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摘要：工艺设备采购是EPC项目的关键环节。设备和材料的升级换代对节能、优化工艺、节约投资具有重要作用。随着水泥机械的发展，在越来越多的新技术、新材料、新理念的引导下，设备采购也必须创新，以便让建设企业建设更先进节能的工厂。
关键词：水泥厂；新设备；采购节能；思考
随着经济的发展，节能减排已成为世界经济发展的战略方针。目前，我国仍处于快速发展阶段，随着发展速度的加快，高能耗矛盾日益突出。自我国提出节能减排以来，水泥设计单位与水泥成套设备供应商积极合作开发新技术、新工艺、新设备。基于此，本文详细探讨了水泥厂部分新工艺新设备的采购节能。
一、节能概述
节能即尽量减少能源消耗，生产出和原来同样数量、质量的产品；或以相同的能耗生产更多或相同数量的优质产品。节能是我国可持续发展的一项长期战略和基本国策。广义节能是指狭义节能以外的节能方法，如节约原料消耗、提高产品质量、提高劳动生产率、减少人力消耗、提高能源利用效率等。狭义节能是指节约煤炭、石油、电力、天然气等能源。从石化节能角度来看，节能与减少碳排放密切相关。
二、水泥行业节能潜力
对水泥行业来说，将消耗大量资源，其中最重要的是电煤，电煤在成本中占很大比重。当前，我国水泥工业主要利用煤炭资源。因而，为了最大限度地提高水泥质量，减少环境污染，要加大煤质的筛选，保证煤炭资源能达到相应的国家指标，并在煤炭应用中要以无烟煤为主，其能更好地保护周边生态环境。我国人口众多，因而煤炭资源供不应求，为了进一步节约煤炭资源，国家应加大对其他清洁能源的研究，以更好地利用清洁能源替代水泥行业的煤炭资源，并能进一步渗透节能理念。
随着科技的发展，水泥工业的资源消耗与过去相比逐渐减少，但与西方发达国家相比仍会消耗大量资源，为缩小两者间差距，在降低水泥行业资源消耗的同时，要加强水泥生产工艺中节能技术的研究，既能降低资源消耗，又能降低成本，还能保护周边生态环境，这在一定程度上提高了水泥行业的产品质量，并将资源应用到其他方面，进一步缓解了资源供不应求现象，促进了国家各行业的共同发展进步。
三、新旧工艺技术指标对比
与传统工艺相比，新型水泥生产工艺的各项指标有显著差异，主要体现在：①环保指标。在传统生产中，因受经营模式、技术水平等因素影响，水泥生产企业的环保指标普遍偏低，工作环境恶劣，而新型干法水泥生产工艺要求现代水泥生产工艺的环保指标应达到国家相关标准，而且生产线周围和车间环境的扬尘量应在国家安全范围内。②质量指标。因管理体制和生产工艺的限制，传统水泥生产的出厂检验存在强度降低问题。但新型干法生产的水泥，在严格的出厂检验中，水泥强度与实际生产强度相差不超过2.0MPa。③自动化水平。受传统水泥生产设备和工艺影响，原料配比和调制方式一般为人工调制，易导致调制的水泥混合料合格率低，质量难以保证。而新型干法工艺采用计算机辅助技术对原料进行配置和调试，运用智能程序，保证水泥产品质量在一定标准范围内，从而减少人为因素对水泥制品质量的影响。
四、永磁电机
近年来，随着电力电子、微电子、新型电机控制理论、稀土永磁材料的迅速发展，永磁同步电机得到了迅速的应用。与传统的电励磁同步电机相比，永磁电机具有损耗低、效率高、节能效果明显等优势。据统计，永磁电机已广泛应用于煤矿、风电、水电、医疗器械、石油开采等行业，在水泥行业应用相对较少。近年来，国内水泥企业也开始引进永磁电机节能改造，并取得了良好效果。
我国某水泥厂一台窑尾排风机原电机型号为YRKK710-61600kw，原电机有功功率为16766kWh。更换永磁电机后，有功功率为1425.5kwh，节能率达到15%。按年运行8000h计算，年节电（1676.6～1425.5）×8000×1=2008800kWh。
按每千瓦时0.6元计算，一台电机每年可节约成本120.528万元，节能效果显著。根据永磁电机特点，在设备负荷率较低情况下，节能效果显著。在设计中，通常工艺风机考虑扩大系数，在稳定运行时，负荷率相对较低，因而此类设备节能效果显著。若设备本身满负荷运行，虽然也有节能效果，但仅依靠电机本身节能，效果并不显著。根据水泥厂各种设备负荷状况，分析永磁电机厂家的节能改造经验。永磁电机可用于水泥厂选粉机、管磨机、工艺风机、破碎机、斗式提升机、皮带机、罗茨风机等，具有理想的节能效果。
五、节能型空压机
空压机是必备产品，与整个水泥厂相比，其节能效果不明显，但节能型与非节能型空压机的节能效果在30％左右，节能率较高。虽然节能型空压机采购成本高，但设备运转后1～2年内即可收回采购成本，从长远来看，业主有必要使用节能型空压机。此外，由于节能型空压机的能效因企业而有所差异，而且各厂家使用的空压机厂家也不尽相同，因此数据可能存在偏差。据国内市场主要生产节能型空压机的企业介绍，与普通空压机相比，节能型空压机的能效可达25～35％。
六、节能型风机
在鼓风机设计制造中，为了便于计算，以往风机厂家常将流体简化为“二元流体”进行力学分析计算。近年来，随着三元流理论的发展，利用“三元流”理论对鼓风机进行改造已成为一个新的发展方向，这为提高鼓风机及相关机械的效能、减少投资提供了一条新途径。近年来，水泥厂对许多风机进行了节能改造，
对改造结果的分析表明，改造前后风机的对比节能率可达15.8%，取得了显著的效果。通过对多家厂家节能效果的分析，虽然节能效果相差很大，但整体效果明显，为今后新线设备采购提供指导。若在未来采购水泥厂设备时，直接考虑三元流风机必然会大幅减少电耗。
七、材料类采购
水泥厂的高效低耗运转离不开科学的保温隔热。传统保温材料通常是硅酸钙板或陶瓷纤维毯，两者都具有很高的导热系数，虽能满足水泥厂需要，但热损耗大。目前，纳米材料是以纳米技术为基础，添加独特的反红外辐射材料，通过特殊工艺制备纳米级微孔隔热材料，与传统隔热材料相比，纳米隔热材料的孔径约为20nm，在相同温度下的隔热性能是普通隔热材料的3～4倍。目前，这种新型隔热材料主要用于旋风分离器、烟气室、回转窑预热区、三次风管、管磨机滑履等部位。根据水泥厂改造数据，C5旋风分离器原硅酸钙板厚度为112mm，现将其25mm厚度改为新型纳米隔热材料，壳体温度下降21℃，热损失降低43％。回转窑预热带一般无隔热材料，根据某家水泥厂在回转窑的前热带砖槽中添加15mm纳米隔热材料，筒体外部表面温度从320℃降低到250℃。经计算，节能率可达50％左右，新材料的投入成本可在2～3个月内收回。这种新材料在水泥厂的应用，能显著节约能源，降低能耗，甚至能优化水泥工艺设计，值得进一步研究。
八、水泥行业节能减排技术措施
1、添加混合材料。为实现节能减排，在水泥生产过程中可在原材料中加入混合材料，如在研磨熟料时，可添加混合剂材料保持原材料的特性，此外，还可生产各种材料来满足工程施工。当前，市场上混合材料种类较多，可采用钢铁生产中产生的固体废渣等可再生利用资源。
2、运用变频调速技术。为了达到水泥生产节能的目的，不仅需对主系统进行调节，还需对其相应的辅助系统进行改善。目前，主系统的节能途径很多，但辅助系统的调节还需进一步努力。当前，辅助系统可通过变频调速技术来实现这一目标。其工作原理是通过控制风机的能耗来达到节能的目的。经持续的试验研究发现，若不使用变频调速技术，水泥生产中，若仅用吨计算其耗电量时，需占总用电量的30%，但运行变频调速技术后，其可大幅节省发电量，约2.5kW•h/t熟料燃烧发电量，若以煤衡量，其消耗标准煤近1kg。
参考文献：
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[2]岳艳超.水泥厂部分新工艺新设备采购节能思考[J].水泥工程，2020（04）.