某企业水泥生产能源审计节能措施分析

杨 阳

（湖南理工职业技术学院）

1 工程简介

某水泥有限公司有一条日产4500t 熟料新型干法水泥生产线及配套纯低温余热发电系统，现可年产水泥200 余万吨，年发电量550 万kWh。产品有P.C32.5 、P.O42.5、 P.O52.5 水泥和熟料，产值超 8 亿元，余热发电每年可向生产供电 4000万kWh。邵阳南方水泥有限公司采用新型干法水泥生产工艺，消耗的能源主要是煤、电以及少量的柴油。下图为该企业水泥生产工艺流程图。

图1：该厂生产工艺流程

2 能源审计的范围

一是某水泥厂有限公司石灰石矿以及水泥厂水泥生产的全过程。包括矿山的开采、水泥生产的原料破碎、预均化、原料立磨系统、熟料煅烧系统、煤预均化、煤磨、混合材石膏破碎、余热发电系统以及水泥粉磨、包装过程中的能源利用状况；二是厂区建筑照明、暖通通风、办公设备用电情况统计分析。审计内容主要包括能源管理情况、用能情况及能源流程、能源计量及统计、能源消费结构、主要用能设备运行效率、公司综合能耗及实物能耗、公司产值能耗、单位产品能耗、能源成本、节能量、节能技改项目、节能潜力与措施等。

3 节能潜力分析

通过对公司耗能设备耗能情况的审核及对部分重点热设备的现场调查和节能监测，发现公司在能源利用发面存在一些问题，并分析各工艺环节和设备节能潜力，问题与节能潜力分析如下：

1、目前的能源管理制度尚需进一步完善，缺乏专人负责能源管理工作，车间能源管理相对薄弱，职工节能意识仍有待提高等。 2、在公司能量平衡方面需进一步加强，能源购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用各个环节应当设置分类统计报表，并细化到主要生产、辅助生产、采暖（制冷）、照明等工序（艺），以利于对能源的利用情况作出适时分析与进行细化考核。 3、对部分主要耗能设备的运行效率尚未进行定期监测，不利于掌握各主要耗能设备能源利用的实际状况。4、尚未按照有关政策严格执行能源利用状况报告制度。 5、余热回收系统余热利用率为 43.49%，热回收率效率偏低。6、回转窑窑头篦冷机二段送入磨煤系统的热风除尘效果差，使得较多的熟料粉尘进入磨煤机系统，增加了煤耗。回转窑窑头篦冷机二段热风先通过沉降室除尘，再送入磨煤系统，由于沉降室规格偏小，使得进入磨煤机系统的熟料量约占总的磨煤量的 1%，增加了磨煤耗电量，进入回转窑系统后，重新被加热升温，造成很大热耗损失，采用高效低阻力的风粉分离设施，对现有沉降室进行改造，提高进入磨煤系统的二段冷却热风的除尘效果，可显着地节省电耗和热耗。 7、熟料出冷却机的温度偏高，超出设计值约80~100℃，影响了熟料的热回收效率。熟料出冷却机温度达到了 190℃，带走的显热占总的热量支出的4.17%，加强熟料的冷却作用，熟料的显热通过冷却空气带入余热利用系统，有着可观的的节能效果。 8、烧成系统的表面温度偏高，造成表面热损失占比偏高而影响系统热效率。烧成系统散热损失占总的热量支出的7.29%，回转窑表面散热损失占总的散热损失的 47.87%，加强回转窑的保温性能，节能潜力巨大；回转窑采用富氧燃烧技术，可节能量可达 10%以上。 9、回转窑窑尾负压偏高，造成熟料烧成系统漏风率偏高，影响系统热效率，造成熟料烧成煤耗增加。

4 节能管理提升方案和建议

所采用的都是比较先进的生产设备，生产工艺先进，先进的生产技术和工艺同样也需要合理的管理。在企业能源管理方面，按照国家及地方有关法规以及《工业企业能源管理导则》（GB/T15587）和《能源管理体系要求》（GB/T22336）的要求，建立了比较完善的节能管理网络和能源管理制度体系，设置了能源管理领导机构，配置了能源管理人员，能源管理工作比较到位，有力地促进了公司各项节能工作的有效开展。在企业能源计量方面，某水泥厂有限公司基本上按照《用能单位计量器具配备和管理通则》（GB17167）的要求，对公司消耗的煤、电、柴油以及水蒸气等配备了而相应的一级、二级和三级计量仪表，并开展了相关的能源统计工作。在企业能源统计管理方面，某水泥厂有限公司建立了基本的能源消耗统计制度体系，电和煤等能源消耗的计量统计由公司工程部各设备运行班组员工填写统计报表，报送工程部负责人汇总和存档。在定额管理方面，某水泥厂有限公司采取一些有效的措施，在能源消耗管理上已经取得了一些成绩，能源管理的重点在能耗总量和能源总成本方面，对各耗能环节的能耗情况也重视不够。健全对各用能环节全面分心评价基础上的能源消耗定额管理制度，推动工厂能源消耗的精细化管理，完善对重点耗能工艺、工序设备的能耗计量与分类统计，制定完善的考核定核，挖掘能源管理节能潜力，预期重点工序能耗降低0.1~0.3%，年节电量机约 15 万 kWh，可年节约购电费用 9 万元。此项措施预计要投资 30万元，预计回收期为 40 个月。

5 建议和预期节能量

5.1 完善定额考核制度

5.2 加强生料配料控制管理，优化配料方案

从原材料进厂抓起，保证工序和各环节的质量控制，提高生料配料的可预见性，优化煤、料的配合，减少生料率值得调整与煤灰变化之间的滞后性。同时进行质量指标和配料方案的制定和修改，严格遵循预分解炉的客观规律，此项技术预计可节约煤 0.1%，既可节能量折标煤 212.83t，可年节约购煤费用约为 15.1 万元。此项措施预计要投资 20 万元，预计回收期为 16 个月。

5.3 加强设备管理

加强对设备的巡检管理及润滑管理，坚持预防为主、维修为辅的原则，采取动态维修的设备维护维修模式，及时发现和排除设备故障隐患。确保设备经常处于良好的技术状态；配置必要的检测仪器，对重点用能设备进行能源利用效率的实际监控，并与同类型的机台设备先进的能耗指标进行对比，以便查找是设备管理的问题还是设备自身工艺参数的控制问题，挖掘节能潜力。

5.4 增强节能技改措施

煤粉的烘干采用篦式冷却机二段冷却热风，二段冷却热风含有较多的熟料等粉尘，得先通过沉降室除尘，通过现场观察以及和公司技术人交流获知，目前某水泥厂公司使用此沉降室规格小了，使得进入磨煤机系统的熟料量约占总的磨煤量的 1%，采用高效低阻力的风粉分离设施，对现有沉降室进行改造，提高进入磨煤系统的二段冷却热风的除尘效果，可使进入磨煤机系统的熟料量减少 85%，减少熟料重复煤磨和焙烧，可减少煤磨机电耗，降低回转窑热损耗。通过更换沉降室，采用高效风粉分离设施，可使每年熟料进入磨煤系统量减少1809.09t，熟料在回转窑中在此进行焙烧，温度可升至 1100℃左右，由于熟料的再次焙烧，可减少热损失达 1.12×1010kJ，每年节能量折标煤 814.8t，年节电 4000kWh，年减少购入煤费用 72.4 万元，减少购电费用 0.23 万元，总共可节约购入能源费用 72.63万元。此项预计投资 6 万元，投资回收期一个月。

采用富氧助燃技术，可极大地降低烟气总量，减少废气、熟料带走的热焓，使燃料的燃烧效率提高，同时，在不增加燃料的前提下，使窑内火焰温度相对提高 180~200℃，从而加强火焰对物料的辐射传热能力；另外，富氧助燃技术的采用不会对下游环节的余热利用产生明显影响。氧气的体积分数在 28%左右时最佳，节能可达到 10%~40%，按 10%计算，每年节能量折合标煤约 17000t，年节约购煤费用 1511.1 万元，此项措施预计要设备投资要 93 万元，每年需运行费用 663.6万元，投资回收期不到 6 个月。

原料粉磨单位产品电耗较高，建议研究孰料的易磨性、水泥的颗粒级配及形貌，控制合理的水泥产品比表面积，并对分设备运行状况、选粉机系统循环负荷机选粉效率等进行系统的标定、分析，改进粉磨工艺，优化粉磨系统工艺参数，降低粉磨电耗。

回转窑表面散热损失占总散热损失 47.95%，采取新型保温涂料（太空节能隔热保温涂料）涂于回转窑表面，耐高温隔热保温涂料的使用温度为-80℃-1800℃，导热系数只有 0.03W/m.K，隔热抑制效率可达 90%左右，在回转外表面涂一层8mm 厚的涂料，可使回转窑表面温度下降到 100℃以内，预计可年节约购煤费用71.93 万元，此项措施预计要投资 52 万元，预计投资回收期不到 8 个月。