對新型干法水泥幾個(gè)熱議問題的思考

發(fā)表時(shí)間：2016/1/25 10:23:53  瀏覽次數(shù)：3472

???? 隨著我國新型干法水泥的發(fā)展，近年來在我國水泥界出現(xiàn)了一些新事物或新傾向，引起業(yè)界同仁的廣泛關(guān)注和議論。筆者思考良久，感覺有必要表明自己的觀點(diǎn)，與同仁們共探討。

　　一、關(guān)于水泥窯余熱發(fā)電的噸熟料發(fā)電量問題
　　評價(jià)水泥窯余熱發(fā)電效率時(shí)，噸熟料凈發(fā)電量，即扣除發(fā)電系統(tǒng)自用電以后實(shí)際回收的電量固然是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，但它必須在一定的前提下，也就是各方面都一致認(rèn)同的水泥窯基本生產(chǎn)操作參數(shù)的條件下，所獲得的噸熟料凈回收電量。這樣才具有一個(gè)科學(xué)的可比的共同基礎(chǔ)。

　　以5500t/d熟料的水泥窯為例，其應(yīng)該遵循的前提條件是：熟料熱耗≤750×4.18kJ/kg；窯尾預(yù)熱器廢氣參數(shù)369000標(biāo)m3/h，330℃；窯尾烘干用廢氣溫度210℃；窯頭篦冷機(jī)總廢氣302600標(biāo)m3/h，290℃。其中必須滿足的是熟料熱耗一定不能超過750×4.18kJ/kg，否則水泥窯就有可能摻雜有火力發(fā)電用鍋爐的部分功能了。

　　所以，在熟料真實(shí)熱耗不透明的情況下，突出地展示噸熟料發(fā)電量高達(dá)50kWh以上，對于企圖說明其余熱發(fā)電效率很高的做法是不可取的，沒有意義的。

　　理論計(jì)算證明，在上述前提條件下，水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)今的實(shí)際最大噸熟料發(fā)電量為46kWh。我國目前最先進(jìn)的指標(biāo)實(shí)際為40kWh左右，一般約為35kWh，還有一定的提升空間，值得期待。相信在各方共同創(chuàng)新研發(fā)的努力下，我國將噸熟料發(fā)電量普遍提高到40kWh以上，并不會(huì)太遙遠(yuǎn)。

　　然而換一個(gè)視角，如果水泥企業(yè)單純從經(jīng)濟(jì)效益來考量，在當(dāng)前我國煤價(jià)和電價(jià)的具體情況下，為了要增加余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，寧愿抽取一部分三次風(fēng)借以提高廢氣溫度，這樣將會(huì)增加熟料熱耗。

　　假設(shè)，標(biāo)煤價(jià)每噸600元，電價(jià)每千瓦時(shí)0.55元。按我國目前水泥窯余熱的一般水平為例，在熟料熱耗750×4.18kJ/kg時(shí)，噸熟料凈發(fā)電量平均為32kWh（已扣除了發(fā)電系統(tǒng)的自用電8%，下同），噸熟料回收電費(fèi)17.6元，噸熟料消耗的煤費(fèi)為64.2元，煤電費(fèi)用相抵消以后噸熟料的費(fèi)用為46.6元。反之，如果抽取部分三次風(fēng)后熟料熱耗上升到900×4.18kJ/kg，但因進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)廢氣溫度的提高，噸熟料凈發(fā)電量則隨之增到55kWh左右。煤電相抵后噸熟料的費(fèi)用為44～45元，噸熟料比維持熟料熱耗750×4.18kJ/kg的節(jié)省2元。應(yīng)該說明，以上的假設(shè)和計(jì)算只是一個(gè)示意性質(zhì)，僅作參考，具體數(shù)據(jù)將視不同地區(qū)不同企業(yè)而異。

　　作為水泥企業(yè)要考慮經(jīng)濟(jì)效益最大化，這是無可非議的，但是如果把利用三次風(fēng)的措施拔高為“余熱能級重組及梯級利用理論”，在熟料熱耗不透明的情況下，單純地強(qiáng)調(diào)噸熟料凈發(fā)電量達(dá)到50kWh以上，這種說法有失公允。更有甚者，竟然把它與卡琳娜循環(huán)的余熱發(fā)電系統(tǒng)混淆在一起，這就太不科學(xué)了。筆者贊成和支持我國水泥界研發(fā)試驗(yàn)卡琳娜循環(huán)，并且期望能有所突破。但是科學(xué)技術(shù)工作必須尊重事實(shí)，必須盡可能實(shí)事求是地反映事物的真實(shí)面目，不能混淆概念和前提。

　　二、關(guān)于立磨水泥的“性能”問題
　　水泥的生產(chǎn)工藝過程主要是二磨一燒，每生產(chǎn)1噸水泥就需要粉磨近3噸的生料、燃料、熟料和混合料等，水泥工業(yè)無愧于被稱為粉磨專家。水泥工業(yè)的發(fā)展史在相當(dāng)程度上反映了粉磨裝備的演變史。近30年來的發(fā)展歷程，展現(xiàn)了現(xiàn)代立式輥磨（簡稱立磨）正經(jīng)歷著一個(gè)逐步全面取代已使用了百年的球（管）磨的進(jìn)化過程。生料粉磨方面由球磨進(jìn)化為立磨，歐美水泥工業(yè)在上世紀(jì)八九十年代已經(jīng)完成，我國則始于本世紀(jì)初，現(xiàn)已趨于普及。但在水泥粉磨方面，這樣的進(jìn)化，歐美始于上世紀(jì)末，而我國則剛開始提到議事內(nèi)容中。

　　水泥立磨之所以最終將會(huì)取代球（管）磨，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：粉磨效率高，粉磨水泥的單位電耗比球磨的節(jié)省30%～40%；集烘干、粉磨、選粉作業(yè)于一體，結(jié)構(gòu)緊湊、占地?。贿\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音小、震動(dòng)小、無粉塵。立磨自身作為一個(gè)整體裝備，很少輔助設(shè)備，無需廠房，適應(yīng)室外全天候環(huán)境，節(jié)省土建費(fèi)用；粉磨作業(yè)中對鋼材（耐磨件）的消耗少，僅為球磨每噸水泥單位鋼材（球磨、襯板等）消耗30克的1/6~1/3，節(jié)約鋼材。立磨對水泥比表面積和顆粒組成的調(diào)控簡捷、準(zhǔn)確、及時(shí)，改變水泥品種更方便，僅需3～5分鐘就可完成，不像球磨那樣至少需要20分鐘；運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高、故障少，耐磨件壽命長，維護(hù)費(fèi)用少，年運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá)90%以上。所有這些優(yōu)越性都是經(jīng)過國內(nèi)外幾十年實(shí)踐的考驗(yàn)后得出來的。因而水泥工業(yè)中立磨的演變的確已經(jīng)進(jìn)化到了取代球磨的新階段了。

　　筆者調(diào)研，2005~2008年，世界新建水泥生產(chǎn)線約360條（除中國大陸外），水泥產(chǎn)能達(dá)4.4億噸，共采用各種水泥粉磨裝備600余臺(tái)套，其中水泥立磨的選用率由2005年的45%上升為2008年的61%，而水泥球磨的選用率則相應(yīng)地由50%下降為27%。這充分表明國際上水泥立磨取代水泥球磨已成為普遍潮流。同時(shí)，生料立磨的選用率已達(dá)90%以上，立磨在生料粉磨領(lǐng)域中已成為首選裝備。相信10年以后，立磨在水泥粉磨領(lǐng)域中也將會(huì)達(dá)到這樣的地位。15年以后（2024年），球磨或?qū)⒒就顺鏊喙I(yè)的歷史舞臺(tái)。

　　水泥立磨在我國的推廣應(yīng)用，目前所遇到的思想障礙，集中到一點(diǎn)，就是因立磨水泥的顆粒組成及顆粒形貌稍有別于球磨水泥而引起的所謂立磨水泥的需水量稍大、混凝土流動(dòng)性和坍落度稍差，尤其是與現(xiàn)有外加劑的相容性欠佳等所表現(xiàn)出來的“性能”問題。

　　這里首先應(yīng)該明確指出，立磨水泥的各項(xiàng)性能是沒有問題的，是完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求的。上述的所謂問題只在某些指標(biāo)數(shù)值上與球磨水泥可能有少許差異，用戶和水泥生產(chǎn)企業(yè)之間需要有一個(gè)相互適應(yīng)、逐步磨合的過程。經(jīng)過雙方的交互協(xié)調(diào)，一段時(shí)間后就能建立起新的供求習(xí)慣和生產(chǎn)施工習(xí)慣，所謂的立磨水泥“性能”問題也就迎刃而解了。2006年，云南昆明東駿水泥公司的（FLSOK磨）立磨水泥由初進(jìn)市場直到頗為市場青睞的過程就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的例證。

　　其實(shí)在水泥粉磨技術(shù)裝備及其粉磨系統(tǒng)的幾次重大演變進(jìn)化轉(zhuǎn)型的過程中，國際上曾探討過類似上述的水泥“性能”問題。例如上世紀(jì)四五十年代小球磨向大型管磨的轉(zhuǎn)型；1970年前后開流管磨向圈流球磨的轉(zhuǎn)型；以及1990年左右圈流球磨向立磨的轉(zhuǎn)型等。歷史事實(shí)多次證明，上述水泥“性能”問題都已妥善解決。我國水泥工業(yè)在上世紀(jì)六七十年代也曾經(jīng)歷過這樣的研究和辯論，同樣亦跨過了這道坎，順利地推廣了圈流球磨在水泥粉磨領(lǐng)域中的應(yīng)用。筆者堅(jiān)信，當(dāng)今在推廣水泥立磨的進(jìn)程中，經(jīng)過各方面的共同研究改進(jìn)，相互調(diào)整適應(yīng)，這個(gè)“老問題”是不難解決的，決不可能阻礙水泥立磨在我國的推廣應(yīng)用。

　　事實(shí)上，2005年以來，我國鋼鐵行業(yè)已經(jīng)先后從歐洲廠商采購了近80臺(tái)大型礦渣立磨，共耗資近5億歐元，這種采購至今仍在繼續(xù)中。今年國產(chǎn)的各種大型立磨也已研發(fā)成功，相繼問市。這對于我國水泥工業(yè)全面推廣應(yīng)用立磨無疑是一個(gè)重大的支撐與推動(dòng)。

　　三、關(guān)于水泥窯協(xié)同處置城市垃圾和下水污泥的問題
　　近10年來，我國水泥界有識之士曾到處奔走呼吁利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾和下水污泥，向中央政府主管部門、地方省市政府、各大水泥企業(yè)集團(tuán)宣傳水泥廠在城市環(huán)境保護(hù)、處置城市棄廢物、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面可以發(fā)揮作用的優(yōu)越性及潛力，尤其是在消除二次污染、保證環(huán)境安全和充分利用現(xiàn)有水泥窯節(jié)省基建投資方面的優(yōu)勢更日見顯著。

　　許多水泥企業(yè)一方面積極進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備，另一方面與當(dāng)?shù)卣铜h(huán)保部門溝通，爭取政策上的支持，體現(xiàn)了這些水泥企業(yè)的環(huán)保意識和社會(huì)責(zé)任感。

　　目前，一些省市政府及主管部門開始認(rèn)同水泥廠處置城市廢棄物的優(yōu)越性。有的水泥公司已經(jīng)自籌數(shù)千萬元資金建成了處置污泥的生產(chǎn)線。但意想不到的是，原本是污染源的垃圾和污泥竟然變成某些部門的“搖錢樹”，致使水泥企業(yè)非但未能享受到應(yīng)有的政府扶持，反而陷于沒有足夠污染物供應(yīng)水泥廠協(xié)同處置的尷尬境地。

　　筆者認(rèn)為，對于這種怪象，地方政府及其主管部門應(yīng)該負(fù)起責(zé)任來，要有所作為，不能聽之任之。

　　相信不用等太久，許多省市政府就會(huì)把城市垃圾和污泥的妥善處置問題列入重要議事日程，因?yàn)榭陀^上垃圾污泥圍城之勢，已經(jīng)十分嚴(yán)峻，不容再遲疑了。這里最大的瓶頸就在于一些地方政府如何看待長遠(yuǎn)的環(huán)保責(zé)任和協(xié)調(diào)解決各部門之間的利益分配問題。

　　四、關(guān)于需要澄清的兩種說法

　　1.“水泥不是燒出來的，而是磨出來的”。
　　這句話的潛臺(tái)詞是“請大家都來用我這種磨機(jī)來磨水泥吧”。

　　企業(yè)推銷自己的產(chǎn)品很正常。但上述說法卻涉及了一個(gè)觀點(diǎn)，那就是我們應(yīng)該對各種具有水硬性或膠凝性的混合材（或廢棄物）進(jìn)行深加工，充分挖掘其潛力，多用混合材替代熟料，少用熟料甚至不用熟料來生產(chǎn)水泥。這個(gè)觀點(diǎn)基本是正確的，是符合水泥科學(xué)發(fā)展的大方向的。不過今天我們還沒有生產(chǎn)出高品質(zhì)的無熟料水泥，何時(shí)能做到，還難以預(yù)測。

　　就當(dāng)今世界水泥生產(chǎn)工藝的最高水平來說，這種說法是完全錯(cuò)誤的。無論用什么磨機(jī)，沒有熟料是磨不出水泥的，因而這種說法除了混淆將來或許會(huì)發(fā)生的事情與實(shí)際現(xiàn)實(shí)情況之外，就僅是追求一鳴驚人的效果，與其刻意想推銷的那種磨機(jī)毫無關(guān)系，反而是成弄巧成拙之?dāng)」P。

　　2.“水泥既不是燒出來的，也不是磨出來的，而是勾兌出來的”。
　　其潛臺(tái)詞是“只要采用我的外加劑或助磨劑，你就能勾兌出高性能環(huán)保型綠色生態(tài)水泥”。

　　本來推銷外加劑或助磨劑也是正常事，然而這種說法與前幾年的“凝石”何其相似。物極必反，正因?yàn)槟惆涯莻€(gè)“劑”說的太玄了，事與愿違，人們無人敢問津，更談不上什么推銷了。

　　五、關(guān)于水泥產(chǎn)能過剩的問題
　　2008年，我國熟料產(chǎn)能已達(dá)13億噸，水泥粉磨產(chǎn)能為21億噸。目前，200多條新型干法水泥生產(chǎn)線正在興建中，其水泥產(chǎn)能約3.5億噸，將在今明兩年陸續(xù)投產(chǎn)。然而2008年我國水泥消費(fèi)為13.8億噸，其中熟料約9.6億噸，水泥產(chǎn)量為14億噸，水泥產(chǎn)能利用率約71.9%，已經(jīng)接近了產(chǎn)能過剩的警戒線。所以水泥產(chǎn)能過剩的問題必須引起高度重視，工信部2009年9月公布了《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》征求意見稿，擬采取一系列的有力措施，抑制重復(fù)建設(shè)，避免產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，促進(jìn)水泥工業(yè)的健康發(fā)展。筆者同意并支持這些措施的出臺(tái)，希望能得到真正的貫徹執(zhí)行，茲提出一些看法與建議，僅供參考。

　　首先，維持產(chǎn)能適當(dāng)過剩是正常的、必要的，這有利于競爭和提高，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勝劣汰。一般認(rèn)為水泥產(chǎn)能年利用率在80%（70%~90%）左右是適宜的。其次，鑒于立窯水泥畸型發(fā)展的歷史原因，至今在我國總產(chǎn)能中尚殘留約4.9億噸的以立窯為主的落后熟料產(chǎn)能，以及約8.4億噸的以小球磨為主的落后水泥粉磨產(chǎn)能。這些半個(gè)多世紀(jì)以前就該淘汰的極其落后的水泥生產(chǎn)方式（盡管期間也有些改進(jìn)，但均無濟(jì)于事）至今仍然分別占有我國熟料和水泥總產(chǎn)能的38%和45%。

　　面對水泥產(chǎn)能過剩的預(yù)警，我們應(yīng)該抓緊新型干法水泥大發(fā)展的時(shí)機(jī)，一鼓作氣，爭取盡可能多地淘汰掉這些落后的產(chǎn)能，用現(xiàn)代化的技術(shù)裝備來取代它們，完成跨越式的發(fā)展。

　　因而，我們不必拘泥于“十一五”原規(guī)劃的新型干法水泥與落后水泥之比達(dá)到70:30的目標(biāo)，完全可以而且必須適度提高淘汰落后水泥的力度，例如要求2012年年底全國平均殘存的落后熟料產(chǎn)能限制在10%以下，個(gè)別省份或地區(qū)的份額也不能超過20%?，F(xiàn)在看來，只要方針政策明確一致，經(jīng)過中央和各地方政府的共同努力，這樣的目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。

　　加大淘汰落后水泥的力度，適當(dāng)控制建設(shè)新型干法水泥生產(chǎn)線的數(shù)量，就可以基本把握好水泥產(chǎn)能增長的度，更重要的是大幅提升水泥產(chǎn)能和產(chǎn)量的品質(zhì)。這對于節(jié)能減排、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境具有深遠(yuǎn)的意義。

　　按照筆者研發(fā)的預(yù)測數(shù)學(xué)模型計(jì)算。

　　筆者的主要看法和建議是：

　　1.2009~2012年需新增新型干法水泥熟料產(chǎn)能（13.5億-8.1億）=5.4億噸，相當(dāng)于5000t/d生產(chǎn)線360條，與2009年年底前后將投產(chǎn)的200條線及最近剛破土擬建的近200條線的產(chǎn)能大致吻合。因而政府的引導(dǎo)是保證這些新線的合理布局和高技術(shù)水平，避免低水平的“扎堆”現(xiàn)象。

　　2.與此同時(shí)需新建現(xiàn)代水泥粉磨產(chǎn)能（17億-11.6億）=5.4億噸，相當(dāng)于年產(chǎn)200萬噸的水泥粉磨站270座。

　　3.2012年年底以前必須淘汰落后熟料與落后小球磨水泥粉磨產(chǎn)能共計(jì)各3.4億噸，即（4.9-1.5）和（8.4-5.0）億噸。屆時(shí)，落后熟料和落后水泥粉磨產(chǎn)能仍分別殘留有1.5億噸和5億噸，相應(yīng)地分別占總量的10%和23%，尚待日后繼續(xù)淘汰。

　　4.必須堅(jiān)決地實(shí)施這樣的力度來淘汰落后生產(chǎn)方式，才能為新型干法水泥創(chuàng)造較順利的發(fā)展條件，才能徹底扭轉(zhuǎn)技術(shù)結(jié)構(gòu)畸形的格局，才能較好地駕馭水泥產(chǎn)能過剩問題。下表中維持水泥總產(chǎn)能穩(wěn)定于22億噸，產(chǎn)能利用率逐年上升就是我們的目標(biāo)。水泥產(chǎn)量的增長，新增產(chǎn)能的建設(shè)及淘汰落后的數(shù)量基本符合我國的實(shí)際需求與可能，期望值比較現(xiàn)實(shí)可行，經(jīng)過努力是可以達(dá)到的。