工业垃圾和生活垃圾中可燃废弃物的处置和利用技术生产过程中低排放生态化设计和有害原料组分的替代技术，从源头解决污染问题。

　　加快生产过程余热回收利用、其他行业工业废弃物和城市生活废弃物转化为水泥行业资源、降低烟气和烟尘排放等工作力度，低温余热发电技术已经成熟，越来越多的企业已经在工艺生产线上加装了余热发电装置，冶金、有色、电力、化工、采矿等行业的工业废弃物在水泥行业被转化利用成为资源，城市垃圾的转化利用也已取得重要技术成果；

　　大企业集团具备开展技术创新的有利条件，创新能力较强。一是企业规模大，可使采用某种新技术达到一定规模，并且有利于形成有规模的研发团队；二是企业抗风险的能力强，具有长期研发动力；三是资金充足，可以满足核心技术研发的持续资金投入的需要。大型企业应该而且能够在建立创新型行业和企业中发挥重要作用、扮演着中心角色。

　　企业作为创新的主体首要面临的是技术创新。企业是技术创新的投资者、组织者和受益者，同时也是风险的承担者。一个企业在创新研发的投入可以看出企业是否具有长远的战略眼光。而且知识产权已经成为企业获得实际利益分配份额的决定性因素，它代表了企业的核心竞争力。

　　加快水泥行业创新体系建设，支持基础研究、前沿技术研究、社会公益性技术研究，引导和支持创新要素向企业集聚，促进科技成果向现实生产力转化，积极推进自主创新，让结构调整、节能减排和自主创新成为水泥行业发展的双引擎。