挑战20度粉磨能耗 水泥行业节能降耗有办法

  2017年上半年，全国水泥行业总体呈现量稳价升态势。据国家统计局数据显示，前5个月行业利润总额237亿元，上半年利润水泥将超过300亿元。在需求方面，水泥需求紧密相关的基础建设投资继续保持高位运行，房地产小幅回落，2017年水泥需求与去年基本持平，但很难有大幅提升，水泥行业面临的产能过剩问题，仍然有待解决。

  在市场竞争加剧以及淘汰落后产能双重压力下，节能降耗已经成为当前水泥企业关注的重点。另外，工信部于去年7月18日发布的《工业绿色发展规划（2016-2020年）》（以下简称《规划》）也提出，“到2020年，水泥熟料综合能耗从2015年的112千克标准煤/吨降至105千克标准煤/吨。”此《规划》一出，本就艰难前行的水泥企业步伐似乎又沉重了一些。

  相关资料表明，在水泥生产过程中，粉磨电耗占水泥生产总电耗的65%~75%，从降低粉磨电耗入手是实现水泥行业节能降耗的重要一环。目前，大多数的水泥企业水泥粉磨系统电耗在30~36度之间，而通过技术改造、设备更新、应用新型耐磨材料等措施，突出的水泥企业能够将电耗控制在20度左右。

  巨大的电耗差距意味着粉磨系统在节能降耗上有着广阔的提升空间。7月28~29日，由中国水泥网主办的“2017第九届国际粉磨峰会”在徐州博顿温德姆酒店举行，本次峰会以“挑战20度粉磨能耗”为主题，邀请行业专家深入探讨，互相交流。

会议现场

  近年来，由中国水泥网主办的历届水泥粉磨峰会都能给水泥粉磨节能带来耳目一新的理念，促进新产品、新技术、新装备的应用和推广。本届峰会邀请到中国联合水泥集团有限公司副总经理/总工程师袁亮国、中国水泥网高级顾问贾华平、盐城市粉体设备工程技术研究中心总工朱顺明、合肥水泥研究设计院副院长/总工包玮、邳州中联水泥有限公司副总经理王晨、华南理工大学材料科学与工程学院副教授吴笑梅、中国水泥网董事长邵俊等行业专家出席并吸引了500余名国内水泥企业和装备企业参会，共同探讨粉磨系统节能降耗新思路。

  坚持思维创新 挑战20度粉磨能耗

  正如中国水泥网高级顾问贾华平在峰会上所言，未来水泥行业无论是生产企业，还是产品营销企业，都将会进一步集中，水泥粉磨站以及技术落后的企业将被淘汰出局。所谓的技术落后，对水泥粉磨来讲主要指标就是粉磨电耗。如何在竞争中不被淘汰，除了外部市场以外，内部管理和技术升级同样重要，这也是每一个企业必须重视的问题。

  目前，已有少数生产线的粉磨电耗降到了30度以下，但都有他们的特殊情况，不具备简单照搬的技术条件。具体来讲，水泥企业不应该被动的等待条件，而是要想法创造条件，除各项粉磨装备和技术的应用升级以外，包括物料易磨性的选择和改善，产品性能的针对性优化等等，这些都是挑战20度粉磨电耗，不可或缺的方面。

  贾华平认为，20度粉磨电耗是一个标杆，应该成为行业挑战的方向。以此为目标，将粉磨电耗降至30度以下，是当前水泥行业在节能领域需要推进的重要工作。挑战20度，由于每一个水泥企业、甚至每一条生产线都有不同的工况环境，不是仅仅靠某项技术就能实现的，这需要一个系统的优化过程。

与会嘉宾认真听报告

  多途径入手 联合打造20度粉磨能耗

  针对20度粉磨电耗的目标，合肥水泥研究设计院副院长/总工包玮提出了自己的思路，水泥粉磨技术的创新方向应朝优化矿物组成，实现熟料及辅料胶凝材料的高效利用；较低二氧化碳排放，合理降低熟料系数；高压料层粉碎发展，其中，高压料层粉碎依然是主要方向。

  中国联合水泥集团有限公司副总经理/总工程师袁亮国认为，降低粉磨系统电耗可从常规的球磨机系统、辊压机联合粉磨系统、半终粉磨系统、立磨系统、陶瓷球等方面开始入手，以中联水泥为例，中联水泥针对P.O42.5水泥20度电耗的目标，完成了方案优化、阶段性的试验、系统方案设计，为打造世界低能耗水泥粉磨示范线打下了基础。

  1.半终粉磨系统

  近年来无论是水泥生产企业还是从事水泥粉磨技术工艺研究的企事业单位都将目光聚集在了半终粉磨系统改造上，半终粉磨工艺可以有效解决目前联合粉磨的过粉磨现象，利用辊压机系统做功效率高的优势进一步提高粉磨效率。

  邳州中联粉磨单位能耗只有21-23度，工艺的改进便是在半终粉磨系统上。据邳州中联水泥有限公司副总经理王晨介绍，目前邳州中联辊压机循环系统的选粉机选粉效率在65%左右，32um筛余＜3%。通过对比试验，最终确定该部分水泥的比例占系统产量的20%~25%，比表面积＞420m2/kg，0~32um的累积量达97%，45um筛余为0 是最理想的状态。该工艺参数的确定较好的解决了水泥性能和工序电耗的矛盾。在生产过程中，此部分水泥以比表面积作为控制指标。

  除此以外，在半终粉磨系统上，立式磨水泥半终粉磨工艺因其粉磨效率高，运转率高；运行稳定；磨损小，维修成本低也是降低粉磨电耗的途径之一。

  立式磨水泥半终粉磨工艺在实际案例中也得到了印证，福建省泉州市美岭水泥有限公司2#水泥磨节能改造工程，采用HRM3400P预磨立式磨替换150-100辊压机，与φ4.2×13m球磨机+V选+组合式选粉机组成联合半终粉磨工艺系统， 生产P.O42.5R水泥由改造前系统产量130~140t/h提高到220~250t/h，系统综合电耗由改造前的36~38kWh/t降到30kWh/t以内。

  2.联合闭路粉磨工艺

  水泥产品同质化严重，产品供大于求的矛盾日显突出，企业的利润空间不断压缩。水泥的终端产品是混凝土，以混凝土的性能来判断粉磨系统优劣更有实际意义。掺加合适掺量的超细工业废渣粉，可以在低水泥用量、低用水量，低水胶比的情况下,配制出具有高抗裂性、体积稳定性和耐久性的高性能混凝土。

  早期的联合粉磨工艺是由辊压机+V型选粉机+动态选粉机+管磨机+O-SEPA选粉机促组成，而改进了后的联合闭路粉磨工艺将动态选粉机改为带轴向分离器的动态选粉机，将O-SEPA选粉机改为高分散型选粉机。在未来，由辊压机+V型选粉机+双驱精密选粉机+管磨机+尾仓高细粉磨装备+高分散型选粉机的联合闭路超细粉磨工艺不失为一个方向。

  中国能源研究会节能减排特聘专家吕海峰介绍，镇江鹤林水泥集团通过联合闭路超细粉磨工艺改造，PO42.5水泥台时产量270t/h提高到360t/h。1、2＃磨为联合水泥粉磨系统，5、6＃磨为联合闭路超细粉磨技改系统。辊压机、管磨等主机设备配置相同，其中5、6＃磨石灰石配比增加4.5%，煤灰掺量增加8%，矿渣掺量增加2%。熟料配比同比下降14.5%。

  以年产200万吨水泥粉磨系统估算，每吨水泥电耗节约5-7KWh/t，加上节约熟料料耗25%~30%，效益能够提升1000-2000万元。

  3.陶瓷研磨体

  陶瓷研磨体的出现，是降低水泥企业粉磨系统电耗的重要环节。陶瓷研磨体在多家水泥企业磨机细磨仓应用结果证明：节电幅度一般平均在4kWh/t-6kWh/t之间；也有的企业磨制P.Ⅱ52.5级或P.O52.5级水泥节电6kWh/t-8kWh/t，高等级水泥节电幅度大。

  粉磨专家邹伟斌在现场介绍了海螺集团弋阳公司的应用效果，弋阳公司原先用原全磨采用金属球，生产P.O42.5级水泥，台时产量230t/h，系统粉磨电耗31.6kWh/t。改进后，一仓仍采用金属球，二仓采用高强耐磨陶瓷段，P.O42.5级水泥台时产量228t/h，系统粉磨电耗降至26kWh/t，节电5.6kWh/t。

  从半年后的应用效果来看，运行过程中，自然停磨开二仓磨门进入检查，几乎未见破损，充分说明陶瓷研磨体质量优良；按照单台磨机年产量120万吨计，年节电552万kWh，以平均电价0.50元/kWh计算，年节电效益达276万元，减去陶瓷研磨体的投入120万元，不到半年即可收回陶瓷研磨体投资。

  目前，水泥企业对于陶瓷研磨体的使用还存在一些顾虑。长春理工大学/萍乡顺鹏粉磨系统专家/总工孙德成表示，陶瓷研磨体在一定条件下代替钢球是完全可行的！也是粉磨系统节能的重要改进。但是要基于一定的磨内结构、科学的级配方案、陶瓷球质量过关多重因素要求的基础上。

  4.水泥助磨剂

  水泥助磨剂是一种醇胺类复合而成的添加剂，能够辅助粉磨，适当调整水泥性能。目前，助磨剂紧跟着水泥行业快速发展的步伐，在水泥行业得到了广泛的应用。目前，已有70%以上的水泥企业在生产过程中使用了助磨剂，水泥企业已认识到助磨剂在水泥生产中节能降耗、改善水泥性能的作用。

  但水泥助磨剂在应用中还存在不少的误区，水泥助磨剂应用专家柳玉强在会上指出，科学认识水泥助磨剂，正确使用水泥助磨剂也能够帮助降低水泥企业的粉磨系统。

  5.转速与填充率对球磨机粉磨效果的影响

  目前，在矿业方面，大型的球磨机实行电瓶调速取得了一些使用寿命延长、能耗下降等效果。就目前水泥行业环保压力不断增加的背景下，水泥行业开始实行节能降耗，若把这个技术转嫁到水泥粉磨这个系统上是否同意可行？华南理工大学副教授吴笑梅与教授樊粤明做了这方面的研究，并觉得这个研究结果有一定的意义。

  吴笑梅、樊粤明在经过了大量试验表明，最佳研磨效果时的转速大于最佳粉碎效果时的转速，工业磨机以最佳粉碎效果设定转速率为76%。可以考虑利用变频技术增加球磨机的转速，降低球磨机的填充率或更换密度更小的研磨介质，提高其整体粉磨能耗利用率，增大粉磨系统辊压机与球磨机运行功率的比值，产生较好的节电效果。进一步可研究陶瓷球做研磨介质与水泥磨变频联合的水泥粉磨技术。

  粉磨系统挑战20度可期 推动水泥技术进步

  正如盐城市粉体设备工程技术研究中心总工朱顺明所言，粉磨工艺的科学性及装备的可靠性对水泥质量产生的重大影响，这要求水泥行业不断探索、采用新思路、新工艺、新技术向着优质高产、节能降耗的方向发展。

  面对水泥行业严重产能过剩和产品同质化严重的现状，水泥企业竞争加剧，从粉磨系统入手降低电耗能够帮助水泥企业提升自身竞争力。另外，节能降耗的压力也使得水泥企业不断突破自身技术瓶颈，推动水泥技术不断向前发展，加快自身产业结构调整的步伐。

  事实证明，水泥企业粉磨系统电耗20度并非是一个“理想型”的目标，而是一个标杆，让水泥企业以此为“榜样”，不断推进水泥粉磨系统进步，一同推进水泥行业节能减排，实现水泥工业绿色发展。