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水泥生产工艺中的节能技术探究赵亚兰

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：赵亚兰

[导读] 摘要：水泥作为建筑行业中最为常见的原材料，具有诸多优势目前在生产建设中不可替代。

        伊犁天山水泥有限责任公司新疆 835300
        摘要：水泥作为建筑行业中最为常见的原材料，具有诸多优势目前在生产建设中不可替代。水泥工业已经成为了衡量国家国民经济社会发展水平和综合实力的重要标准。目前，随着我国对基础建设投入的加大，水泥的需求量呈上升的趋势，而水泥生产中往往伴随着高污染和高耗能，因此，在水泥生产中积极实施节能技术，不断探索水泥的新的生产工艺和技术就显得尤为重要。
        关键词：水泥生产工艺；节能技术；控制措施
        1导言
        现阶段水泥生产需要朝着节能的目标前进，结合现有水泥生产方案，需要优化生产工艺与技术，采用新型生产设备，减少生产过程中的能耗，同时提高生产效率与设备运转效率，减少资金投入。今后在水泥节能生产的过程中，还需要加强对新技术研发的重视，能够发挥现有节能技术作用，搭配全新的节能工艺，替代传统能耗高的设备和技术，推动水泥生产朝着绿色环保的方向发展。
        2水泥行业节能潜力分析
        水泥行业在资源消耗方面主要是以煤炭为主，同时还包含一部分电力能源。煤炭资源在水泥行业能耗中占据了很大的比重，而生产中因煤炭质量较低，产生的污染物排放量也较大。为了减少污染物排放，提高生产效率，可采用加强煤炭质量管控的策略，通过对煤炭品质进行严格筛选，保证煤炭资源符合环保节能的生产要求。近年来，清洁型能源在能源市场中占比越来越多，成为水泥企业煤炭燃料的重要替代物。加强清洁型能源的使用率，减少煤炭用量是水泥行业节能减排的有效途径。相对于国外先进国家，我国水泥行业节能发展起步晚，仍旧与先进国家有差距。在保证水泥产品质量的同时，进一步降低资源消耗，减少污染物排放量仍旧有很大的进步空间。
        3水泥生产工艺中的节能技术控制
        3.1变频控制技术
        水泥生产回转窑主动传会有动力产生，产生动力是频率控制技术电机设备的驱动力，所采用的电机系统有比较高的要求，启动扭距高、调速性能稳定，才能够与回转窑搭配运行。比较传统的方式均是利用电机串联电阻调速达到回转窑驱动的目的，与此同时，回转窑运用晶体管技术，提升直流电动机调速系统应用频率。由于回转窑会散发大量热量，所以直流电机可能会导致炭刷、换向器头破损，影响到低速运行稳定性，还会在运转过程中产生大量能耗。现如今，为了达到节能生产的目的，转窑电机驱动系统搭配变频调速技术，可以组建交流调速驱动系统，替代传统的直流调速系统，获得非常显著的节能生产成效。另外，变频器交流电机搭配组建交流调速系统，其中需要用应用逆变器，将其作为无源逆变器，实现商用频率之间的转换。利用控制变频器与变频交流电机驱动，便可以拖动回转窑，使得回转窑实现牵引变频控制，并且达到同步控制的目的。回转窑高扭距必须要符合要求，且调速环节具备稳定性才能够优化水泥生产节能成效。回转窑主动传系统均可以采用变频控制器技术，已经成为当前水泥生产比较常用的节能工艺。
        3.2预磨粉技术
        传统生产工艺最初的流程是球磨机磨粉，由于进入到球磨机的原料颗粒细度不同，因此磨粉效率较低，粗粉重新进入到球磨机进行二次磨粉，导致整体磨粉的效率低，能耗高。针对这种情况，在球磨机磨粉之前增加预磨粉步骤，增设料床粉磨设备，包括立磨、辊压机、桶辊磨等多种设备，对原料中的大颗粒进行预磨。通过增加预磨粉步骤使磨粉环节更好地区分了粗磨和细磨，为进入到球磨机磨粉减轻了运行负荷，有效降低能耗，而且在增加预磨粉步骤后能够更好地控制磨粉指标，为保障水泥产品质量奠定了前提条件。

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        3.3双管煤粉燃烧器
        水泥生产中运用燃烧技术，其中会包括新型双管燃烧器，这种燃烧器类型比较丰富，常用的有双管煤粉燃烧器，不仅具备传统形式的多通道燃烧器优势，还能够解决燃烧区个别部位高温这一问题，加强分布火焰温度的合理性，延长窑炉运行时间。除此之外，新型双管燃烧器能够将内管道消除，使得旋流器外管道旋流强度得到优化，如果环形射流厚度超出管道燃烧器厚度的3倍，那么燃烧器运行效率显著降低，此时技术人员延缓空气与煤粉点火的速度，能够减小火焰最高温度，烧结区耐火砖使用期限也可以延长，如此一来便可以节省多风燃烧器。使用的内外空气调节阀将传统燃烧器的系统结构加以简化，经过实践发现一次风机节约可高达30%。变速箱手轮可以更改火焰形状，观察变速箱显示器的提示内容，加强火焰控制精准性。利用煤粉螺旋给料机，将其安装在螺旋泵上方部位，使用螺旋杆，风机可以传送煤粉进入到双管式燃烧器中，由高压离心风机负责提供外部环境的空气，实现燃烧器的稳定运行。
        3.4智能型电动机节电技术
        在电动机节能措施中，采用智能型的节电装置是现代节能技术应用的重要方向。近年来在水泥生产工艺汇总，越来越多的生产企业采用智能型电动机节电装置，帮助水泥企业更好地实现节能降耗目标。如在水泥生产工艺中在一些轻负荷和负荷波动性较大的电机设备中采用节电装置。节电装置中采用了控制电流导通状态的方式，同时利用自动化控制技术对电动机的启动电流以及电动机的运行输出功率进行调控，使带动及能够实现软启动，能够更加灵活地使用电动机负荷波动情况。智能型节点装置中具有自动调节功能，可以对电机运行的输出功率进行自动跟踪，能够对线路中的脉冲谐波进行过滤，使电机设备的电压更加平稳，减少了电压大范围波动，使电源得到保护。
        3.5排气系统热管技术
        水泥生产需要用到不同类型的热管，为了能够达到节能的目的，同时减少投资，重力型热管最为常见。该热管具有较好的密封性与洁净性，是抽成真空金属管。在管内填充工作介质，例如纯水、丙酮或者有机化合物等，可以在-200~2000℃这一温度区间内使用。如果下方高温热源传输热量到管腔，考虑到加热管腔下方为液态工质，可以快速蒸发上升至热管的上方。上方壳外低温冷源具有吸热的效果，蒸汽冷凝成液滴之后可以释放汽化潜热。此时液滴凭借自身重力顺沿管壁回流到下方，重新受热气化，反复循环这一流程，期间效率不断提高，便可以结束热回收处理。
        3.6煤粉喷腾燃烧技术
        水泥熟料生产环节采用煤粉喷腾燃烧技术，需要用到煤粉燃烧器，在技术不断创新与改进之后，风煤混合处理得到的效果也更加优化，有效提高了煤粉燃烧效率。因为煤粉燃烧效果更为充足，水泥熟料生产环节火焰温度不断提升，通过煤粉燃烧技术使得综合煤、劣质煤生产燃烧效率得到提高。因为一次风量降低，煤粉喷腾燃烧过程中二次风量提高，煤粉燃烧效果更加理想，可以规避一次风量过大导致煤粉向低温区域飘落，引发的无法充分燃烧而浪费的现象。当二次风量加强之后，煤粉燃烧环节供养更为充足，能够提升煤粉燃烧效率。
        结束语
        总之，水泥生产过程中无论在生产工艺方面，还是在生产设备方面都存在能耗损失的地方。节约能耗的技术策略需要从生产工艺和生产设备方面入手来进行技术改进和策略优化。同时积极了解新的设备，并结合水泥生产工艺的实际情况灵活应用到生产工艺中，使水泥生产向着更加自动化、节能化、高效化的方向上发展。通过添加混合材料降低能耗、采用变频技术、预磨粉技术、热管技术、优化燃烧技术以及降低主要生产设备的能耗，实行多管齐下，发挥出多种节能技术的综合优势，实现节能降耗目标。
        参考文献：
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        [3]曾学敏.水泥工业能源消耗现状与节能潜力[J].中国水泥，2006（03）：16-21.
        [4]林少鸿.水泥工业节能减排的现状及思考[J].中国建材，2012（01）：110-113.