[原创]水泥节能减排解“题”思路：从粉磨工艺创新升级入手

从“立磨国产化-粉磨无球化-辊压机生料终粉磨-水泥粉磨多级分选-提升系统节能最大化”，由中国水泥网主办的国际粉磨峰会见证着水泥粉磨系统新工艺、新技术、新装备的诞生与完善。近日，“2014第七届国际粉磨峰会”在南京成功召开，业内领导、资深学者、专家共聚一堂，围绕“粉磨工艺的精益求精”主题展开学术交流和分享。

随着我国节能减排战略计划的实施，对水泥工业提出了更高的要求。2013年10月1日，新版《水泥单位产品能源消耗限额》正式开始实施，首次增加了生料制备工段电耗、水泥制备工段电耗等分步能耗指标，能耗指标更为细化。

另据了解，工信部仍在加紧进一步制修订单位产品能源消耗限额标准，探索以强制性能耗限额标准促进落后产能和过剩产能退出的思路和措施，这也预示着未来水泥能耗指标将趋于更为严苛和精细化。

审题：水泥行业节能减排需“伏虎”

据有关资料统计，我国水泥厂每生产1吨水泥需要粉磨30种以上各种物料，而粉磨电耗约占水泥生产总电耗的65％—70％，粉磨成本占生产总成本的35％左右，粉磨系统维修量占全厂设备维修量的60‰因此，粉磨对水泥生产企业的效益影响极大。

作为水泥电耗主要消耗环节，有水泥生产“电老虎”之称的粉磨，一直是各水泥生产企业和粉磨设备企业不断挑战节能降耗新高度的领域，而如今，随着环境问题的日益尖锐，水泥工业的节能减排工作已经刻不容缓。开展水泥生产粉磨技术、降低粉磨能耗研究工作，则是实施水泥工业节能的重要工作之一。

江苏省建材行业协会会长聂长兰介绍，近几年，我国水泥工业在水泥粉磨工艺、装备技术研究和开发方面都取得了较大成绩。辊压机+管磨、简易立磨+管磨、立磨终粉磨等水泥粉磨工艺及装备的研究和推广应用，为推动降低水泥粉磨能耗产生了积极作用。

江西亚东水泥公司就经过实验室论证，自行设计开发分磨生产流程，针对硬质砂岩采用单独粉磨，控制合理细度，砂岩中粗颗粒石英硅对熟料煅烧影响变小，旋窑熟料产量和品质得到提高，每年产生经济效益1400余万元。

公司新建的两条6000t/d短窑生产线也于2013年9月底及2014年元月底分别投产，采用更为优化的分磨工艺，旋窑产量提升至7200t/d。目前仍在逐步提高生料磨产量，期望通过分磨工艺改善生料易烧性，将两条生产线的熟料产量提高至7500t/d。

探求：粉磨系统仍有较大突破潜力

随着预分解窑发展日趋完善，熟料生产热耗大幅度降低，水泥生产综合电耗却长期居高不下。因此，水泥粉磨技术创新，对于提高水泥产品质量、节约能源消耗、降低水泥成本，使新型干法水泥生产更具经济竞争力而言，意义重大。

在当前更高要求的节能减排趋势下，合肥水泥研究设计院粉体所总工程师熊焰来介绍，水泥行业粉磨的新趋势包括更多地用料层粉碎替代球磨；更多地面向下游的工序及下游市场；更好地节能降耗；更多的利用废弃物，并进行系统服务承包。

上述要求在中国水泥网高级顾问邹伟斌教授列举的水泥粉磨系统节能技术优秀案例中可窥一二：无磨前物料预处理工艺的普通开路磨及一级闭路磨，入磨物料粒径分布较宽、完全依赖管磨机粗碎与细磨，一仓平均球径较大，系统粉磨效率低、电耗高；而水泥联合（半终）粉磨系统入磨物料经过预粉磨及分级，同时具备“粒度效应”（物料颗粒细而均齐、颗粒分布较窄）、“裂纹效应”（易磨性显著改善），粉磨效率大幅提高，粉磨电耗明显降低。

邹教授同时强调，水泥企业应重视粉磨技术研究，并提出“系统节能是硬道理”，即对传统粉磨理论的继承、创新与发展；根据实际工艺状况，对粉磨系统的不断总结及持续改进与提高、加快技术进步。具体体现在以工序能耗指标评价粉磨系统优劣、以工作性能指标评价水泥实物质量（面对混凝土行业用户需求）、以高效运转率评价粉磨系统稳定性和选用高性价比装备获得较低的维护成本。

优化粉磨系统，提高磨机台时产量意味着可以达到提高规模效益、提高生产效率、降低综合成本的目的；并在不改变水泥性能的前提下增加混合材掺量，从而提高水泥企业的经济效益。在国家重点支持粉磨系统节能降耗减排的技术改造背景下，粉磨系统节能潜力仍有突破空间。

思考：粉磨系统节能改造应多管齐下

水泥行业粉磨技术发展至今，成绩有目共睹，从粒径约为50mm减至粒径约为10μm范围之内，水泥行业持续进行着不懈努力。作为粉磨技术装备发展“先锋”，水泥行业在粉磨技术装备的进步上责任重大，且前路漫漫，粉磨系统的节能降耗也将是业内的一个长期课题。

合肥水泥研究设计院副院长包玮就在会上强调，中国的技术装备没有自主知识产权是难以“走出去”的，我国的水泥粉磨技术该如何发展，是本届粉磨峰会应当思考的一个主要问题。在与会专家看来，对于粉磨系统的研究还应不仅局限于系统本身的能耗，需进行多方因素的综合考量。

如何低碳节能？通过粉磨系统改进降低熟料比例

谈及水泥粉磨的目标值和影响因素，包玮认为，优质水泥产品能够配制出高强度和耐久性好的混凝土，而合理较低的生产成本则是采用较低熟料含量生产出优质水泥产品。

业内通常认为，能源效率主要是由设备及所用技术所决定，但水泥生产的能源需求在很大程度上主要由产品性能所决定，而产品性能又由市场需求及除熟料以外的水泥成分（如矿渣和粉煤灰等）决定。在混凝土中使用水泥也需考虑混凝土标准（水泥性能及在混凝土中的使用量）和水泥标准。进一步降低水泥生产的能源需求（包括降低生产成本），需要考虑在整个工艺链中混凝土的技术以及建筑本身。

因此，企业应该从根本上进行节能降耗，而非单纯追求煤耗电耗的降低。并应选择合适的粉磨工艺，探讨合适的解决方案。在生产优质水泥的宗旨不变的前提下，根据原材料和市场情况，不排斥任何一种粉磨方式，可根据实际情况选择合适粉磨工艺，探讨完整的解决方案。

对混凝土性能的影响是水泥粉磨系统改造的关键

天瑞水泥集团有限公司总工程师贾华平介绍，当前部分厂家在积极推行半终粉磨系统，将辊压机闭路系统收集的部分细粉直接加入成品中，据说一是能增加产量降低电耗，二是能改善水泥的颗粒级配，拓宽水泥粒度的分布范围，降低水泥的需水量。

而所谓半终粉磨，就是将一部分未加整形的水泥颗粒直接加入了水泥成品之中，提高了系统的选粉效率，提高产量和降低电耗毋容置疑。但水泥需水量既取决于颗粒级配，又取决于颗粒形状；级配的拓宽能降低需水量，但颗粒的异化又能增加需水量。实践证明，半终粉磨系统的水泥其需水量是增加的。

所用水泥的需水量关系到混凝土企业的利益，势必影响到水泥企业的产品竞争力。多数水泥企业已经注意到这一问题，一般将水泥需水量控制在了24~26%之间；也有一些企业给予了高度关注，已经把降低水泥需水量，作为提高产品竞争力的措施。

但这并不表示半终粉磨系统一无是处，反倒可以说是精细化管理的一项成果。半终粉磨虽具有水泥需水量高的缺点，但对提高粉磨系统的产量和降低电耗确有实效。任何性能的提高都伴随着针对性提高和适应性下降，只要能用其所长避其所短，半终粉磨还是能有所作为。

水泥粉磨需利用更多工业废渣实现节能减排

为实现“十二五”节能减排目标，国家发改委出台多项举措，按时保质实现节能减排目标，也是破解资源环境约束、实现可持续发展的必然选择。规划提出了包括单位GDP能耗、二氧化碳排放强度、氮氧化物排放总量等在内的6项节能减排的约束性指标，使得建材行业节能减排工作迫在眉睫。

在资源日益紧张的局势下，众多水泥专家通过研究纷纷提出，常见的矿渣经磨细后，能够成为水泥的活性混合材料。矿渣粉磨成水泥混合料，无论是对于钢铁厂，还是水泥厂都是不可多得的低成本、多元化发展的首选。既然未来可能无法粉磨32.5复合水泥，那转磨矿渣、粉煤灰、火山灰也不失为一条出路。

湖北大学天沭新能源材料工业研究设计院院长、教授田键介绍的“绿色生态工业固体废弃物与水泥共性集成粉磨关键技术”，其诞生便源于国家和建材行业的节能减排要求，具有低能耗、低污染、低资源消耗；实现工业固体废弃物减量化、资源化、高附加值再利用；实现一磨多用，既可粉磨矿渣、钢渣、合金渣、铜尾矿等工业固体废弃物，又能粉磨水泥等特点。

放眼未来，水泥工业发展将围绕以“洁净生产、节能减排”为中心，开展各项技术创新工作，包括高效节能粉磨设备与新工艺的研发与应用、降低粉磨系统电耗等，任重而道远。