水泥行業(yè)節(jié)能空間巨大
水泥企業(yè)是被全社會公認的高能耗工業(yè),加之產(chǎn)品過剩而成為首先被限電的對象,一周開三停四的地方很多。分析全國性的“電荒”的形成原因,專家認為,除了發(fā)電能力建設速度落后于用電增長速度這一主要原因外,電能利用效率低是一個重要因素。
水泥行業(yè)電能利用效率先進水平與落后水平差距又非常大,先進水泥企業(yè)的噸水泥綜合電耗都在65kWh左右,還有部分企業(yè)噸水泥電耗甚至達到了55kWh水平,而落后生產(chǎn)工藝的噸水泥電耗一般在120kWh左右,一些廠甚至更高。先進與落后之間的差別在噸水泥55~65kWh綜合電耗左右,由此可以測算出水泥行業(yè)的未來節(jié)電空間在45%-55%之間,考慮原有工藝進行改造時的局限性,以及新型干法倒轉窯綜合電耗現(xiàn)階段無法大幅度下降等因素,我們預測水泥行業(yè)可以實現(xiàn)的節(jié)電空間在30%左右,年節(jié)電約300億kWh。
我國葛洲壩水電站裝機容271.5萬kW,單獨運行時保證出力76.8萬kW,年發(fā)電量157億kWh(三峽工程建成以后,保證可提高到158萬~194萬kW,年發(fā)電量可提高到161億kWh)。由此看出,水泥全行業(yè)如果實施一些新技術、新措施,每年可以節(jié)約出兩個葛洲壩水電站的發(fā)電量。整個水泥行業(yè)又是由幾千家中小水泥企業(yè)組成的,從企業(yè)實踐來看,各廠由于工藝差異節(jié)電空間在30%~55%,特別是一些立窯企業(yè)節(jié)能空間非常大。然而企業(yè)由于傳統(tǒng)工藝的束縛,認識不同,接觸的新技術范圍窄。工藝過程唾手可得的節(jié)電措施沒有實施,非常可惜。筆者認為,水泥行業(yè)節(jié)能問題應引起足夠重視。
一、全新的節(jié)能思路
由于電力緊張、電費高漲,很多企業(yè)目前處在一種非常想節(jié)能,然而沒有具體辦法的境地。筆者通過多年的研究、實踐,總絡出幾條成功經(jīng)驗供大家參考。
1.大幅度提高主機的生產(chǎn)能力。水泥企業(yè)的主機生產(chǎn)能力具有非常大的提高空間,這也是主要的節(jié)能空間之一,占到總節(jié)能空間的15%~20%。水泥生產(chǎn)過程中主機電能消耗占到綜合電耗的75%以上,特別是粉磨占有很大的一部分,我國中小型水泥企業(yè)的粉磨設備以球磨機為主。據(jù)統(tǒng)計:目前先進水平的生產(chǎn)工藝,生料粉磨系統(tǒng)與水泥粉磨系統(tǒng)的電耗,大部分水泥企業(yè)與標定產(chǎn)量指標具有很大的差距。分析其主要原因,就是大部分生產(chǎn)企業(yè)衡量球磨機產(chǎn)量的主要依據(jù)仍然參照磨機的“標定產(chǎn)量”這一主要指標,實際上這個指標在現(xiàn)階段已經(jīng)沒有了指導意義。
2.優(yōu)化工藝裝機容量,合理安排主輔機的比例。目前,眾多的水泥企業(yè)基本上都是20世紀70~80年代設計建設的工藝生產(chǎn)線,由于當時設計思路的局限,對工藝要求不高,用現(xiàn)在的眼光來看工藝就顯得非常不合理了,加之20世紀90年代的技術改造又缺乏優(yōu)化設計,基本造成設備越改越多,電耗越改越高的局面,這也就是很多企業(yè)常講的,“不改造等死,改造是找死”的原因。
筆者在多年為企業(yè)改造設計中發(fā)現(xiàn),大部分工藝只有優(yōu)化設計,拆除部分輔機設備,工藝才會更合理。減少工藝的裝機容量是節(jié)能的關鍵,部分水泥廠可以減少15%~45%的輔機,節(jié)電約10%~25%。提出這樣一個“萬噸水泥的裝機容量”指標,在主機同等產(chǎn)出水平的前提下,萬噸水泥的裝機容量越大,能耗就會越大。經(jīng)筆者統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),國內先進生產(chǎn)廠家噸能耗低的原因是,萬噸水泥裝機容量較低,一般萬噸水泥裝機容量一值低于120kW,而能耗高的生產(chǎn)廠家此值一般為160kW以上。如何將此值控制到較低值呢?思路是“主機設備不能少,輔機設備不能多”,且主輔機裝機容量比最好不要大于2∶1。實踐證明:生料無動力卸料、原料無動力卸料、集中收塵等一系列節(jié)能技術,可確保20萬~30萬噸水泥工藝線的萬噸水泥裝機容量不大于100kW。
3.提高輔機的有效使用率。水泥生產(chǎn)過程中,設備空運行的現(xiàn)象極為普遍,這就是輔機的有效利用率問題。當然這種現(xiàn)象除與生產(chǎn)管理有關外,工藝過程的優(yōu)化設計更為重要。提高輔機有效使用率的做法是:集中處理,連續(xù)供料,優(yōu)化利用,合理匹配。
4.變頻節(jié)能技術。變頻器是利用常用電源所供應的電力,在變頻器內變換電壓和頻率供應電機,控制電機速度的設備。節(jié)能是變頻器的主要優(yōu)點,根據(jù)電機的實際負載情況,適當?shù)目刂齐姍C的轉速,可使許多工藝過程得到優(yōu)化,改變電機速度來調整生產(chǎn)節(jié)奏。例如,增加產(chǎn)量和降低材料的消耗、減少電機的起停次數(shù),適用電機的最大使用容量。目前,絕大部分企業(yè)都是電動機全電壓運行,用擋板、閥門來控制介質流量。這樣,電動機從電網(wǎng)所吸取能源的一部分,甚至一大部分被擋板、閥門消耗或旁通,造成了不必要的能源浪費?,F(xiàn)場的風機、水泵的裝機量相當大,若酌情實施調速運行,其節(jié)能效果是很大的,特別是大型泵組的節(jié)能效果更為可觀。給料設備也消耗大量電能,很多企業(yè)雖然安裝了滑差電機,解決了調節(jié)流量的作用,但增加了能耗。之所以這樣說,道理很簡單,很多輸送設備電動機頻繁起動,且經(jīng)常處于高滑差狀態(tài)運行,滑差功率白白地消耗在二次電阻,一般其單機容量不一定很大,不十分引入注目。但是,它的電能損耗與其自身容量相比是相當高的。如果釆用變頻調速,不但實現(xiàn)穩(wěn)流供料,而且沒有二次電阻耗能的問題,節(jié)能可達70%左右。交流變頻調速技術的大量應用給工廠生產(chǎn)自動化,對產(chǎn)量和質量的提高帶來了極大的福音。可以說,交流調速技術應用于水泥企業(yè),其經(jīng)濟效益是十分可觀的。很多水泥企業(yè)應用也說明了這一點。
通過大量的實踐,水泥工藝大幅度節(jié)能已經(jīng)有了全新的思路,有了成熟的、系統(tǒng)的技術措施。只要按照這些技術措施,合理地采用節(jié)能效果好的新設備、新工藝,不一定要花多少資金就會實現(xiàn)水泥工藝大幅度的節(jié)能。
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