水泥工业发展报告（5篇）

第一篇：水泥工业发展报告

受基本建设需求拉动，水泥工业出现产销两旺的可喜局面，但是区域性差别也在加大。总体来说，2008年上半年水泥工业的特点是：

一是结构调整加快，新型干法水泥发展稳步上升；二是节能减排迈出步伐，成效明显，余热发电项目在水泥固定资产投资的比重加大。三是大集团加快并购，市场整合和重组取得了实质性的进展。

一、结构调整加快

今年以来，全国水泥投资较去年有较大涨幅，同比增长54.27%。从投资方向看，主要是结构调整项目，新型干法水泥的比重由年初的50%上升到53%。从投资布局看，投资增长较快的主要是中西部地区。从产量增长看，中西部地区增速已高于东部地区。新建成投产的生产线70%以上是日产4000 吨以上规模。此外，余热发电项目的投资也大幅增加。

二、节能减排迈出步伐

通过新型干法工艺替代落后工艺、企业节能降耗技术改造和加强管理，2007年吨水泥综合能耗比2005年减少了5kg标准煤，降低幅度达4.55%。今年1-4月份，通过新型干法工艺替代落后工艺，水泥行业节能184万吨标准煤。预计年内仅此一项可节能近400万吨标准煤。

当前利用水泥窑进行余热发电方兴未艾。据不完全统计，到2007年底，全国已建成纯低温余热发电生产线24条，装机容量112780kw,实际发电能力127300kw。2008年上半年，投产18套生产线，装机容量136500kw,下半年可投产31套生产线，装机容量287800kw。预计到今年底，纯低温余热发电装机容量将达到537080kw。水泥工厂余热发电，对水泥行业节能降耗减排起到了非常积极作用。

三、大集团加快并购

以海螺水泥、冀东水泥、中国建材、中材集团等一批国家重点支持的大型水泥企业集团加快了建设和并购重组的步伐，今年并购的特征是大企业集团跨省份的连片区域并购，依托老线，扩大规模，提高集中度。重新布点，另建设新线的速度放缓。外资拉法基、豪西姆、海德堡、crh等跨国公司和台泥也加快拓展在中国大陆的水泥业务，积极参于我国水泥工业的并购重组。

第二篇：抓住机遇 转变水泥工业发展方式一

抓住机遇 转变水泥工业发展方式

作者：雷前治 2011年05月04日[字体：放大 缩小 默认]我要评论

摘要：在刚刚过去的“十一五”期间，我国水泥行业抓住了国民经济高速发展拉动水泥需求高速增长的机遇，水泥产业结构得到迅速调整。在此期间，中国水泥工业创造了世界水泥发展史上的诸多奇迹：水泥产量快速增长，连年创下历史新高；新型干法窑高速发展；落后产能快速退出；节能减排成效显著；产业集约度明显提升；大型企业加快成长；国际竞争力显著增强。

标签：转变发展方式,水泥工业,“十一五”期间，中国水泥工业基本完成了技术结构调整的任务。在此期间，我国水泥产业历史性地创造了3项纪录：一是新型干法窑的比重突破了80%；二是达到经济规模即4000t/d以上新型干法生产线的熟料产能突破50%；三是主要技术经济指标步入国际先进行列。这3项成就凝聚了全行业的智慧和汗水，将成为镌刻在中国水泥发展史上浓墨重彩的章节。与此同时，这些成就也向全行业发出了嘹亮的集结号，中国向世界水泥强国迈进的步伐更加强劲有力。

“十二五”期间，我国水泥产业最重要的机遇主要有：一是从国内看，我国发展的有利条件和长期向好的趋势没有改变，工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展，市场需求潜力巨大，水泥市场需求持续适度增长。水利跨越式的发展、高速铁路建设、新农村建设、保障房等民生建设，都将会为水泥提供持续性的商机。二是盲目和重复建设必然得到有效遏制，将为水泥工业健康可持续发展提供政策环境。三是最近国家把水泥列入重点支持战略重组的行业，这将有力推进水泥产业战略重组。四是围绕水泥延长产业链将成为重要的发展趋势。五是国家出台了一系列鼓励利废的政策，充分利用城市垃圾和工业废物将成为水泥产业进一步降低成本的新途径。对“十二五”期间水泥市场的预测。根据前20年统计数据的规律看，倘若“十二五”期间国民经济保持7%的增长速度，不考虑通货膨胀的因素，固定资产投资的增长速度不低于17%，由此来推算，“十二五”水泥还会有5%～6%的增长速度，水泥市场容量预计会扩大到24亿吨左右；若考虑年均3%通涨，国民经济增长速度仍然保持7%，水泥需求基本是零增长，水泥市场容量保持2010年的水平上下波动；若通货膨胀率年均为3%左右，国民经济增长速度提升到9%，那么水泥市场容量将保持3%～4%的增长幅度，年需求量可能在22亿吨左右。

“十二五”期间，我国水泥产业面临的主要挑战。一是当全球范围内的能源都正在日趋紧张时，水泥作为经济产业中重要的消耗能源产业，将会继续承受来自政策及金融等方面的压力。二是由于近年来以及今明两年还会井喷式的水泥产量激增，已经埋下了水泥产能系统性过剩的深度隐患。三是随着国际环境变数增加及频发的自然灾害，将会加剧全球能源趋向短缺，由此伴随的是能源涨价，这必定会推动水泥成本的刚性提升。另一个推动水泥产品成本增加的因素即劳动力成本的日益上升，也值得关注。四是多年来积累下来的水泥价格在相对低位徘徊，将会渐进式的弱化水泥企业的有效赢利能力，同时持续损伤水泥产业的社会形象和国际形象。

“十二五”期间，我国水泥产业的五大重要历史使命。一是锲而不舍地推进水泥产业发展方

式的转变；二是矢志不渝地继续加快产业结构的调整，重在规模结构的调整；三是推动产业升级和产业链延伸；四是推进水泥企业战略重组；五是进一步提升节能减排的水平，努力使水泥产业成为消纳城市垃圾和工业废渣的支柱产业，打造低碳水泥产业、环保水泥产业、绿色水泥产业。

目前，举国上下都在认真学习、贯彻、落实党的十七届五中全会精神和“十二五”发展纲要的具体要求，各行各业都在对“十一五”乃至前10年进行回顾和总结，对“十二五”乃至今后10年进行谋划与展望。对于水泥产业来说，无论是回顾还是展望，都是为了更加坚定科学发展的决心，都是为了推动行业发展方式的快速转变。

回顾“十一五”精彩纷呈亮点频出

上个世纪末，中国水泥产量虽然已经达到5.95亿吨，但生产水泥的技术和装备仍然还是以立窑和湿法窑为主，新型干法的比重只有6%，各项技术经济指标落后于全球平均水平。

进入新世纪以来，国家把水泥列入全国重点调控的产业，出台一系列政策措施，全行业抓住了国民经济高速发展拉动水泥需求高速增长的机遇，水泥产业结构得到迅速调整。“十一五”的5年，是我国水泥行业发展最为辉煌、发展质量最好的5年，是水泥行业发展的“黄金”5年。可以说，“十一五”时期是改革开放30多年来，水泥工业发展最好最快的时期。特别是在“十一五”期间，水泥工业在突飞猛进的发展过程中，创造了世界水泥发展史上诸多奇迹。

主要成就：

1、产量快速增长：2010年生产水泥18.68亿吨，年均增长11.7％。5年间共生产水泥75亿吨，占建国60年来水泥总产量的40%，有力地保障了国民经济大规模快速建设的需要。

2、新型干法窑高速发展：5年间全行业固定资产投资总额高达5755亿元，已经建成投产的新型干法生产线696条，新增熟料产能7.7亿吨，分别占总量的55.55%和61.45%。

3、落后产能迅速退出：5年间共淘汰各种落后产能4.34亿吨，占全部落后产能的55.50%。

4、节能减排成效显著：到“十一五”末已经有700余条新型干法生产线增设了余热发电，已经建成561台（套）机组总装机容量达4786兆瓦，2010年发电177亿千瓦时。5年间水泥产量年均增长11.7%而总能耗只增长了7.6%，万元增加值综合能耗比2005年下降了41%，二氧化碳排放强度下降35%；吨水泥的综合能耗预计下降到97.6千克标准煤，比2005年下降了24.6%，年均下降5.5%。

5、行业整体效益得到改善：2010年前全国水泥行业实现利润550亿元，同比增长34.61%，创历史新高。“十一五”期间，全行业共实现利润近1500亿元，刷新了历史纪录。

6、大企业快速成长，生产集中度明显提高：中国建材、海螺水泥等前10强企业迅速崛起，新型干法窑熟料总产能由“十五”末的1.41亿吨提高到5.28亿吨，产业集中度由32.5%提高到43.5%。中国建材已经进入世界前三强，海螺水泥也进入世界前五强。

7、国际竞争力明显增强：中国的水泥产品以质优、价廉深受国际市场的欢迎，也让国际同行感到忧虑和压力，更令行业骄傲和国人欣慰的是中国的水泥技术、装备和工程总承包在国际市场上厚积薄发、异军突起，在与国际最强的公司同台竞争中，已具备较强的竞争能力。据不完全统计，5年来国外采用以中国设备为主建设的生产线已经有140余条，中国的市场份额已接近50%，中材国际工程公司已经成为国际市场占有率最高的企业。

中国水泥工业“十一五”取得了辉煌的成就，全面完成了规划目标，其中最突出的是全行业基本完成了技术结构调整的任务。其主要标志是：一是新型干法窑的比重突破了80%；二是达到经济规模即4000t/d以上新型干法生产线的熟料产能突破50%；三是主要技术经济指标步入国际先进行列。

据联合国有关组织和CSI的统计数据显示，我国水泥产业的能耗等技术指标已位列世界水泥业的第三或第四，碳排放强度好于全球平均水平。

十二五”水泥产业发展展望

在认真总结“十一五”水泥产业取得巨大成就的同时，我们也必须清醒地看到水泥产业在发展中存在的问题，主要反映为水泥产能增长过快，一些区域产能过剩问题突出；产业结构调整任务仍然艰巨；产业生产集中度不高，大集团、大企业的实力和竞争力仍需进一步加强；水泥产业的节能减排的任务繁重、潜力巨大；水泥产业的国际化战略有待加强；水泥企业的运行和精细化管理水平尚有较大提升空间，企业社会责任意识不强；水泥技术和装备的科研开发工作缺乏自主创新的能力等。针对这些存在的问题，我们需要在科学发展观的指导下，把握国际、国内宏观经济发展趋势和要求，结合水泥产业自身发展规律特点，理清发展思路，坚持科学发展、可持续发展，不断提高科技和创新水平，真正使我国由水泥生产大国走向水泥产业强国。

未来5年我国仍处在可以大有作为的重要战略机遇期，水泥产业作为重要的原材料产业，应当以调整优化结构、促进产业升级为主线，以加大节能减排工作为重点，以自主创新、科技进步为动力，积极支持企业实施“走出去”战略，全面提升水泥产业的核心竞争力，为把水泥产业建成现代原材料加工和制品业奠定基础。

1、调整优化产业结构。我们要在过去工作的基础上，更加注重优化产业结构，淘汰落后产能，提高产品的实物质量，增强产业配套能力，要从过去重视量的增长转变到要更加重视质的提高。这里所指的“量”和“质”既包括水泥产品，同时也包含水泥企业的数量和企业竞争力。“十二五”期间，随着工业化、城镇化的深入，我国经济仍将保持平稳较快发展，GDP仍会增长，只是增速会有所趋缓。作为经济发展主要驱动力的固定资产投资的增长速度，虽然随着国家促进消费、拉动内需政策的实施会有所下降，但固定资产投资的增长量仍会很大。因此，水泥的需求量仍然会增加。如何满足水泥需求量的增长？目前我国水泥产能已有23亿吨，我们应当在控制产能总量的前提下，加大淘汰落后产能的力度，充分发挥现有产能的利用率，而不要重复走过度扩大产能总量的老路，特别是在一些水泥产能已经严重过剩的地区，更要严格控制产能总量。当然，我们也应当控制一个合理的产业产能利用率。通过淘汰落后产能和发展新型干法水泥，力争到2015年年末新型干法水泥生产能力占总生产能力的90%以上。

在水泥产品结构上，要努力提高产品的实物质量，延长建筑物、构筑物的使用寿命。通过与建设业的合作，切实提高我国运用在建筑物、构筑物中混凝土的标号，增加高标号水泥的用量，从而减少水泥产品用量和石灰石资源的消耗。要注重特种水泥的开发研究，增加特种水泥的品种和应用。努力探索开发研制非钙硅系列的新型胶凝材料，满足经济社会发展的多方面特殊要求。

在企业结构上，要合理引导企业兼并重组，通过市场竞争显示大企业的竞争优势，进一步提高水泥产业的生产集中度。力争到2015年年末，位列前10家的水泥产量达到总量的35%以上。

2、加大节能减排工作力度。面对日益强化的资源环境压力，必须增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，健全激励和约束机制，开发和运用节能环保的新技术、新产品、新装备，使水泥产业向低碳化、环保化、清洁化方向转变，为建设“两型社会”做贡献。一是要进一步降低水泥产品综合能耗。虽然我国一些设备先进、运行管理水平高、单条生产线规模大的企业单位水泥产品的综合能耗已经接近或相当于国际先进水平，但是我国还有占全国新型干法水泥产能30%的中小型或在上世纪八九十年代早期设计建设的新型干法生产线，它们的技术和装备水平已经落后，单位水泥产品的综合能耗和排放指标均与国内先进水平有较大差距，必须在市场竞争环境中加以改造提升或淘汰。另外，我国现有的大中型新型干法水泥生产线单位水泥产品综合能耗和排放指标与国际先进水平仍有一定差距，应当通过节能环保改造和精细管理，努力挖掘节能潜力，提高环保质量。二是要进一步开展余热和资源的综合利用。要在水泥工业自身降低一次能源消耗的基础上大力推广水泥窑余热发电技术，进一步改进余热发电的工艺流程，提高装备水平和发电效率，增加水泥烧成工艺和余热发电操作的协调性和稳定性。在“十二五”期间，力争有条件的生产线都装配余热发电装置新建的生产线要做到水泥生产线与余热发电装置同时设计、同时建设。要大力开展低品位矿石原料和燃料的合理利用，提高原燃材料的利用率，以节约资源和降低生产成本。要继续利用水泥工艺特点开展资源的综合利用，消纳其他工业的废弃物作为水泥的原料和混合材，为发展循环经济做贡献。三是要大力推广水泥窑处置和利用工业废弃物及生活垃圾作为替代燃料技术。经过近10年的研究、探索和工业实践，我们对这项技术的工艺、装备和运行操作有了突破和提高，应当在“十二五”期间根据各地的具体情况，积极而稳妥地加以推广。政府应当根据我国情况，制订在采取应用工业废弃物和生活垃圾作为水泥窑替代燃料时的水泥熟料质量标准、水泥窑废气排放标准。为支持企业推广和运用这项技术，政府需要制定“谁排放、谁付费，谁处置、谁收费”的具体政策措施，这样可以调动处置企业的积极性，在完成社会责任和提高环境效益的同时，企业本身也能取得应有的经济补偿，同时政府在税收、信贷等方面给予必要的优惠，支持企业应用这项技术。“十二五”期间的重点应放在对大中城市污水处理厂污泥和城市生活垃圾的处置和利用及对工业危险废弃物的处置上，以解环境保护工作的燃眉之急和难题，为我国环保事业做出积极贡献。四是要着眼于未来愈加严格的环保要求和排放标准，开展相应的研究开发工作，加强对水泥窑废气中氮氧化物成分的控制，减少氮氧化物的排放量。这需要进一步改进窑头和分解炉燃烧器的结构，优化分解炉的型式和构造，以达到煤粉的充分燃烧和氮氧化物的减少。对水泥厂粉尘排放总量的控制，无论是有组织排放还是无组织排放，都要严格控制，加强绿化、美化，营造清洁优美的生产环境。要特别注意矿山开采后的地貌恢复工作，有条件的可以做好植树造林恢复生态工程。水泥工业是二氧化碳排放大户，二氧化碳既是一种温室气体，同时也是重要的化工原料。我们应当对二氧化碳的储存和应用进行研究和探索，为减少温室气体排放、提高应对气候变化能力对作好准备。

3、加快推进水泥产业国际化战略步伐。根据党中央关于“十二五”规划的建议中有关加快实施“走出去”战略的总体要求，水泥产业应当在过去取得成绩的基础上，全面推进国际化战略步伐。虽然我国不少水泥企业在国际市场（水泥产品出口、劳务服务和工程承包等方面）取得显著成绩，但还没有形成真正意义上的国际跨国企业，这是因为我国大企业集团的资本组成、经营收入、人力资源、管理团队、技术来源等方面还没有真正形成国际化。因此，在经济全球化步伐加快的时候，水泥产业应当从战略高度调整发展思路，充分利用“两种资源、两个市场”，按照市场导向和企业自主决策的原则，有序到境外投资合作。要充分利用我国外汇储备充裕的条件，在金融机构的支持下，发挥我国水泥技术装备先进实用、性能优越、价格合理等优势，采取独资、合资、参股、收购等方式，积极参与国际水泥产业的竞争。为推进水泥产业国际化战略的实施，企业要加快适应“走出去”战略所需人才的培养，做好海外投资环境研究，强化投资项目的科学评估，加强项目管理，履行好企业的社会责任，努力实现“本土化”，以及投资方和企业所在地的互利双赢。为提高投资效益，减少投资风险，政府要加强宏观指导和服务，完善政府有关部门的统筹协调，制定相应的优惠政策，支持企业“走出去”战略的实施。

4、延长水泥产业链，扩大发展空间。水泥只是一种建筑材料的半成品，是制备混凝土的重要成分之一，在建筑物、构筑物的混凝土中发挥胶凝材料的作用。要想提高建筑物、构筑物的质量，延长建筑物、构筑物的使用寿命，除了提高水泥产品的质量外，还必须关注应用在混凝土中骨料的质量和性能，从而提高混凝土的质量和性能。当前我国预拌混凝土产业发展迅速，大多是由建筑施工企业兴办或由一些中小企业投资兴办。其中混凝土的骨料（石料和砂子），大多向地方上采购，其质量还难以保证。不少建筑工程因混凝土质量问题，造成建筑物、构筑物出现问题或使用寿命减少，因此，水泥产业应当向水泥产业的下游混凝土产业发展。

随着水泥预制构件在建筑物和构筑物的广泛采用，水泥制品的应用空间越来越广，水泥产业应当逐步由半成品生产向制成品产业扩充，逐步形成矿山开采—水泥生产—混凝土制备和水泥制品的较为完整的生产链，真正实现建筑材料产业与建筑业的充分融合。

我国的水泥产业中，除了上述主产业链外，还包括研究、设计、装备制造、施工安装、物流运输等业务，它们都是围绕主产业链来开展和拓宽业务的，这些业务也应当根据市场需求来单独扩展市场。

这里特别指出的是，由于水泥生产工艺的特点，其在处置和利用工业、生活废弃物方面具有独特优势。在未来的发展中，水泥企业有可能成为环保产业的重要组成部分。

5、大力提高自主创新能力。要实现上述发展思路，必须推动水泥产业发展向主要依靠科技进步、劳动者素质提高和管理创新转变，其核心是自主创新能力的培养和提高。

近年来，我们通过工作实践和激烈的市场竞争，已经认识到自主创新的重要性。但认真总结起来，我们会发现在自主创新能力方面，形势仍不能盲目乐观。我们对自主创新的重要性强调得多，要达到创新目标任务布置得多，但对如何通过培养和提高创新能力、达到创新的目标研究得少，对创新人材、创新思维、创新方法、创新环境、创新工具等方面所组成的创新体系还缺乏系统的研究和改进。因此导致自主创新能力不足，多为跟随国外的步子走，缺乏

超越式或原始创新；个别技术和产品的性能改进多，系统技术的创新少；科研成果理论水平高，但转化为生产力和商品的难度大、时间长等现象。要改变这种现状，必须把如何进行自主创新作为一个系统来研究，切实在一些薄弱环节上加以改进，才能取得实实在在的效果。

水泥产业要在未来10年科学发展、可持续发展，必须以科技创新为强大动力，着力培养和提高自主创新能力，为创新型人才营造“创新生态环境”，提供个人成长发展空间。要在创新思维、创新方法、创新工具方面有所突破，要在产、学、研合作的机制、体制上有所改进，为科技成果尽快转化为生产力、提升产业竞争力做出贡献。

综上所述，“十一五”期间我国水泥产业既取得了巨大成就，同时也面临资源能源消耗大、环境负荷重、全球气候变化和产能过剩等诸多挑战。在“十二五”乃至今后10年，我国水泥产业必须坚持以科学发展观为指导，以加快转变发展方式为主线，以科技进步和创新为支撑，优化调整产业结构，大力推进节能减排工作，加快水泥产业国际化战略步伐，延长水泥产业链扩展发展空间，提高自主创新能力，从而实现水泥产业的科学发展、可持续发展。

水泥产业是基础原材料产业，是国民经济和社会发展不可缺少的重要产业，在赋予其科学发展、可持续发展的内涵后，必将是大有作为的产业，拥有无限美好的未来。

第三篇：水泥工业发展态势、政策与若干思考修改稿

水泥工业发展态势、政策与若干思考

湖南省建材行业管理办公室 丁美荣

一、现状

1.2010年全国水泥产量18.8亿吨，增长13.8%，新增2亿多吨，产能新增4亿多吨，60家生产能力在500万吨以上企业集团熟料产量己占总产量的一半以上，前20位企业熟料产量占45％。2010年湖南省水泥产量8701万吨，比上年增长13.58％。需要说明的是：行业协会及有关专家建议统计熟料产能作为水泥产能。

‚十一五‛以来，湖南省水泥产量由2005年的3571万吨提高到2010年的8701万吨，年均增速达到18.6%，高于同期全国水泥产量的增长速度11.4%，2010全省水泥产量占全国水泥总产量的4.71%,居全国第九位。

‚十一五‛以来，湖南省水泥产业结构调整取得了很大成效。截止2011年9月底，湖南省已投产的新型干法水泥生产线55条，新型干法熟料产能由2005年的555万吨迅速提高至2010年的5650万吨，行业技术结构、组织结构、区域布局得到优化。

2.湖南省目前水泥生产企业316家，其中新型干法企业42家，生产水泥4600万吨；水泥粉磨企业49家，生产水泥近1400万吨；机立窑 1 及其他窑型生产企业225家，生产水泥2700万吨。2010年全省新型干法水泥熟料产量比重已提高到65.6%, 据不完全统计全省新型干法水泥产量约占总产量的69％。

3.国内几大水泥集团均在我省投资建厂，已投产的新型干法水泥生产线55条，其中海螺集团5家(双峰、石门、临湘、新化、祁阳)7条日产5000吨生产线，2条（安化、江华）日产5000吨在建。中国建材所属南方水泥集团拥有成员企业有21家共计有5条日产5000吨、12条日产2500吨生产线，安仁南方、古丈、益阳万鑫、祁东南方4条正在建设，另有4家粉磨站。中材集团3家（株洲、湘谭、常德）计2条日产5000吨、1条日产2500生产线。华新水泥有3家（株洲、郴州、道县）2条日产5000吨生产线、1条冷水江5000吨线在建，另有岳阳、湘谭2家粉磨站。怀化金大地3条日产2500生产线,长沙印山2条日产2500吨，临澧冀东水泥1条日产5000吨生产线,武岗云峰1条日产2500生产线, 1条日产5000吨在建；郴州良田二条日产2500生产线,长沙河田、永州骄杨、湘西天源各有一条日产2500生产线，衡阳金山一条日产2500生产线，1条日产2500吨在建。石门特种、怀化华中、益阳东方、永州莲花、张家界巨日、怀化湘维共有9条日产1200-2000吨干法生产线。此外还有涟源国产、嘉禾南岭、衡东红狮、攸县远大、龙山成美5个在建项目。另有4个己规划立项的新型干法水泥项目，合计水泥产能2240万吨。在建项目和规划项目若能建成投产，2015年全省新型干法水泥生产能力将达1.15亿吨。

二、水泥工业发展趋势

1.发展目标与发展思路

2015年全国规模以上企业工业增加值年均增长10％，协同处臵及低温余热发电生产线增加10％，42.5级以上水泥消费比例力争50％，单位工业增加值二氧化碳排放降低17％，氮氧化物、二氧化硫排放量降低10％及8％，散装率65％。2015年全省水泥工业发展目标：新型干法水泥生产能力11500万吨；实现工业总产值400亿元，工业增加值120亿元。

十二五水泥工业发展思路：以结构调整、节能降耗减排、资源及废弃物综合利用为重点，严格控制总量，加快淘汰落后生产工艺。积极推广应用先进技术，提高新型干法线生产技术和精细管理水平，大力发展循环经济，走资源节约、环境友好、可持续发展的道路。鼓励水泥企业利用水泥窑协同处臵工业废弃物、污泥和城市生活垃圾，提高资源及废渣综合利用水平；积极推进清洁生产技术，加大粉尘治理力度。

近年来我国水泥企业集团化进程十分强劲，2009年我国10大水泥集团生产集中度已经提高到24.1%，水泥企业集团化将继续成为‚十二五‛期间的发展趋势。

2.生产装备大型化

随着我国新型干法水泥生产技术、装备的成熟，以及国家产业政策的导向，4000t/d级、5000t/d级规模生产线已经成为建设的主流规模，而在少数资源丰富且运输条件具备的地区，还会发展少数日产万吨级熟料的水泥生产线。

3.预计五年后新型干法水泥将达90％

新型干法水泥生产技术进入成熟期，投资水平下降，技术优势、质 3 量优势、规模效益显著，新型干法水泥企业的市场竞争力很强。预计到2015年，我国新型干法水泥比重将达到90%左右。部分偏远山区、中西部部分县市少量综合技术水平较高的机立窑也有一定竞争力，将同时并在，大量没有新型干法熟料生产线的县镇将以粉磨站加工的方式，满足本地水泥市场的需求。

4.生态化、低碳化趋势

全国乃至我省水泥工业产能己过剩，不可能有大的发展。生态化水泥生产技术是当今水泥工业的发展方向，其基本特征是：从资源可持续利用的战略观点出发，利用水泥生产的特点，发展环境负荷减少型和环境共存型水泥，减少对自然资源消耗，增加对工业废弃物的利用和消纳城市垃圾，同时尽量减少生产过程中二氧化碳并综合利用（碳捕获、碳储存和利用）。污染物的排放要求日趋严格，将强制达到国家标准要求，未来几年国家很可能征收碳排放税。提高资源和废渣的利用率，做到水泥生产与环境共容，使水泥工业成为资源节约型和环境友好型产业。水泥工业利用了大量工业废渣，据不完全统计，水泥工业消纳了全社会排放的70％固体废弃物。但消纳城市垃圾、污泥等废弃物在我国刚刚起步，未来这一成果将会受到高度重视和进一步推广，并将改变外界对水泥工业的看法，成为环境友好型产业。

5．水泥消费拐点的时间即将接近

传统的水泥等产业面临资源成本、劳动力成本、环保减排三重压力。2009年美国水泥产量为7200万吨，日本为4000万吨（预计明年将下降到3000万吨）。我国水泥产量2009年16.5亿吨，2010年预计将达18.8亿吨，湖南2009年7661万吨, 2010年达8701万吨。而我国与日 4 本的GDP相当，我国2009年GDP335353亿元，2010年GDP396000亿元，美国GDP约为我国的3-4倍。与美国差距还很大，人均GDP及收入与发达国家差距更大。

我国人均水泥消费量却远远超过发达国家高峰时期即70年代700-800Kg的人均年消耗量。国外的发展实践表明：人均累计消耗量达到15吨及人均年消耗量700-800Kg即是高峰期，随后需求下降，我国许多省市己达到15吨。我国水均水泥消耗量高，大规模建设和经济高速发展是主要因素，但使用不科学、不合理，我国经济体制、法律、政策不够健全、地方领导短期行为严重、大量浪费以及科学发展观、长远、节约、减排观念淡薄也是一定原因。

据权威专家预测，我国未来六七年仍是大规模建设阶段，处于高峰期，并达到拐点，水泥消费拐点的时间会很快接近。多数专家预测消费拐点将提前到2017年左右。高峰期过后，传统建材产品产量将下降。水泥等产品由于产能过剩，不会有新的更大的发展空间。

珠三角、长三角地区的工业化己基本实现，工业投资虽保持一定增长，但增速将大幅减少，加工业的增长己到顶点，对GDP的贡献率呈下降趋势，高新技术、文化、第三产业投资将大幅增加，万元固定资产投资中的水泥用量将大幅下降。但东、中、西部差异较大，中西部水泥消费量未来几年还将保持一定增长。

从一般规律分析，发达国家实际情况也证明，水泥需求将在拐点之后迅速下降，并且下降速度非常快，日本、韩国、台湾、欧美国家高位 5 人均年水泥消费量0.7-1吨。

6.水泥企业发展混凝土、集料及建筑制品产业是战略方向之一 水泥企业进军下游产业、延伸产业链，介入混凝土、预拌砂浆、建筑骨料及建筑制品等产业是实现可持续发展的必然选择，也是稳定提高企业经济和竞争能力战略选择，水泥企业拥有许多明显优势条件、资源。纵观国际上大型水泥公司，很难找到只做水泥不做混凝土的。我国水泥工业技术结构调整即将完成，新型干法比例占绝大部分，已成为产能过剩产业，预计末来几年产能过剩还会加剧，水泥企业产业结构调整的战略方向之一是向预拌混凝土、集料及建筑制品产业发展。

由于不同工程项目对混凝土性能和施工要求往往是个性化的，为适应混凝土产业的应用需求，必须重视人才，分区域建立集料供应基地，利用在主要原材料（水泥）方面的竞争优势，配合完善的质量保证体系，向用户提供性能稳定、质量可靠的混凝土集料或水泥建筑制品。水泥与混凝土产业一体化发展，将成为水泥工业可持续发展的重要模式。

水泥生产企业可根据资本和资金情况，确定具体的商务模式和进入方式，如新建还是兼并，是独资或合资，运输是否外包，成套生产装备是否按揭等。发展混凝土产业必须走规模化、技术高起点之路，合理布局，集群式发展，运输半径15公里以内，根据城市和工程建设规划合理布点。

三、若干思考

1、建筑业发展方向

建筑业将朝着部品化、绿色（节能）化、智能化的方向发展 1）建筑部品化：即建筑工业化道路（住宅产业化），房屋建设由现场建造向工厂化制造转变, 绝大部分产品通过工厂制造，建筑施工作业转向现场安装为主。

今后的商品房将会以精装修房为主，国家、住建部己经或将出台政策、规范。据报道，万科二、三年后将全部提供精装修房，装修、设施将提供个性化选择，万科有一个很大的团队，研究制定住宅标准体系、部件开发供应，并作为其核心竞争力(王石语)，以推进住宅产业化，提高其市场竞争能力，并且说万科的建筑景观可以抄，但这个抄不了。

2）绿色（节能）化：实现建筑物全生命周期对环境负荷最低化、最大限度提高资源利用效率、建设节能建筑、构建优良的室内外环境，与自然和诣相处、有利人体健康。

3）建筑智能化：建筑技术与信息技术、计算机技术、网络、自动控制技术等有机相结合，远大公司今年在长沙建设的一栋15层方舟宾馆，全部部件由工厂生产，现场组装，属于干土作业，而非传统的湿作业，93％都在工厂生产，运到工地只需拼装，只用六天时间建成封顶，远大定义为可持续建筑。充分体现绿色、环保、节能，介绍一个功能：室内空气每小时换气一次，7 新风经静电除尘后引入室内。远大在湘阴占地2000亩的建筑工厂己开工建设，将对我省乃至全国住宅产业化起很大的推动、示范作用。

大力发展加工制品业、建筑构件业, 实现由原材料生产为主向加工制品生产为主转变。重点发展建筑件、多功能节能墙体、节能建筑门、窗、屋面系统产品。发展加工制品业要确立大建材的发展理念，按照以我为主、兼容其它、综合集成的发展思路，实现由原材料供应商向工程问题整体/系统解决方案提供商转变。

2.混凝土存在的主要问题与建议 1)主要问题

我国混凝土质量比发达国家差，主要原因是骨料的质量，如我国砂石存在的含泥量过高、无级配可言、粒形差的问题严重，骨料质量首先不是强度，重要的是使用级配和粒形良好的骨料可以制备最小用水量的拌和物。其主要原因：没有把骨料作为一种产业来对待，砂石标准形同虚设，石料中泥块等软颗粒含量、砂子中含泥量都大大超标，粒形很差，无级配可言，也造成用水量很大，严重影响混凝土的体积稳定性和耐久性。此外，混凝土质量和检测责任不明，方法不当，生产控制条件薄弱，乱掺外加剂，施工队伍素质差，野蛮施工，混凝土结构施工方法尤其在施工养护方面不当，也是重要原因。

2)稳定提高混凝土质量和产业健康发展的几点建议

(1）建立相应的骨料产业或基地，水泥企业有条件优势，骨料占混凝土体积的70％以上，骨料的品质是决定混凝土质量的关健参数，骨料 8 生产企业最好添臵细碎设备，以增加5-10mm颗粒，减少空隙率；生产机制(人工)砂，以保证砼质量及稳定性。

(2）重视水泥品质的稳定性，水泥温度较高易引起混凝土用水量大幅增加，严重影响新拌及硬化后的性能，应采取措施降低出厂水泥温度。

(3）重视混凝土用水量的控制，除混凝土组分外，加水设施及控制条件对用水量影响十分显著，经调研和检测，混凝土用水量波动在15-30Kg/m甚至更大，而用水量对混凝土性能的影响往往超过水泥品质波动带来的影响。

(4）高度重视水泥、外加剂与矿物掺合料的相容性。

(5）重视环境条件变化的影响，浇注温度受环境影响显著，进而对混凝土各项性能有非常重要的影响，必须根据浇筑条件的变化如降温时应及时调整配合比尤其是外加剂掺量，否则可能酿成事故。

(6）高性能混凝土（HPC）：高抗渗性(高耐久性)、高体积稳定性(低干缩、低温度形变和高弹性模量)、适当的高抗压强度、良好的施工性。

3.新型干法窑应用高硫煤、高碱原料（废渣）生产技术及烟煤短缺地区新型干法窑燃煤选用方案

水泥工业产能已过剩，布局己基本完成。资源及废弃物的综合利用、提高技术水平是水泥工业的发展方向、热点，也是水泥工业的亮点。

提岀以下几个问题与同行交流、探讨：

1）按过去观点及技术要求，新型干法窑难以使用带热值的原 料，如煤矸石、石煤等。资源综合利用免税要求水泥原料中废渣掺量要 9 达30％以上，按水泥产品计要达41％-42％以上，干法窑企业要达到免税要求，生料配料特别是硅铝质原料中要使用废渣替代，否则，难以达到要求。尽管部分煤矸石、石煤等含热量废渣成分比较适合，但企业碍于传统观点不敢选用，但心窑系统特别是收尘器出问题。事实上近年来部分新型干法窑厂开始使用这类废渣。因此，总结、探讨新型干法窑使用带热值原料生产技术，避免出现大的危及窑系统、收尘器运转的安全事故，进一步提高技术水平和使用效果，是水泥工作者值得关注的课题。2）提高新型干法窑适应性的工艺技术也值得进一步研究、总结和优化。目前仍有不少干法厂燃煤中全硫控刹小于0.5％，部分企业控制少于1.0或1.5％，对原料中碱及硫碱比都提出了苛刻要求。据有关权威单位预测，十五年后我国对国外能源的依存度将达75％，煤炭等能源只会涨价，供求矛盾只会加剧。因此，加快劣质煤及劣质原料在新型干法窑的应用技术研究开发，显得十分迫切，意义及价值重大。事实上，目前有个别企业使用全硫达6％-7％的燃煤，生料及原料中碱、硫碱比可以放到多少？对干法企业选用原料及成本有很大影响。使用高硫、高碱煤及废渣原料，应采用哪些应用技术及措施？在工艺等方面应作那些改进、优化，操作和管理方面应采取那些措施？也值得研究、探讨。

3）南方及烟煤短缺地区新型干法窑燃煤选用方案与相关技术 燃煤质量如挥发分、灰分、热值对新型干法窑熟料产质量及综合效益的影响，并进行深入研究分折。某日产2500的生产线尽管使用4500大卡、挥发份约7％的燃煤，但其熟料生产PC32.5水泥只能掺加约26％ 10 左右的矿渣、炉渣。又如，尽管新型干法采用无烟煤煅烧技术没有问题，但部分企业反映使用挥发份3％左右的无烟煤综合效果不太理想，现在普遍采用烟煤、无烟煤的混合煤方案。为提高综合经济效益，如何根据两种煤的差价及灰份、挥发份、硫含量确定搭配比例，以达到技术上可行，经济上合理，并相应在工艺、技术、管理、操作采取那些措施。目前每千卡煤进厂价格己达170-190元/吨，我省己投入运行的有12个大型火电厂，今后还将陆续建设火电厂，每年所需要的大量烟煤均从外省调进，煤炭资源紧张时，从外省调煤己成为全省各级部门的重要工作，也是头疼的大事。但目前我省新型干法企业使用的烟煤绝大部分从外省购入，因此，南方地区新型干法窑混合煤方案对企业生产经营、效益非常重要，煤质相关指标对供应采购难易程度带来很大影响，等等。也是水泥工作者应引起高度重视且亟待研究解决的难题。

4．水泥品质要求、高性能水泥及混凝土外加剂的研究与应用 1）同品种水泥粉磨站混合材掺量普遍新型干法厂高，很多大厂认为粉磨站定位低、强度低，这个看法不全面。许多粉磨站是分别粉磨工艺，粉磨站由于市场、成本、熟料供应等巨大压力，在优化粉磨工艺及颗粒级配做了大量的开发应用工作，如我省衡阳海雁、邵阳鸿基、雁城韶峰、湘乡建成、湘谭恒宇、潭州等。据作者了解的情况，目前为止, 湖南的大厂还没有一家是采用分别粉磨工艺，很值得我们反思、总结。

2）混凝土的最大特点是使用了有机、无机添加材料及低于0.5的水胶化，有机、无机添加材料是现代混凝土的必需组分。

高效减水剂的使用已经能够用现行标准的32.5强度等级的水泥配制出C60的混凝土。30年前的水泥标准中最高强度的水泥为500号，强度用的水灰比约为0.36，这种水泥相当于现在的32.5强度等级的水泥。

3）目前加外加剂的混凝土拌和物其流变性能的问题非常突出和复杂，水泥厂和工程用户纠份、诉讼很多。

4）把混凝土所用的低需水量、低水化热、低收缩、按混凝土规律检测高强度的胶凝材料，由水泥企业生产，并在水泥厂掺入各种外加剂、掺合料应当是发展的方向，水泥厂办搅拌站是水泥混凝土集约化生产的趋势。

5）高性能水泥与传统的通用水泥的本质区别，主要是从流变性能的需要进行各组分的选择、颗粒级配和配比优化。相同施工性能时选用最低的水胶比，并在得到高流动性的同时不离析、不泌水，有良好的可泵性和填充性。

6）分别粉磨是实现水泥分组分最佳颗粒分布、提高水泥性能的有效途近，优选、活化、超细混合材也非常重要

7)分别粉磨对强度的提高作用说明：对混合材过于强调其活性，即化学反应能力是不够全面的，混合材料的填充效应对水泥强度的贡献不容忽视，有时甚至超过活性效应。

5．研究开发低活性工业废渣作水泥混合材及混凝土掺合料 1）目前不少水泥企业特别是粉磨站离不开矿渣、矿粉

以湖南为例，2015年水泥产能将达1.1亿吨，将需要活性混合材及 掺合料4000多万吨，而目前全省矿渣和粉煤灰等优质混合材资源合计不超过1100万吨，混合材资源短缺将是我省乃至我国水泥工业发展的瓶颈和突出问题。

2）水泥产业自身发展及两型社会、政策要求，都迫切要求水泥企业开辟新的活性混合材，加快低活性废渣资源的开发改性研究。我省对煤矸石、选矿废渣如锰渣的活化改性尤为重要。

3）技术路线：工业废渣通过煅烧等热处理达到活化改性，机械和化学改性，分别粉磨，化学添加剂的应用。

4）废渣改性产业化应用技术很值得水泥工作者研究、探讨。要求工艺简化，低投资。我省在选矿锰渣、煤矸石改性技术等方面，作了一些研究开发工作，并推广应用到部分水泥企业，取得了较好效果。

6.水泥工业面临节能减排、低碳发展的巨大压力及紧迫任务 再讲严重都绝不为过，绝不是危言耸听，水泥行业绝不可能回避。1）严竣现实：2009年我国占全球经济的6%-7%，却消耗了世界17.7%的能源，耗煤29亿吨，占世界的31%。我国CO2排放量约82亿吨,位居世界第一，占全球CO2排放总量320亿吨的25.6%。我国仅水泥工业年排放CO2约13.5亿吨，约占全国排放总量的16%，占全国工业企业的CO2排放的26-30％。建材工业能源消耗总量2.5亿吨标准煤，占全国能源消耗总量的7.33%；水泥工业能源消耗总量占建材工业能源消耗总量71.77%，建材企业排放粉尘530万吨，占全国工业企业的30%。

2009年建材工业增加值6532亿元,占国内GDP1.95%，湖南建材增加 13 值约230-267亿元，产值932亿元, 水泥增加值约73亿元，能源、排放、污染那幺大，与贡献比例严重不协调，也就难以持续。

2）中国政府己承诺：到2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-50%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的统计、监测、考核办法。

3）目前全球已有四个交易所从事碳金融交易，2008年碳排放市场交易规模达1263亿美元，据权威预计全球碳交易市场2020年将达35000亿美元。

4）发展低碳经济将对传统的世界经济结构形成强有力的冲击，并必将引发全球及我国经济、产业、科技等领域的一场深刻革命，带来许多新的机会和挑战。作为碳排放量很大的水泥工业（也是单位排放最高的产品），将面临刻不容缓、非常繁重的任务和巨大的挑战，未来必将发生深刻变化。

科学家己得出结论：温室气体已经严重威胁到了人类的生存权，气侯变暖将对地球产生灾难性后果，如冰川融化、海平面上升、众多沿海城市被淹没、干旱洪涝濒发、湿地和湖泊干枯、土地沙漠化等自然灾害加剧。《联合国气候变化框架公约》、《京都协议书》以及正在谈判的新一轮全球协议，所确定的减排目标、责任、措施，减排指标预计很快落到实处，去年的哥本哈根会议各国总统总理都去了，紧接着2010年12月在墨西哥坎昆召开全球会议，协商各国减排目标及责任。解振华目前介绍，会更多地利用市场机制和经济手段来实现碳排放强度降低的目标,现 14 在已经在天津、北京、上海和一些地方，探索开展碳交易，在‘十二五’期间我们可能会走得快一些。

5）控制温室气体CO2排放，水泥工业将面临巨大压力。水泥是高碳产品，如何应对CO2减排的压力和责任，是水泥工业非常紧迫的任务和战略课题，提出了更高的要求。可以说，节能减排、低碳发展问题己关系到未来水泥行业生存与发展。全球碳排放交易价值不低，前几年每吨10几美元，目前国内水泥价格约300多人民帀，由于价值低，减排的责任就越大，当然涨价的压力也就大了。

7．水泥工业减排CO2技术

1）降低水泥生产的能耗，如矿化剂、助燃剂、流化床水泥窑糸统、分别粉磨、工艺及参数优化。

2）水泥生产中替代燃料和生物质燃料的开发利用

国外研究开发的技术路线是：以太阳能为动力循环利用水泥厂废气生化制藻技术, 藻类生物成熟后，经脱水、烘干即可直接作为燃料使用，无需深加工。

主要以藻类生物质为载体，以太阳能为动力循环利用烟道气中的相关技术，国外进行了大量的研究开发，工业化试验完成，但是针对火电厂烟气的。利用水泥厂烟道气养殖藻类生物，烘干即可直接作为燃料使用，无需深加工，相比生物质柴油等目标产品，其生产成本要低廉许多，利用水泥生产过程的废气，生产生物质能源，既可减少排放量，又可缓解水泥工业对化石能源的依赖。水泥厂烟气比火电厂浓度更高，水泥和生 15 化制藻技术可形成闭路循环生产系统，发达国家投巨资开展此项研究，有望很快在技术和成本控制方面取得突破，开始工业化应用。

3）确保水泥质量前提下，减少水泥中熟料用量

4）低CO2水泥如硫铝酸盐水泥、高贝利特水泥、地聚水泥(碱硅酸钠激发矿渣、粉煤灰等生产的水泥)、采用轻烧氧化镁，与粉煤灰加水混合，再通过碳化形成镁建筑制品，十四天强度可达18Pa。

5）碳捕获、碳储存与综合利用

8．标准与企业、行业发展的关系及重要性

建材企业这方面意识较淡薄，建筑产业化过程中，其作用更加明显。1）一流企业卖标准、卖专利，二流企业卖技术、卖服务，三流企业卖产品、卖劳力。

中国已加入世贸组织（WTO），关税壁垒没有了，但WTO有‚贸易技术壁垒协议‛又称‚标准化守则‛即TBT协议, 存在技术壁垒。标准是妥协、协商的产物（投票、民主决定），是技术进步的总结（先进性）。协商就肯定会有矛盾，不同的企业、生产工艺,产品技术水平不一样，其立场也不会相同，不同利益的代表均会施加影响。

国家科技及新兴产业发展三大战略：人才战略、专利战略、标准战略。

2）我国的标准体系和发达国家相比，一是有强制性标准，发达国家没有，二是标准包括水泥类相关标准内容繁、多，不够简洁明了，没有为供需双方提供足够的协商自由度。如硬石膏在很多省市水泥厂使用几 16 十年，通用水泥标准修订时说取消就取消了，到底有多少科学依据？做了多少试验？都没有充分说明。再如有些标准不涉及实物质量的条款过细、过严，这又往往成为某些部门查处、刁难水泥企业的借口。

3）掌握标准话语权，提升企业竞争力,标准就是市场、就是生产力、就是效益，谁在标准制订方面有话语权，谁就掌握了制高点, 就可取得高额垄断利润，企业参与、主导标准，就可增加话语权。

4）高水平的标准是产品质量好、性能佳的综合体现，没有高水平的标准就没有高质量的产品，创新产品、填补空白的产品的一个重要步骤，就是制订科学、适用经济合理的标准，并强化生产、工装过程的标推化管理。

5）企业制订或参与制订标准时，要突岀本企业产品的优势、特色和强项，新产品形成一定规模，就应争取上升到行业标准或国家标准。涉及安全、卫生、环保等产品，要积级争取制订强制性标准，企业为使新产品扩大市场份额，要争取国家、有关部门制订法规、规章、规程时，引用本企业标准或相关行业、国家标准。此外，企业应高度重视并积极参加相关专业标准化委员会的工作、活动。

四、近二年涉及水泥政策的文件、标准及相关讨论

1.有关水泥产业政策文件（略）2.2010年发布的水泥相关标准（略）

3.今年发布的标准

1）水运工程混凝土施工规范（代替JTJ/T 274-98）2）混凝土用粒化高炉磷渣粉（新）

3）水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料（新）4）回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（新）5）建筑工程冬期施工规程（新）6）建筑用砌筑和抹灰干混砂浆（新）

7）水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法（新）8）水泥窑协同处臵工业废弃物设计规范（新）JH 9）房屋建筑和市政基础设施工程质量检测技术管理规范（新）10)地下防水工程质量验收规范（代替GB 50208-2002）（新）11)拔出法检测混凝土强度技术规程（代替CECS 69：94）（新）12)乡村建筑外墙无机保温砂浆应用技术规程（新）13）《大体积混凝土施工规范》实施指南（新）

14）《回弹法检测混凝土抗压强度》应用技术手册依据JGJ/T 23-2011编写

15）预拌混凝土质量管理体系（新）

国家正在制定《循环经济统计指标建设》、《水泥工业污染防治技术政策》、《水泥工业污染防治最佳可行技术指南》、《低碳水泥认定标准》等法规及标准

4.发改委、经信委有关工业项目计划及国家、省科技计划

1）工信部、省经信委

战略性新型产业引导资金、中小企业发展资金、技术改造资金、节能量财政奖励资金，按每吨奖励，清洁生产专项资金、能源合同管理项目补助资金、新能源、国家重大科技成果（发明专利）转化项目、重大产业关键技术、技术创新计划、新产品开发计划。

2）国家、省发改委

投资、工业、环资司（处）都有涉及工业项目的财政补助、贴息或奖励计划、节能量财政奖励资金。产业化前期攻关计划、高新技术产业化计划、重点实验室、技术创新能力建设专项计划（企业技术中心专项）。

3）科技部门（科技部、省科技厅）的科技计划

主要包括：基础研究计划、国家科技支撑计划、高技术研究发展计划、产学研合作开发计划、科技基础条件平台建设、政策引导类计划等。

4）科技奖励

省级行业这条渠道仍在运行、畅通，通过行办向省科技奖励办可推荐省级各项科技奖励，如发明奖、科技进步奖、自然科学奖等，而且指标、限额要宽松一些，较通过地方上报的获奖的机会应该高一些。向行业协会、硅酸盐学会可推荐技术革新奖、科学技术奖，通过地方及行业最后可申报国家级奖励。

经委这块有技术创新奖，凡通过省经委签定的新产品奖励5万－10万元，评为省级技术中心奖50万元。

5）合同能源管理

合同能源管理（Energy Performance Contracting，简称EPC）是70年代在在西方发达国家开始发展起来的一种基于市场运作的全新的节能新机制。合同能源管理不是推销产品或技术，而是推销一种减少能源成本的财务管理方法。专业能源技术有限公司的经营机制是一种节能投资服务管理。合同能源管理是专业能源服务机构通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括：能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式。

合同能源管理项目特点（略）6）固定资产投资项目节能评估

节能评估是指对固定资产投资项目用能的科学性、合理性进行分析和评估，提出提高能源利用效率、降低能源消耗的对策和措施，为项目决策提供科学依据。

5.产业政策有关内容解读、讨论

1)新建粉磨站规模要求年产能达60万吨以上，单线规模达30万吨以上。Φ3.0-3.2m管磨不配辊压机其年产能约30-40万吨，配辊压机可达60万吨，Φ4.2m磨机配辊压机年产可达100万吨以上，新建粉磨站建议采用Φ3.2m及以上磨机，2）支持企业通过技术改造淘汰落后产能

国发“2010”7号文件明确规定：充分发挥科技对产业升级的支撑作 20 用，支持符合国家产业政策和规划布局的企业，运用高新技术和先进适用技术，以质量品种、节能降耗、环境保护、改善装备、安全生产等为重点，对落后产能进行改造。十一五水泥专项规划及前几年很多相关文件、政策都明确鼓励、支持有条件立窑水泥厂改造成粉磨站。

中国水泥协会副会长、秘书长孔祥忠观点：所谓仰制产能过剩，是指新增熟料产能，新建、改造水泥粉磨站并非新增水泥产能，只是增加水泥粉磨能力。对生产线进行节能减排、提高产品质量的技术改造项目，是允许的，也没必要报有关部门核准、备案。江浙一带日产1000吨，甚至2000吨生产线有被市场淘汰的，这充分说明，淘汰落后产能主要靠市场。并且指出，淘汰落后产能可以不必具体规定窑的规格，只要下达淘汰落后产能的指标就行了，不然你就得对指定淘汰规格有一个说法。应相信地方政府在完成淘汰落后产能时会首先淘汰那些规模小的生产线。淘汰落后产能用量的概念比具体规格好，在边远、落后地区淘汰落后的速度会慢一些。

3)部分产业政策、文件出自多个部门，有些要求极不一致，也不连续，甚至很不严肃，朝令夕改，有些要求甚至冲突。如去年国务院7号文件提出2012年淘汰窑径3m以下机立窑，2010年十月十三日工信部发布的第122号公告，规定2012年淘汰3.0米以下机立窑。工信部2010年十月二十日发布的工信部原“2010”564号‚关于进一步做好淘汰水泥落后产能工作的通知‛明确规定：对近年来经地方主管部门批准已经实施立窑技术改造且环保、能耗、质量等方面都达标的立窑企业，在符合 21 当地水泥工业发展规划和节能减排总体要求的情况下，允许其继续生产，对不符合要求的要制定淘汰计划。并且要求对已实施立窑技术改造的项目进行清查, 对拟实施改造的立窑企业从严控制。还明确对不属于国发2010年7号文规定淘汰范围的机立窑生产线，要支持企业采用先进技术进行改造。但发改委今年三月二十七日发布的产业结构调整指导目录却写成淘汰3米及以上机立窑。涉及如此重大的问题，如此极不严肃，相关的企业及地方听谁的？如何执行呢？等等。

4）建议有关部门制订文件、政策特别是产业技术政策时，要依法并且要符国际通行的准则，如只能订出对产品质量的指标和环保、节能指标要求，但不能指明要求特定工艺、选用特定规格产品。否则就涉嫌利益输送及保护，国内制定标准在这方面做的较好。现在一些文件指定特定的工艺及规格产品，严格地讲是违犯法律。再者，作为我国比较独特的部门文件，其执行范围、方式也值得商讨。

第四篇：工业节能规划严格要求水泥等高耗能行业节能发展

工业节能规划严格要求水泥等高耗能行业节能发展近日，工业和信息化部发布《工业节能“十二五”规划》。《规划》提出，要加快淘汰落后产能，减少高耗能行业的需求，到“十二五”结束年争取步入高附加值的新兴战略性产业发展道路。

统计数据显示，钢铁、建材、石化、化工和电力等这些高耗能行业的能源消耗量占全社会能耗将近77%左右。很大部分原因就是产业结构调整进展缓慢，高耗能项目增长过快，行业间和企业间发展不平衡，企业技术创新能力不强，总而言之，这都是目前这些行业所存在的问题。

事实上，一个企业解决高耗能问题除了跟企业经营方式有关，最大的原因则与企业落后的生产方式分不开。去年对水泥行业落后产能的淘汰是工信部对严肃处理高耗能产业所下发的第一张政策条令，而水泥行业以其特殊的工业地位也成为国家实施绿色发展所燃烧的第一把火。这种情况下，水泥行业不得不对生产方式进行调整，更多的是在生产设备上狠下功夫。

据了解，通过水泥企业选购的设备已经占据了整个行业设备总需求的大半部分，尤其是作为水泥生产的前端破碎设备更是在科技上要求十分严格，目前大型化、绿色化破碎设备成为水泥企业在选购中优先考虑的标准。截止到目前，我国知名的水泥粉碎设备生产商郑州鼎盛所研发的大型单段反击式破碎机和石灰石专用破碎机逐渐成为市场上的首选，原因就在于其生产的破碎机在节能降耗的基础上又能提高生产效率，尤其是反击式破碎机更是以产能优势成为国内第一、世界第二的新型高产量碎石设备。

产业结构调整的重点任务就是要严格控制高耗能、低水平项目重复建设和产能过剩行业的盲目发展。在此次淘汰落后产能的政策形势下，最有效的方法还是通过淘汰落后生产能力的企业以及关闭小的生产能力的方法来实现，因此，加快设备的更新换代，提高生产效率是当前高耗能产业的主要突破手段，将经济效益和环境效益相结合才是解决浪费污染的最佳途径。

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第五篇：水泥工业用耐火材料技术

1我国新型干法水泥生产技术的现状及发展新型干法水泥生产技术的问世与发展，为水泥生产线大幅度提高产量和降低能耗提供了技术保障。1970年，我国就开始了对新型干法水泥生产技术的研究，几乎与德国和日本在同一个时期起步。在研究、引进、消化国外先进技术的基础上，我国先后建成了一批700～4000ffd不同规模的现代化水泥生产线，为新型干法水泥工艺技术和装备的国产化奠定了坚实的物质基础。20世纪年代中期，我国天津、南京、成都、合肥四大水泥工业设计院对新型干法水泥生产技术展开了“优化设计、低投资、国产化”工作。1993年，吉林双阳水泥厂2000ffd水泥熟料生产线建成投产，投产后很快实现达标达产，标志着我国自主开发的预分解窑技术已经成熟。20世纪初，技术水平更高的5000ffd熟料生产线又开发成功，掀起了我国新型干法水泥生产线的建设新高潮，新建生产线一般都能在很短的调试期后达标、达产。到目前为止，我国已实现了4000～6000t／d熟料新型干法水泥生产线成套装备基本自给，规模生产线的装备国产化率达到90％，装备的性能也达到了国际先进水平。其中海螺建成的4条日产万吨生产线已经成功投产运行多年。2008年末，我国已经建成投产的新型干法窑934条，熟料产能达7．8亿吨，新型干法水泥占到了总产量的62％。2008年已经开工建设但尚未投产的还有近100条生产线，到2009年末预计新型干法窑的熟料产能接近9亿吨。2000～2500L／d和4000～5000t／'d预分解窑目前是我国新型干法水泥生产线的主流窑型。2008年我国2000～2500∥d生产线323条，生产能力占总产能的31．61％；4000～5000L／d生产线221条，生产能力占总产能的43．5％；6000～6500ffd生产线14条，生产能力占总产能的3．49％；7200L／d以上生产线6条，生产能力占总产能的2．26％；·1·

Null 700～1800t／d的小型新型干法生产线345条，生产能力占总产能的近16％。1．1新型干法水泥生产技术的现状新型干法水泥生产技术代表着当今世界水泥生产的潮流，其生产能力已达到世界水泥生产能力的60％以上。20世纪80～90年代中期，我国引进一批3000t／d、4000t／d生产线，与此同时，进行国产化4000t／d生产线装备的开发。冀东二线国产化4000t／d生产线的成功运用，不但降低了工程投资，而且为更大规模的国产大型化装备的开发积累了经验。20世纪90年代以来，一些大型化生产线相继在国内建成投产。如山东大宇7200t／d熟料生产线及华新5000t／d、京阳5500t／d生产线。这些生产线以其生产稳定、产品质量好、运行成本低，在国际、国内的产品市场占有了一定的份额，并显示出强劲的市场竞争力。这些生产线的投产和稳定运行，标志着我国水泥装备现代化、大型化技术已成熟。1．1．1原料均化技术新型干法水泥生产产品质量得以保证的关键是原料均?1．1．1原料均化技术新型干法水泥生产产品质量得以保证的关键是原料均化技术的应用。已投入应用的技术装备如下：(1)矿山设计采用矿化模型系统(CQMS)。以此制定的搭配开采方案保证了所开采的矿石中的主要成分的稳定性，同时也为低品位矿石的有效利用创造了条件。(2)原料预均化技术已在我国得到广泛应用，其工艺与设备13益发展和完善；预均化效果不断提高；堆、取料各个环节实现了自动控制；减小了原料的短期和长期波动；堆场占地面积逐渐减小；节约了大量天然资源和能源等。开发出的圆形、长形原料预均化堆场，可根据建设条件灵活运用，设置具有良好均化效果的原燃料预均化堆场。国内已具备提供满足不同生产规模的预均化堆场技术装备的条件(圆形堆场直径可达1lOm；矩形堆场跨度．2．

Null 达50m，可满足2000～10000t／d级规模生产线的需要)。(3)配置计量精确的块状和粉状物料计量装置，并通过质量控制系统及时调整各种原料的喂料比例，确保出磨生料和水泥的合格率。(4)生料均化技术由间歇式空气搅拌库逐步发展到投资省、操作简单、电耗低的连续式均化库。采用高均化效果、低耗电和高卸空率的生料均化库(H值达8以上，电耗约0．25kW-h／t，卸空率大于98％)，确保人窑生料的合格率。1．1．2预分解窑节能煅烧工艺和技术装备(1)成功研发出具有自主知识产权的新型高效、低阻、低NO。的预分解系统，主要技术指标达到国际先进水平，全面提升了中国新型干法水泥熟料烧成系统的国产化、大型化技术水平。通过系统实验研究，开发了系统压损在4000～4800Pa的高效、低压损的五级旋风预热器系统。目前已投人生产运行的有2000t／d、2500t／d的单系列和2500t／d、3200t／d、5000t／d的双系列。同时，预热器内筒、锁风阀、耐火衬料等的改进确保了熟料煅烧系统的可靠性和热耗的降低。(2)通过对各种燃煤(包括无烟煤、低热值煤和含高硫煤等)的燃烧特性及在窑炉工况条件下的燃烧机理研究和工业实验，开发出实用可靠的适合于燃料特性的煅烧技术和装备，为资源的综合利用和降低运行成本创造了条件。该项技术目前已得到推广。(3)为满足不同规模生产线建设的需要，开发设计了回转窑系列产品，包括二支承和三支承的回转窑，其中三支承窑的最大规格为4,5．0mX74m，可满足5000～6000t／d规模生产线的需要。(4)在吸收国外先进技术的基础上，中国已自行开发出了第三代控制流篦式冷却机。采用空气梁供风、高阻力篦床、入料均匀分配、厚料层、脉冲分风及合理的配风等新技术，已广泛地用在13产700～5000t／d熟料生产线上。解决了厚层篦式冷却机冷风不易均匀透过料层的技术难点，冷风和高温熟料进行激烈的换·2·

Null 热：一方面有利于熟料快速冷却；另一方面提高了二次、三次风温度，篦式冷却机的热效率已提高至74％以上，且运转率大幅度提高。开发并推广了第三代TC系列空气梁熟料篦式冷却机。该技术使熟料冷却风量下降至1．6～1．8m3／kg熟料，热回收效率提高到74％以上，设备可靠性确保了烧成系统的运转率在90％以上。(5)开发了可适应不同性能材料(包括无烟煤)燃烧的燃烧器系列，一次风量降至10％以下，具有对燃料适应能力强、调节灵活、有利于保护窑皮及延长衬料使用周期等显著优点。燃烧器的发展趋势是紧跟当今世界工业发展的两大主题——节能和环保，主要体现在：一次风量小，可烧劣质燃料，耐磨损、耐变形，低NO。排放。国内已开发应用了三风道、四风道的多通道煤粉燃烧器，以及燃烧两种以上燃料的五风道的多通道燃烧器。(6)不带补燃炉的纯低温余热发电技术已取得突破，并已在多家水泥厂应用。水泥窑纯低温余热发电，完全利用水泥熟料生产过程中产生的废气余热作为热源，整个热力系统不燃烧任何一次能源，可有效地减少水泥生产过程中的能源消耗，具有显著的节能效果。同时，废气通过余热锅炉降低了排放的温度，还可有效地减轻水泥生产对环境的热污染，具有显著的环保效果。1．1．3节能粉碎粉磨技术与装备(1)粉碎技术与装备。原料的单段破碎工艺具有破碎比大、物料不易堵塞、维修方便、电耗低、工艺流程简单等优点。经过多年的努力，目前已开发出台时产量从80～1800t／d的不同形式的石灰石单段破碎机，并已投入运行。适合于黏性物料破碎的齿辊式破碎机的最大产量已达350～400t／d；破碎高磨蚀性和难破碎性物料的破碎工艺和技术装备也已成熟，可满足工程建设需要。(2)原料烘干粉磨系统。根据原料的易磨性、磨蚀性和烘干的不同要求，分别开发了管磨、辊磨系统。1)带组合式高效选粉机的钢球墨系统(管磨系统)对原料的易磨性和磨蚀性的适应性较广，运行可靠。新近开发的TLS型组·d．

Null 合式高效选粉机因其分离效率高、产品细度调节灵活、结构紧凑等优势，使系统产量提高，电耗降低，同时简化了流程，降低了基建投资。新近开发的管磨机采用了双滑履支撑，配用了先进的边缘滑动装置。其规格已能满足3000t／d和5000t／d级生产线的要求。2)辊式磨系统。在原料适合的前提下，与管磨机相比，辊式磨具有流程简单、节电和烘干能力强等优点。近年来，随着材料工业和机械加工工业的发展，科研设计和装备制造单位在消化吸收国际先进技术的基础上开发出国产化的新一代辊式磨(改善磨辊结构，加快磨盘转速，采用先进可靠的液压装置，提高磨辊压力，配置高效选粉机，采用外循环设计)，使磨机的可靠性和易损件使用寿命得以保证(在正常原料条件下辊套和衬板的寿命可达一年半以上)，节电效果进一步提高。生料制备已由过去球磨机为主逐步发展为高效率的立式磨为主，生料制备电耗明显降低。目前，国内已具备提供满足5000t／d级以下规模水泥生产线的生料和煤粉制备用的辊式磨系列产品的条件(对于5000t／d级的原料磨需引进部分关键部件)。(3)水泥粉磨系统：1)管磨闭路系统。由高效笼型选粉机、高效布袋收尘器和管磨机组成的水泥粉磨系统，被认为是高新技术对传统流程进行改造的最好实例之一。系统按生产ISO标准水泥产品的要求进行配置，管磨机采用了双滑履支撑，并配用了先进的边缘转动装置；第三代笼型高效选粉机的选粉效率在80％以上；高效布袋收尘器确保在进口含尘达8009／m3的条件下净化气体含尘小于50mg／m3。系统在运转可靠的前提下，实现了高产低耗。目前已投入运行的系统能力为40～lOOt／h(以P042．5计)。2)辊压机系统。辊压机作为预粉磨或半终粉磨过程的主机装备，其技术可靠性和节电优势已为广大用户所认知和接受。与管磨系统相比其粉磨电耗可降低25％。近年来，国产辊压机解决了机体振动、辊磨面损大、寿命．5·

Null 短、自控不协调、液压系统调节不灵活等技术问题，并已形成系列，最大规模能满足半终粉磨系统160t／h产量的配套要求。随着挤压粉磨系统工艺与设备的不断完善、不断大型化，已经形成以辊压机为中心、各种新型设备组合成为优势互补的多种粉磨新工艺，如预粉磨系统、混合粉磨系统、联合粉磨系统、半终粉磨系统等。其技术水平达到了20世纪90年代末期的国际先进水平。挤压粉磨系统已成为水泥粉磨的首选方案，在全国普遍推广应用，最大规格已能满足与5000t／d熟料新型干法水泥生产线配套。3)钢球磨机大型化及其匹配设备的优化改进和提高，不仅提高了单机生产能力，满足了水泥生产线单线规模不断扩大的需求，而且有效提高了粉磨效率。4)在球磨机开流粉磨水泥的系统中，采用微型研磨体的高细高产磨得到广泛推广。高细高产磨技术在磨机仓位设计、磨内筛分、研磨体配比等方面已形成了自己的特色，开辟了广泛的应用市场。在水泥、超细矿渣、超细粉煤灰等生产中，这种开流粉磨系统已经可以达到或接近闭路系统的效果，而投资和运行成本则可以大幅度降低。5)采用新型耐磨材料，改善磨机部件材质，不断提高磨机综合效率和使用寿命。1．1．4自动控制技术新型干法水泥生产工艺线整个流程有近1000台电动机和阀门，数百台机械设备以及上千个开关量，数百个模拟量测点和数十个调节回路。为保证稳定运行和优良的产品质量，需要通过自动控制来完成。近年来，我国广泛采用国际上先进的计算机控制技术、通信技术和图形显示技术，采用分散控制、集中管理的集散型控制系统(DOS)，并开发运用了工厂生产管理信息系统(PMIS)，实现了系统的可靠、安全和实用的目标。·6-Null 1．1．5环境保护新型干法水泥生产过程作为几乎无污染和生态友好的实践，近年来受到了社会的普遍关注。作为传统水泥生产的主要污染源(粉尘、废水和废气)已得到系统的治理：粉尘排放远低于国家标准允许的排放限度；废水实现了零排放；有害气体(NO；)的排放也得到了有效的控制。水泥工作者们经过长期不懈努力，研制出的环境保护工艺与设备已完全能够满足粉尘以及SO：、NO。达标排放。如：北京水泥厂的2000t,／d熟料新型干法水泥生产线，被国家环保总局确定为“环保教育基地”，国外一家杂志社载文称之为“生态友好型水泥厂”。都江堰拉法基水泥厂的4000t／d熟料新型干法水泥生产线，全厂85个粉尘排放点粉尘排放浓度全部低于20mg／m3，达到了欧洲标准。新型干法水泥生产在最大限度利用工业废渣作为原燃料的同时，在利用工业和生活垃圾等方面具有极大的发展前景。回转窑焚烧可燃废弃物和有毒有害物、工业及生活污泥的研究已取得很大进展，其技术已在几家水泥厂应用，北京水泥厂的焚烧有毒有害废弃物示范工程已经完成。1．1．62500t／d和5000t／d级生产线2500t／d和5000t／d级生产线技术装备基本配置见表1—1。表1-12500t／d和5000t／d级生产线技术装备基本配置┏━━┳━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃┃┃┃2500t／d生产线┃5000t／'d生产线┃┃序┃车间┃主机┃┃┃┃┃┃┣━━━━━━━━┳━━━━━┳━━╋━━━━━━━━┳━━━━━┳━━┫┃┃┃┃┃能力┃数┃┃能力┃数┃┃号┃名称┃名称┃性能指标┃┃┃性能指标┃┃┃┃┃┃┃┃／t．h一1┃量┃┃／t-h一1┃量┃┣━━╋━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━╋━━╋━━━━━━━━╋━━━━━╋━━┫┃┃石灰┃┃进料量：<1．5m3┃┃┃进料量：<1．5m3┃┃┃┃1┃石破┃锤式┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃破碎机┃出料粒度：<10％┃500┃1┃出料粒度：<10％┃700┃1┃┃┃碎┃┃廊0mm┃┃┃R70mm┃┃┃┗━━┻━━━┻━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━┻━━┻━━━━━━━━┻━━━━━┻━━┛·7·

Null 续表1—1┏━━┳━━━┳━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃┃┃┃2500t／d生产线┃5000t／d生产线┃┃┃┃┣━━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━╋━━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━┫┃序┃车间┃主机┃┃能力┃数┃┃能力┃数┃┃号┃名称┃名称┃性能指标┃┃┃性能指标┃┃┃┃┃┃┃┃／t·h一1┃量┃┃／t．h一1┃量┃┣━━╋━━━╋━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━┫┃┃窑尾┃┃┃┃┃┃┃┃┃9┃废气┃电收尘┃380000m3／h┃┃1┃620000m3／h┃┃1┃┃┃处理┃┃┃┃┃┃┃┃┣━━╋━━━╋━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━┫┃┃┃辊压机┃辊压机TRPl40／100┃┃1┃辊压机TRPl40／100┃┃2┃┃┃水泥┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┣━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━┫┃10┃┃┃管磨：钟．2m×lOm┃┃┃管磨：4,4．2m×lOm┃┃┃┃┃粉磨┃水泥磨┃┃120┃1┃┃120┃2┃┃┃┃┃比表面积：340m2／kg┃┃┃比表面积：340m2／kg┃┃┃┗━━┻━━━┻━━━━━┻━━━━━━━━━━━┻━━━━━┻━━┻━━━━━━━━━━━┻━━━━━┻━━┛1．2新型干法水泥生产技术的发展方向“十一五”规划明确提出：全面落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会；大力发展循环经济，加强资源综合利用，全面推行清洁生产，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式；加大环境保护力度，降低污染物排放，切实保护好自然生态。为此，中央提出了“十一五”期间国内生产总值单位能耗降低20％左右，主要污染物排放总量减少10％的约束性指标。因此，认真贯彻落实科学发展观，充分合理利用资源，最大限度地降低资源能源消耗，减少污染物排放，满足与社会协调发展的生态要求，尽快实现走新型工业化的目标，推动水泥行业实现可持续发展是摆在水泥从业者面前的重要课题和历史任务。水泥工业是产量大、能耗高的工业。2006年中国水泥产量为12．4亿t，约消耗能源1．5亿t(标煤)，占全国能源消费总量的7％左右。当然能耗高的原因，大量落后生产工艺的存在是关键。中国目前还有一半左右的水泥是由国际上业已淘汰的立窑等生产的，其单位能耗比新型干法每吨水泥要高约30。35kg(标煤)。历史造成的结构矛盾，需要加快调整步伐。就新型干法本身来说，我们和世界先进水平相比，单位熟料热耗高250．8kJ／kg(60kcal／kg)左右，单位水泥电耗高lOkW·h／t左右，相当于全年·0．

Null 多消耗420万吨标煤和62亿度电。这一数字也相当可观。就技术装备的差距来说，主要体现在粉磨和烧成两大领域。粉磨领域发展的现状和趋向是料床终粉磨代替了传统的球磨，其代表是立式辊磨，从而大幅度的节电。目前世界上出现了不少无球磨的水泥工厂。烧成领域发展的现状和趋向是：以无漏料新型篦式冷却机、二档短窑、低NO。型分解炉和6级高效预热器系统的新技术代替了原有的系统，达到了进一步大幅度节能、生产稳定可靠、提高对原燃料适应性的效果。为此，必须加强工程技术的研究，加强工艺技术、信息化建设和重大装备的开发和创新，加速水泥生产生态化装备技术的开发，加强企业管理和人才培养，不断推行优化设计。今后的主要研究课题如下：(1)运用CFD高新技术(即计算流体动力学)于新型干法水泥技术研究领域中，如燃烧、分解、预热、烘干、煅烧、冷却、两相流输送、分离、分级、破碎、粉磨、选粉等。并借此技术对新型干法水泥生产技术进行优化、创新开发以及综合性能评估、问题诊断等。(2)加强原料均化技术的研究，进一步扩大低品位原料和工业废渣的应用。进一步强化从原料矿山开采到原料粉磨前均化的措施和手段，减少磨后生料的均化和储存的投资。(3)进一步提高预热预分解系统的技术性能，对于5000t／d及以上规模的烧成系统，使熟料热耗降至2926kJ／kg(700kcal／kg)，并进一步降低电耗，开发高性能回转窑和新一代熟料冷却机等关键设备。(4)加快利用新型干法窑处置城市混合型废弃物技术及装备的研究和开发。充分发挥和扩展水泥工业对其他工业产生的废渣、废料、有毒有害废弃物以及城市生活垃圾等利用降解的环保功能，发展循环经济。由于现代水泥工业具有独特的利废功能，可以协助全社会利用和消纳各种废料、废渣和城市生活垃圾等，促进循环经济。1)水泥工业可以消纳的废弃物种类很多，适应范围广：固体、液体或膏体的；块状的或散状的，一般的、危险性的或·】0·

Null 有毒的废弃物等，各种废弃物都可以在水泥窑或预分解炉内燃烧殆尽；2)按照各种废弃物的性能特点，可以分别用作水泥工业的混合材，替代原料或替代燃料，使之物尽其用；3)水泥工业对废料的消纳量很大，因为水泥窑本身的生产量就很高；4)在消纳回收利用废弃物的同时不会影响到水泥和混凝土的正常性能与质量，不会影响水泥生产操作的正常运行，水泥窑对各种废物有很强的适应能力；5)因为水泥窑内温度高(1600'：C)，热容量大，热惯性稳固持久，各种有害物质在高温区内的停留时间长(5～15s)，所以均能被彻底分解烧尽，窑尾废气中不含二n恶英等，确保环境安全；6)废料燃烧后的残渣，如果其中含有某些重金属等有害物质，这些残渣也都全部固熔在水泥熟料矿物的晶格之中，在水泥混凝土中不能再逸出或析出，不会造成二次污染，没有隐患，环保安全；7)可以利用全国已有的600多台2000t／d以上的新型干法水泥窑，添置少量的废物预处理设施，即发挥其既生产水泥又妥善利用和消纳废物的双重功能，远比新建废物填埋场或焚烧厂更经济更安全。发达国家利用废弃物生产生态水泥已有成熟的经验。在日本40多家水泥企业中，50％以上处理各种废弃物。在欧洲水泥生产者联合会所属的水泥厂中，每年焚烧100万吨有害废物。美国的大部分水泥厂都利用废料煅烧水泥，技术成熟，应用普遍。人们已经认识到，水泥回转窑在处理有毒危险废弃物方面比焚烧炉更有优越性，主要是利用可燃性废弃物(包括固态、液态、气态)代替部分或大部分燃煤和燃油煅烧水泥，既处理了废料，又节约了能源。所以充分发掘和扩展水泥工业其特有的环境保护功能，真正把水泥工业建设成绿色环境保护、可持续发展的产业，发展循环经济是我国水泥工业的发展方向。(5)加大力度进行生料辊式磨系统以及用于水泥预粉磨、终粉磨的辊压机和辊式磨系统的开发和推广应用，使水泥综合电耗降至90kW·h／t以下(以P042．5计)。加速超细粉磨装备技术的开发，最大限度地利用高炉炉渣、粉煤灰等工业废渣用作水泥混合材。-1】-Null(6)加强对工艺装备过程控制智能化及优化控制软件的研究开发，最大限度地提高生产线的质量和产量，降低能耗，提高设备运转率。进一步提高网络技术在生产系统自动化的应用及优化工艺过程企业管理中的应用。(7)研究开发效率更高的除尘装备和降低NO。、SO：、CO：等有害气体的工艺措施和技术装备。(8)加大对预热器、篦式冷却机废气余热发电技术的开发，使废热回收发电量达到35kW·h／t熟料以上，减少CO：排放，发展循环经济，在节能减排上做出应有的贡献。(9)进一步做好个性化设计，力求以最低的投资、最小的资源消耗和最低的生产成本，最大限度地满足市场的需求。(10)随着一批大型新型干法水泥生产线的建设，我们需要花大力气研究开发设备的材料和制造加工问题。现实告诉我们，大型生产线国产化的难点还在于一些大型机械设备的制造加工和材料加工上，这是一个瓶颈，不容忽视。开展装备专用材料的应用研究，以提高装备的性能，如高性能的耐磨金属材料、金属陶瓷材料、耐火材料和隔热材料等。(11)针对劳动生产率不高的现状，要加大技术装备的开发和应用，如物料储存输送、水泥成品包装、袋装及散装发运等。世界水泥技术的发展趋势是以节省资源、节约能源和环境保护为中心，进行清洁生产和高效集约化生产，加强水泥生态化技术和设备的研究、开发，逐步减少天然资源和天然能源的消耗，最大限度地减少环境污染，最大限度地接收、消纳工业废弃物和城市生活垃圾等，使水泥工业达到与环境友好、和谐、共存。新型干法水泥生产技术代表着当今世界水泥生产的潮流，发展新型干法水泥是实现中国水泥工业现代化的必由之路。虽然中国先进的新型干法水泥生产线与国际先进水平已经相当接近，但从整体来看，还存在较大差距。为了使中国新型干法水泥生产工艺与设备的主要技术经济指标逐步赶上甚至超过国际先进水平，同时在环境保护和生态建设方面逐步达到国际先进水平，我们还需要不懈努力。．12·

Null 1．3新型干法水泥生产线工艺流程新型干法水泥生产线工艺过程与其他生产方法相比基本上是相同的。它包括原燃料进厂、原燃料破粉碎、生料制备、熟料煅烧、水泥制成及发运等。典型的新型干法水泥生产线工艺流程如图1-1所示。图1-1典型的新型干法水泥生产线工艺流程·13·

Null 2新型干法水泥生产线的窑炉系统新型干法水泥生产技术是20世纪50年代发展起来的新技术。日本、德国等发达国家以悬浮预热和预分解为核心的新型干法水泥熟料生产装备已达95％以上。我国于1976年投产第一台悬浮预热器及预分解窑，发展至今已经形成了设计、制造、配套、施工的完整装备体系，基本实现了设备国产化。2008年中国水泥产量为13．9亿吨，其中新型干法水泥约8．6亿吨，水泥综合能耗为138kg(标煤)，年消耗能源1．88亿吨(标煤)。新型干法水泥生产是公认的低能耗生产技术，比传统回转窑和立窑每吨水泥平均低约30～35kg(标煤)。但在我国，目前国际上普遍采用的新型干法生产工艺的产量仅占62％，节能的任务繁重。而就新干法技术装备本身来说，我国与国际最先进水平还有一定差距。水泥熟料烧成系统是水泥生产过程的中心环节，也是大量消耗燃料的工序。一方面，因为硅酸盐水泥主要由熟料所组成，熟料的煅烧过程直接决定水泥的产量和质量、燃料与衬料的消耗以及窑的安全运转。另一方面，水泥工业是消耗能源较多的产业，而在水泥生产中，熟料煅烧要占全部能耗的80％左右，因此了解并研究熟料的煅烧过程是非常必要的。新型干法水泥生产线的窑炉系统，是熟料燃烧过程发生的主要场所，研究它们的结构特点对降低能耗、提高生产效率和产品质量都有很大的意义。图2．1为五级预热窑外分解窑窑炉系统工艺流程与技术参数示意图。新型干法水泥生产线的窑炉系统，主要由预热和预分解、回转窑煅烧以及水泥熟料冷却三大系统构成。预热预分解系统主要完成水泥生料的预热和石灰质原料的预分解过程，水泥熟料的烧成及其冷却过程分别发生在回转窑煅烧和水泥熟料冷却系统·14·

Null 分解率图2-1窑外分解窑(五级预热器)工艺流程与技术参数(日产3300t／d熟料，耗热3000kJ／kg熟料)1一分解炉(燃料60％)；2～回转窑(燃料40％)；3一冷却机；4一冷却机三次风人分解炉；5一风机；6一各级旋风预热器G一气体量，m2／kg熟料；气一气体温度，℃；■一物料温度，℃；p一负压，mmH20中。窑炉系统中主要发生着燃料的燃烧，物料与空气之间的剧烈的热交换，甚至某些有害元素的挥发和冷凝等过程。针对不同使用条件下的部件，在耐火材料的配置上也存在着显著的差异，要想准确地确定耐火材料的合理配备方案，有必要系统地了解新型干法水泥生产线窑炉系统的构成及各主要部件的热工特点、工作原理及使用条件，为经济有效地完成耐火材料的配置提供支持。2．1悬浮预热器和预分解窑炉窑尾预热器及预分解炉是在传统的回转窑之前增加一个燃烧及热交换环节，一方面对生料进行预热；另一方面可以使其中·15·

Null 的碳酸盐矿物产生约85％的分解率，它们的出现是新型干法生产最有意义的发展。预热器的特点在于高度分散的生料在悬浮状态下进行气固热交换，具有传热迅速、热效率高、单位容积大、热耗低等优点，而预分解炉的出现则大大提高了系统的热效率和窑系统的产量，推动水泥生产过程朝着优质、高效、低耗、符合环保要求和大型化、自动化的方向发展。新型干法水泥生产技术的发展就是悬浮预热器及预分解技术的发展，其第一阶段是20世纪50年代初到70年代初，悬浮预热技术诞生和发展的阶段；第二阶段是20世纪70年代初至今，预分解技术诞生和发展的阶段。可以说预热器及分解炉的发展推动着新型干法水泥生产技术的发展，也是新型干法水泥生产技术发展的重要衡量指标。2．1．1悬浮预热器的发展和工作原理2．1．1．1悬浮预热器的分类悬浮预热技术是指低温粉体物料均匀分散在高温气流之中，在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅速加热升温的技术。悬浮预热器的主要作用是对水泥生料的预热。早期悬浮预热器的种类较多，其分类方法主要有以下三种：(1)按制造厂商分类命名：洪堡型、史密斯型、多波尔型、维达格型、盖波尔型等数种。(2)按热交换工作原理分类：同流热交换为主、逆流热交换为主和混流热交换三种。(3)按预热器组成分类：数级旋风筒组合式、以立筒为主的组合式和旋风筒与立筒(或涡室)混合组合式三种。以上三种分类方法，第一种比较直观，第二、三种虽然着眼角度不同，但密切关联。但是严格地说，各种悬浮预热器都有同流及逆流的热交换效果，都属于混流热交换设备，虽然由数级旋风筒组合的预热器，物料同气流的热交换，主要是在各个旋风筒(包括管道)发生，因此分类中称之为以同流热交换为主的悬浮预热器。以立筒为主组合的预热器，虽然系统中匹配有1～2级旋风·】6·

Null 筒，但旋风筒主要起收尘作用，物料同气流的热交换主要是在立筒内进行，故分类中划为以逆流热交换为主的悬浮预热器。而在旋风筒与立筒(或涡室)混合组成的预热器中，同流及逆流两种热交换方式均起重要作用，故称之为混流热交换型悬浮预热器。2．1．1．2悬浮预热器的发展及典型结构A旋风预热器的发展及主要形式丹麦工程师M．VogelJorgensen于1934年7月25日获得了“用细分散物料喂入回转窑的方法和装置”的专利证书，从此掀开了预热器快速发展的历史。图2-2是四级旋风预热器具有现在最普遍采用的预热器的全部特征。田口图2-2四级旋风预热器示意图20年后，德国Humboldt公司的FMuller在上述专利的基础上改进的第一台洪堡型旋风预热器于1951年投入生产。洪堡型旋风预热器是把生料的预热和部分分解由悬浮预热器来完成，代替了回转窑部分回转筒体的功能，达到了缩短回转窑长度、增大气料接触面积、提高热交换效率和窑系统生产效率的目的。从传统干法窑与一般悬浮预热器窑的比较(图2-3)中可以看出，这样的设计有利于降低熟料的烧成热耗。洪堡型旋风预热器见图2．4，生料由上部I级旋风筒连接风管喂入，喂入量16509／kg熟料。根据对四级旋风预热器的热工研·17·

Null 为15～25m／s。生料在预热器中停留时间大约25s，生料停留时间为它在各级连接风管通过时间及在旋风筒中分离时间之和。在这段时问内，生料粉由50。C预热到800。C，而上升窑废气由1100。C降低到330。C。洪堡型旋风预热器在1951年投入生产后，1952年美国福勒公司第一个购买了洪堡公司的专利，之后日本、法国、印度等国家的制造厂商相继购买了该制造专利。1966年，洪堡公司开发了大产量双系列旋风预热器系统。除了洪堡型旋风预热器之外，还有伯力鸠斯多波尔预热器(图2—5口，该公司习惯从下部开始排列旋风筒级别)、维达格型旋风预热器(图2．56)、米亚格型旋风预热器(图2—5c)、丹麦史密斯公司旋风预热器等形式的旋风预热器。以下几条措施可以有效地保证旋风预热器中下降生料和上升气流热交换的效率：图2．5其他形式旋风预热器。一伯力鸠斯多波尔预热器；6一维达格型旋风预热器；c一米亚格型旋风预热器(1)生料颗粒应尽可能均匀地分散到气流中，使每级连接风管中横断面的热传导状态最好，不希望生料颗粒聚集成股，否则会引起事故。(2)气流在上升连接管道中应产生湍流，才能使气体和生料间产生强烈的混合，这样才能产生理想的热交换状态。·19·

Null(3)尽管在连接风管中气体与生料间热交换时间只要0．1S就足够，但是为了更好地传热给生料，生料在预热器中应有足够的停留时间。(4)各单级旋风筒连续地布置成高效逆流热交换系统，这种情况能产生最好的热交换。(5)在整个预热器系统中，各个进口及出口处要尽量避免积灰，因为积灰会引起内部生料再循环而增加热损，同时积灰会严重降低单级旋风筒的分离效率，增加系统通风阻力。B逆流式立筒悬浮预热器对于旋风预热器的每一级来说，生料和热气流在连接风管及旋风筒中热交换是顺流式，即按分段顺流原理工作，或者有一级是采用逆流的涡流室工作。逆流式立筒悬浮预热器，则几乎各级都是采用逆流热交换的钵，最上一级为从热气流中分离生料采用双旋风筒与连接风管。逆流式立筒悬浮预热器主要有克虏伯一伯力鸠斯公司的克波尔逆流悬浮预热器、原民主德国德骚公司的查波(ZAB)悬浮预热器和捷克的普列洛夫逆流悬浮预热器。C旋风悬浮预热器与逆流式立筒悬浮预热器比较逆流或立筒悬浮预热器由于结构简单，气体通风阻力小，适合含碱、氯、硫高的生料，不容易堵塞，不用设旁路，不存在胀缩连接问题，漏风量小。另外，立筒是自承重结构，因此土建投资费用较小。但是逆流式立筒悬浮预热器具有决定性的热工缺点，生料只能以股状形式由一钵送至另一钵，气料的热交换很差。以致立筒分离生料效率远远低于旋风筒，因此立筒预热器料热交换效率远远低于旋风预热器，在国际市场上，立筒预热器逐渐消失。在吸收国外先进技术及模型试验的基础上，目前，我国悬浮预热器已经走在世界前列。中材国际南京水泥设计研究院开发设计的旋风预热器带分解炉系统具有高效低阻的特点，其操作指标达到国际先进水平。现已开发700～10000t／d等各种规格的预热器系统，并得到广泛使用。近年来，我国天津水泥研究设计院在总结国内外经验的基础·20·

Null 上，研制开发出了六级预热器系统。该系统出预热器废气温度可降低至280。C左右，按五级预热器系统较好的出预热器废气温度310。C考虑，可降低30。C左右，气体量按1．43(标态)In3／(kg·e1)考虑，则降低能耗6410／(kg·e1)。烧成窑尾系统采用六级预热器后，出预热器系统的废气温度已大幅度降低，可以结合采用管道喷水和无增湿塔方案。由于废气温度被降至280。C左右，喷水降温只需100℃左右即可满足废气直接入袋收尘器的要求，大大降低了能耗。天津水泥研究设计院悬浮预热器类型及主要性能指标见表2-1。表2-1天津水泥研究设计院悬浮预热器类型及主要性能指标┏━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┓┃┃700t／d┃1000t／d┃b000t／d┃2000t／d┃2500t／d┃2500t／d┃3000t／d┃4000t／d┃5000t／d┃┃规模┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃(单系列)┃(单系列)┃(单系列)┃(双系列)┃(单系列)┃(双系列)┃(双系列)┃(双系列)┃(双系列)┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━┫┃生产能力／t·d1┃700┃1000┃2000┃2000┃2500┃2500┃3000┃4000┃5000┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━╋━━━━━┫┃分辨率／％┃≥90┃≥92┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━╋━━━━━┫┃一级筒出口温度／℃┃≤340┃≤340┃≤330┃≤330┃≤325┃≤325┃≤325┃≤320┃≤310┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┫┃系统阻力／Pa┃≤4800┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃锁风阀结构形式┃外支承式滚动轴承┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃内筒式结构形式┃钢板焊接，挂片轴承┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┫┃分解炉形式┃TC．nA┃TC．DD┃TDF┃1℃_DD┃TDF┃TDF┃TDF┃TC。D．D┃偈D．1DF┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━┫┃设备总重／t┃147┃141┃239┃265┃339┃324．5┃355┃468┃650．620┃┗━━━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┛2．1．1．3悬浮预热器的工作原理悬浮预热器是构成预分解系统的主要气固反应单元。悬浮预热器充分利用窑尾排出的高温废气或分解炉底部燃烧产生的高温烟气，然后经最下级旋风筒收集入窑，提高系统的热效率，以降低系统热耗，提高熟料产量，是预热器的主要任务。因此，它必须具备使气固两相能充分分散均匀、迅速换热、高效率分离等三个功能。只有具备这三个功能，并且尽力使之高效化，才能最大限度地提高换热效率，为整个生产线的优质、高效、低耗和稳定生产创造条件。构成各种悬浮预热器的热交换单元设备主要有旋．21·

Null 风筒(包括连接管道)及立筒(涡室)两种，所有的悬浮预热器窑都是由这两种热交换单元设备中的一种单独或者混合组成。前面已经介绍了旋风预热器和立筒预热器的发展和主要形式。目前，立筒预热器已经趋于淘汰，预分解窑主要采用旋风预热器作为预热单元装备。‟由旋风筒及其连接管道组成的热交换单元设备，属于化学工业中流化床的一种，即稀相输送床。在每一级热交换单元中，生料颗粒总是从本级旋风筒及下一级旋风筒之间的连接管道的近下一级旋风筒出口处的上升管道区段中加入，并随即被撒料装置分散，首先被气流携带作加速运动，而后进入等速阶段。在加速段，随着生料粉颗粒被加速，气流与颗粒之间相对速度不断减小，对流换热系数也不断减小；在等速阶段，由于气固相相对速度稳定，对流换热系数也基本保持恒定。但无论在加速或者等速阶段，随着热交换的进行，气流和粉粒之间的温差不断减小。研究表明：在稀相输送加热管道中，由于它在加速段的起始区，由于气固两相具有对流系数大、换热面积大和温差大的特点，故换热效率很高。也就是说，在以旋风筒及其连接管道组成的热交换单元中，生料粉与高温气流的换热，主要发生在连接管道中，而在管道中进行的热交换又主要发生在生料颗粒的加速运动段的起始区。至于旋风筒本身在热交换单元中的作用，许多理论研究及实践证明，它的主要任务在于气固分离。采用多级换热单元的主要目的在于提高预热器的热效率。因为从热力学第一定律出发，即使在良好的换热条件下，气固换热总是有一个极限的，单级换热不利于热气流中热焓的有效利用；从热力学第二定律出发，换热温差越大，固有焓损失越大，焓效率越低，只有在理想状态下等温换热才能没有焓损失。因此，开发一个新工艺、新过程，既要从提高换热率及焓效率出发，力求采用具有更多换热单元的预热器系统，减少各级的换热温差；在实际工作中也必须考虑各种具体情况，确定预热器的级数，综合权衡，才能获得最佳的技术经济效益。．22．

Null 2．1．2分解炉的发展和工作原理2．1．2．1分解炉的发展概况预分解(或称窑外分解)技术的特点是在预热器和窑之间增设分解炉，在分解炉中加人占总用量50％～60％的燃料，使燃料燃烧的过程与生料的预热和分解过程，在悬浮状态或沸腾状态下迅速地进行。是指将已经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，进行高速传热过程，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。传统水泥熟料煅烧方法，燃料燃烧及需热量很大的碳酸盐分解过程都是在窑内进行的。预分解技术发明后，熟料煅烧所需的60％左右的燃料转移到分解炉内，并将其燃烧热迅速应用于碳酸盐分解进程，这样不仅减少了窑内燃烧带的热负荷，并且入窑生料的碳酸盐分解率达到95％左右，从而大幅度提高了窑系统的生产效率。20世纪70年代初，日本石川岛重工业公司(Ishikawajima．HarimaHeavyIndustriesCo．Ltd，简称IHI)从水泥熟料煅烧理论出发，认为回转窑烧成带主要靠辐射热进行热交换，其热交换效率比较高，而在温度较低的分解带，使生料悬浮在窑废气中，它们之间热交换更剧烈，热交换效率更高。依据这一理论，1971年日本石川岛公司研制出世界上第一台预分解窑(SF窑)，并在日本水泥公司进行预分解技术实验获得成功。虽然这一阶段分解炉的功能及对中、低质燃料的适应性较差，但是预分解窑与其他各种干法窑型相比所展现出的良好性能，深受用户青睐，发展十分迅速。1973年国际爆发石油危机之后，油源短缺，价格上涨，许多预分解窑被迫以煤代油。原来以石油为燃料研制开发的分解炉难以适应，从而通过总结、改进，各种第二代、第三代的改进型分解炉应运而生。例如N—SF炉、CFF炉、高径比(H／D)增大的MFC炉及N—MFC炉等的出现即为典型代表。在此期间，中国许多科研设计单位在吸取国际各种预分解窑设计和生·23-Null 产经验的基础上，研制成功以煤为燃料的各种类型预分解窑，并且加大了它们的生产规模。20世纪80年代以来，随着生产经验的积累和预分解技术的提高，更为重要的是为了降低综合能耗和生产成本，提高各自的竞争能力，并促进预分解窑的技术发展，分解炉由单纯炉型和结构的改进，发展成为对预分解窑全系统的旋风筒一换热管道一分解炉一回转窑一冷却机(简称筒、管、炉、窑、机)，以及与之配套的耐火、耐热、隔热、耐磨材料的制造技术、自控技术、环保设施等的整体改进开发阶段。中国预分解窑的研制开发工作也是从20世纪70年代开始的，先是以油为燃料，1976年在四平市石岭水泥厂建成第一台SF窑，随后转入以煤为燃料的各种类型预分解窑的研制、开发和建设，迈出了中国当代水泥工业科技进步的步伐。自70年代末期以来，为了加速科技进步，赶超国际先进水平，中国组织了日产4000t熟料大型预分解窑生产线成套装备的引进工作。80年代初期在装备引进的同时又对日产2000t熟料大型预分解窑生产线成套装备开发进行科技攻关、设计、设备制造和建设，建成江西、鲁南、耀县等厂的预分解窑生产线。到目前为止，各个设计研究单位，已经比较熟练地掌握了悬浮预热和预分解技术，各自研制开发了具有中国特色的预分解窑系统。我国天津院开发完成了高效环保型的1vrF形式的分解炉，该装置具有三喷腾和碰顶效应、TTF炉固气停留时间比大，上下料点合理分料，分解炉中部局部温度可达1300oC，可大幅提高煤粉燃烧效果，高温区间设计1．5s，可保证劣质煤及无烟煤的充分燃烧；二通道对称四点喷入喂煤，优化分解炉温度场；开发了燃料分级、分风分级分解炉组织燃烧技术减低NO；排放，确保系统NO，指标<500133．g／(标态)m3。必要时投入研发的SNCR技术在废气中喷氨水进一步降低NO排放，减少大气污染。2．1．2．2典型分解炉结构及工作原理分解炉从结构形式上可以分为筒式、流化床式和烟道式三大．24．

Null 类；按其作用原理又可以分为悬浮和沸腾两种方式，悬浮式按气流运动不同又有各种方式，见表2-2。下面简单介绍几种典型分解炉结构。表2-2几种典型分解炉的分类┏━━━━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━┓┃分类┃气流主要运动方式┃分解炉名称┃生产企业┃┣━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃旋流式┃SF型┃日本石川岛公司┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃(旋风式)┃FCB型┃法国FCB公司┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃喷腾式┃F．LSmitll型┃丹麦史密斯公司┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃Prepol型┃原联邦德国伯力鸠斯公司┃┃┃紊流式┃┃┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃Pyroclon型┃原联邦德国洪堡一维达格公司┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃涡流式┃RSP型┃日本小野田公司┃┃悬浮式┃┃┃┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃N—SF型┃日本石川岛公司┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃C—SF型┃日本石川岛公司┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃复合式┃KSV型┃日本川崎公司┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃(旋流一喷腾式)┃NKSV型┃日本川崎公司┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃D．D型┃El本神户制钢公司┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃UNSP型┃日本宇部公司┃┣━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃MFC型┃日本=募公司┃┃沸腾式┃流态化(浓相至稀相)┃┃┃┃┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃NMFC型┃日本三菱公司┃┗━━━━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━┛A旋流式分解炉旋流式分解炉，又称旋风式分解炉，以sF型为代表。现已发展为NSF(NewSuspensionPreheaterFlashCaleiner)型，它的原理已经发展为旋流一喷腾式分解炉类型。sF分解炉是日本石川岛公司在1971年开发的世界上第一台预分解炉。其结构如图2-6所示。SF分解炉上部是圆柱体，下部呈锥形，在最下部是三次风切向吹入，同下部窑尾排出废气混合，以旋流方式进入分解炉内，3个喷油嘴和c3旋风筒卸出生料人炉喂料口都设在分解炉顶部，因此结构简单，经试验发现喷油嘴设置在炉顶燃料燃烧时问太短，改进后将喷油嘴移到锥体下部，生料入口留在顶部。经多次实验、热工及流体动力学测定才使sF分解炉定型，保证了生料与气流的热交换，炉内温度830～910。C之间，有利于生料分解。但是燃料与生料在SF分解炉中的停留时间过短，只有3～4s时间，-25·

Null 不利于燃料充分燃烧和高温气流与生料混合进行换热，因此开发时只能烧油。1号油嘴—一出口—·一人口生料入口┏━━┳━━━━┓┃羰┃蕊┃┣━━╋━━━━┫┃￥┃止┃┃┃r'-┃┃┣━━━━┫┃┃┃┗━━┻━━━━┛图2-6SF分解炉结构及分解炉内温度分布根据对中国煤燃烧性能的试验结果，以及日本赤穗二厂SF分解炉(图2—6)烧煤粉对生产产生不良结果，公司为冀东水泥厂重新设计了烧煤粉的NSF分解炉(图2．7)，与SF相比，首先，将SF分解炉燃料喷嘴由炉顶移到旋流室顶部，以一定角度向下喷吹，使喷出的煤粉直接喷入三次风中。其次，将SF分解炉炉顶喂·26·

Null 料口下移，c3筒卸出生料通过分料阀分成两部分，一部分喂到出窑的上升烟道内，降低窑尾废气温度，减少烟道结皮。另一部分生料喂人NSF分解炉锥体下部，由于生料喂料口下移及NSF分解炉加高延长了生料在炉内停留时间，有利于气料间热交换，使人窑生料分解率提高到90％以上。最后，取消了原来SF分解炉上升烟道中设置平衡窑内和三次风管内压力的缩口，在烟道内加生料可以消耗气流部分动能，适当控制三次风管进分解炉闸门，同样可以取得窑与分解炉之间的压力平衡。NSF分解炉的缺点在于NSF分解炉是侧面出口，且出口高度大，占有分解炉高度三分之一左右，使炉内产生偏流、短路和形成稀薄生料区，影响炉内气料的热交换。图2-7NSF分解炉系统-27·

Null 日本秩父水泥厂为了克服NSF分解炉的缺点，研制出秩父式SF(C．SF)，其系统示意图见图2-8。为克服NSF侧面出口产生的缺点，c—sF改为顶部涡室出口。为使气料产生喷腾效果，在涡室下面设置缩口，克服了气流偏流和短路现象，各区气流到达C。筒入口路程基本相同，并且通过增设连接管，使生料在分解炉中停留时间增加到15s以上，有利于燃料完全燃烧和加强气流与生料间的热交换，使入窑生料分解率达到90％以上。图2—8C—SF分解炉系统不意图口一原理图；6一系统图我国成都建筑材料工业设计研究院对SF、NSF和、C—SF分解炉炉型进行了分析、反求、试验后，开发了适合于烧劣质煤的CDC分解炉(见图2-9)。CDC分解炉在炉体的圆柱段设置有缩口，通过此缩口来改变料气运行轨迹，加强喷腾效应；同时，将c．sF分解炉出口涡室加高，采用了类似DD分解炉出口的径向出口方法，使得路子顶部出El风上方留有气流迂回空间，增强物料在气流内的返混，达到延长料气停留时间，改善炉内浓度场及温度场分布均匀性，提高熔炉利用率的目的。B涡流燃烧式分解炉涡流燃烧式分解炉是在RSP分解炉中加流化床，可以强化物料的分散，延长物料滞留时间及粗颗粒煤粉的燃烧时间，达到提·28·

Null 的停留时间，一方面可以防止物料沉降，延长物料在流化床上的滞留时间；另一方面可以使未燃尽的大颗粒煤粉进一步燃烧。RSP／F分解炉的分散功能将有利于提高物料的悬浮分散性，提高生料分解率。改造后的RSP／F分解炉还可以有效地缓解C，、c，预热器塌料带来的严重后果。可见，RSP／F分解炉不仅可以使煤粉充分燃烧，改善物料的分散程度，提高分解效率，还具有缓解塌料、预防生产事故的作用。C沸腾式分解炉日本三菱重工、三菱矿业和水泥公司开发MFC(MtsulishiFludizedCalciner)分解炉，它们将化学工业硫化床用于煅烧水泥，于1963年开始试验并于1968年获得MFC设计专利。MFC分解炉结构如图2—10所示。它由一个钢板卷成圆筒体，为了保护简体和减少散热损失，在筒体内镶有隔热砖和耐火砖。在简体下部装有流化床，流化床下部有一个空气室，设有进风口，流态化风机鼓入高压风，通过喷嘴吹向流化层。原始型MFC分解炉(图2-11口)经使用后发现炉底流化床面积很大，通过流化床的最低风速应控制在0．8m／s以上才能使生料形成流化层，造成流化空气和三次空气比高于0．3：0．7。因此，一方面，造成三次空气回收热量减少，造成整个分解窑系统热耗增高；另一方面，由于流化床面积大，很难保持适当和稳定均匀的流化速度，使炉内煅烧条件恶化。改进型MFC分解炉(图2-11b)把流化床面积缩小，采用流化一悬浮叠加原理，延长了物料在炉内滞留时间。生料在炉内分解率达50％～60％后，通过斜烟道进入窑尾上升烟道底部，再利用窑气中过剩氧使燃料继续燃烧，同时使生料分解率提高到90％以上。这就是两步到位的模式。N．MFC型分解炉(图2-11c)是三菱重工在20世纪80年代中期开发的，它进一步增大了分解炉的高径比，将流化床面积减至尽可能小，使流化空气量降至最小。同时，将全部生料喂入炉内，形成稳定流化层。MFC分解炉具有热交换效率高，燃烧稳定，物料停留时间长，·30·

Null ┏━━━━━┳━━━━┓┃雨0X3300┃／炉1┃┃≮一┃／利┃┃04600┃三次┃┃下酬I┃蟊┃┃溜刊┃┃┃裂┃┃┣━━━━━┻━━━━┫┃}Ⅱ砦-4岔l上、啼┃┗━━━━━━━━━━┛流化床空气人口图2-11MFC分解炉结构图n一原始型；b--改进型；c—N-MFC型可燃烧劣质煤、粗粒煤的突出优点。另外，由于炉内为还原气氛，可以减少NO。的排放量，出炉料流稳定性高，出炉生料分解率及料温稳定。但是，由于需要设置流态化高压鼓风机，使流程复杂化，增加了系统电耗，而且结构和操作复杂。D烟道式分解炉1964年，原联邦德国用油页岩作为水泥原料在悬浮预热器中煅烧，开始了窑外分解技术的应用，但是真正烧油及煤的分解炉的研究，是日本1974年开始的，特别是洪堡和伯力鸠斯两大水泥设备制造商，它们将窑尾与最低一级旋风筒之间连接烟道增高并弯曲向下，用延长烟道的方法开发出各自分解炉专利。a洪堡公司Pyroclon分解炉洪堡公司分解炉系列如图2—12所示。Pyroclon—S分解炉的特点是上升烟道分解炉用的燃烧空气从回转窑内通过，它适合于对带多筒冷却机的SP窑进行改造。Py—roclon—R分解炉基本和Pyroclon—S相同，主要差别是，R型使用单独三次风管供应三次风，和窑尾废气一起作为分解炉燃料燃烧用风。这样可以降低分解炉内二氧化碳的分压，提高分解温度。Py一-31-Null 解炉下行烟道进入最下一级旋风筒。洪堡公司各种分解炉适用于各种燃料，可以控制分解炉内各区温度，使料气能很好混合，降低废气中NO。和CO的含量，使整个分解窑系统压强降低。除此之外，设备相对简单，生料分离效率高，并且适合于燃烧劣质燃料。b伯力鸠斯公司Prop01分解炉德国伯力鸠斯公司分解炉，同洪堡公司Pyroclon分解J炉一样将窑尾烟道延长变成分解炉，不同之处是在伯力鸠斯多波尔悬浮预热器基础上设置了一条整体烟道。伯力鸠斯分解炉系列如图2—13所示。图2—13伯力鸠斯公司Pmp01分解炉系列8一AT；6一AS；c—AS-CC；d—AS—MSCPropol—AT型分解炉所用的燃烧空气全部由窑内通过，适合于改造带多筒冷却机的sP窑。Prop01．AS型分解炉所用的燃料空气一部分来自三次风管，另一部分由窑内通过。PropolAS—CC型分解炉是在As分解炉基础上改进而成的，主要适合于烧劣质煤，特别是易烧性差的燃料，如无烟煤、石油焦等。PropolAS—MSC型分解炉是在AS基础上为降低窑系统NO。排放量而研究出来的。它主要采用了多级燃烧的设计已达到降低NO。排放的目的。伯力鸠斯Propol系列分解炉的适用范围见表2-3。·33-Null 表2-3各种Prop01分解炉适用范围┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┓┃分解炉型┃AT┃AS┃AS．CC┃AS．MSC┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃高碱原料旁路放风：┃┃┃┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃预防生成结皮┃▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃生料低碱水泥┃▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃燃料特性：┃┃┃┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃团块状┃▲▲▲┃▲▲┃▲▲┃▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃高灰分┃▲▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃低品位┃▲┃▲▲┃▲▲▲┃▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃适应各种燃料┃▲┃▲▲┃▲▲▲┃▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃环境保护要求：┃┃┃┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃低NO，排放量┃▲▲┃▲▲┃▲▲┃▲▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃配套设备范围：┃┃┃┃┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃小于2000t／d┃▲▲┃▲▲┃▲▲┃▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃2000～3000t／d┃▲▲▲┃▲▲┃▲▲┃▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃大于3000t／d┃▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃LowNO。燃烧器┃┃▲▲▲┃▲▲▲┃▲▲▲┃┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫┃多级燃烧┃┃▲┃▲┃▲▲▲┃┗━━━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┛注：▲▲▲很适合；▲▲适合；▲尚司；一不适合。2．1．2．3新型分解一预烧系统预分解系统是新型干法水泥中的核心组成部件，不同类型的预分解系统可适应不同的应用环境且实现不同的效果。有人研究了高产、高稳定性预分解系统，劣质及无烟煤分解炉烧成装置和高原型煤种普适性水泥熟料循环煅烧系统等多种关键技术与装备、生产线并成功应用于三条水泥熟料工业化中。A高产、高稳定性预分解系统为了提高分解炉内无聊的分解率，该研究通过引人带旋流的三次风增加物料的横向运动，从而提高物料的分解。在此基础上，采用CFD技术对该类型预分解系统的运行和结构参数进行优化设计，分析发现增大分解炉的容积可以增加煤粉和物料在分解炉内停留时间，从而为进一步增产降耗奠定理论基础。高产、高·34．

Null 稳定性预分解系统如图2—14所示。┏━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┓┃┃出口┃┃4300┃疋．┃┃l·┃，一l┃┃l}┃、┃┣━━━┳━━━┳━━━━╋━━┳━━━━━┫┃┃┃5j┃700┃┃┃┃┣━━━━╋━━┫┃┃o┃┃一┃┃┃┃o┃┃┃┃┃┃呈┃┃┃┃┃┃n┃┃┃┃┃┃┃生料┃┃┃┃┃┃入口┃┃┃┃┃┃┃┃┃——┃┃┃。∑┃电┃I┃二┃┃1┃r三}┃┃┃?，┃┃o┃奴诫┃┃戮1?┃┃┣━━━┻━━━━╋━━┻━━━━━┫┃寸，┃┃┃┣━━━┻━━━━━━━━╋━━━━━━━━┫┃次风入口／M┃弋2650┃┗━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┛生料。昌寸二次风入口风入口I『／姆入口煤露C…口图2—14高产、高稳定性预分解系统n一喷旋分解炉正视图；6一下部放大图；c一俯视图B劣质及无烟煤分解炉烧成装置针对劣质及无烟煤的特点，参照现有预热器、分解炉结构的特点，借鉴国内相似工况条件的技术特征，计算调整预热器结构参数，开发设计劣质及无烟煤分解炉烧成装置。劣质及无烟煤分解炉烧成装置如图2—15所示。与劣质及无烟煤分解炉烧成装置配套的是高效窑外分解窑。该窑设计主要基于高容积产量，其途径通过调整烧成带、过渡带长度和耐火材料的材质以适应窑高速运行状况下对新型燃烧器、高产量等的适应性。C高原型煤种普适性水泥熟料循环煅烧系统(简称：循环预烧系统)高原型煤种普适性水泥熟料循环煅烧系统主要由两部分构成，一是具有常规功能的分解炉，二是具有进一步提高物料分解率和温度的预烧炉。该系统基本工艺流程如图2—16所示。·35．? Null 2．2回转窑2．2．1回转窑的功能和发展回转窑诞生于1885年，经过120多年的发展和完善，经历了多次重大的技术革新。自第一代回转窑投入生产以来，其简体形式已经变革、发展，但主要是直筒型和各种局部扩大型两种。实践经验和理论研究表明，直筒型是现时最有效的窑体结构，现代预热器窑和窑外分解窑的筒体一般都是直筒型。表2_4为中材国际南京水泥设计研究院设计生产的回转窑主要性能参数，均为直筒型。表2_4南京水泥设计研究院回转窑主要性能参数┏━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┓┃规格／m┃参考产量／t·d1┃转速／r-min-1┃斜度／％┃支承数量┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫┃4,3．2X50┃1000┃O．36～3．5┃4┃3┃┃∞．5X54┃1500┃O．35～3．5┃4┃3┃┃64×56┃2000┃O．6～3．6┃4┃3┃┃64×60┃2500┃O．4～4┃4┃3┃┃64．3×60┃3000┃0．4～4┃4┃3┃┃64．6X70┃4000┃O．36～4┃4┃3┃┃64．8×74┃5000┃O．35～4┃4┃3┃┃4,5×74┃6000┃O．35～4┃4┃3┃┃65．6X84┃7500┃O．36～4┃4┃3┃┃踊．2x92┃10000┃0．4—3．9┃4┃3┃┃4,5．2X61┃5500┃O．38～3．8┃3．5┃2┃┗━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┛作为水泥熟料矿物最终形成的煅烧技术装备，它主要在以下五方面发挥作用。(1)燃料燃烧装置。作为燃料燃烧装置，它具有广阔的燃烧空间和热力场，可以供应足够的空气，装备优良的燃烧装置，可以保证燃料充分燃烧，为熟料烧成提供必备的热量。·37·

Null(2)热交换作用。作为热交换装置，它具有均匀的温度场，可以满足水泥熟料形成过程中各个阶段的换热要求。(3)化学反应功能。作为化学反应器，随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不同需要，它既可以分阶段满足不同矿物形成对热量、温度的要求，又可以满足它们对时间的要求，是目前用于水泥熟料矿物最终形成的最佳设备。(4)输送物料功能。作为输送设备，由于物料在回转窑内的填充率、转速和窑斜度都很低，因此具有更大的利用潜力。(5)降解利用废弃物。20世纪末以来，随着环境保护意识的加强，回转窑表现出优越的环保功能。它具有高温、稳定热力场的突出优点，已经成为降解利用各种有毒、有害、危险废弃物的最好装置之一。回转窑具有多种功能和优良品质，近半个世纪中它在一直独立承担着水泥生产过程中的熟料煅烧任务。但是，它也存在着许多的缺点和不足。首先，作为热交换装置，窑内主要表现为“堆积态”换热，换热效率有限，影响生产效率的提高和能耗的降低。其次，熟料煅烧过程大量生成NO。等有害成分，造成严重的大气污染。最后，回转窑产出的高温熟料热量很难回收，如果没有效率很高的冷却机配合，将造成热量的巨大浪费，而缓慢冷却是影响熟料质量的。回转窑的主要发展方向都是围绕着它的缺点而展开的。一方面，是对回转窑本身的改进，例如对窑直径的部分扩大、窑长度的变化等，以达到改进换热条件，改变气流速度或延长滞留时间的目的；另一方面，则是将某些熟料形成的化学反应移到窑外进行，以改善换热和化学反应条件。从1928年立波尔窑的诞生，1932年旋风预热器专利的获取，1950年旋风预热窑的出现，1971年预分解窑的诞生，以及20世纪80年代长径比为10的两支点短回转窑用于生产等，这些对回转窑功能削弱的技术革新过程至今仍在进行。这样，就使凡是能采用比回转窑更加优越的设备进行的水泥熟料煅烧过程，都转移到窑外进行，以尽量克服其固有的·38-Null 缺点和不足。但是，到目前为止，熟料煅烧的最后烧结过程，仍采用回转窑来完成，还没有研制开发出可用于现代化大型生产的更好装备。特别是回转窑所具有的降解利用各种废弃物的优良环保功能被挖掘利用后，更赋予其新的发展活力。随着窑的产量提高，窑的容积产量从3．ot／(d·m3)逐步上升至6．or／(d·m3)。回转窑筒体散热损失从三档窑的大于35keal／kg下降至二档窑的26～30keal／kg。窑速从3r／rain提高至4r／rain以上，物料在窑内停留时间从40rain逐步下降至30min以下。二档窑和三档窑相比，设备重量降低约10％左右，此外还具有运行平稳、安装简单、维护方便等优点。20世纪80年代初，第一台L／D<11的二档窑在欧洲投入生产，在工业生产实践的基础上，90年代得以快速发展，进入21世纪，国际上新建生产线投入的二档窑数量已超过三档窑。2．2．2回转窑的结构回转窑的结构主要由筒体、轮带或滚圈、托轮、挡轮组、传动装置及密封装置等部分组成。2．2．2．1筒体筒体是回转窑的主要组成部分，是一个钢质的圆筒，由不同厚度的钢板事先卷成一节一节的圆筒，安装时再焊接起来。筒体内镶砌有200mm左右的耐火材料，以保护筒体。筒体外面套装有几道轮带，筒体成一定斜度(一般3．5％～5％)，坐落在与轮带相对应的托轮上。由于筒体要承受筒体本身、耐火材料及物料等的重力，在两道托轮之间的筒体会产生轴向弯曲，轮带处产生横截面的径向变形(见图2—17)。这种变形对回转窑的安全运转以及窑衬的寿命构成严重影响，因此需要筒体必须具有一定的强度和刚度。2．2．2．2轮带或滚圈轮带是一个坚固的大钢圈套装在筒体上，整个回转窑的全部重力，通过轮带传带给托轮，轮带随着筒体在托轮上滚动，本身还．3q．

Null 图2—17回转窑简体变形情况有增加筒体刚性的作用。轮带是由铸钢或锻钢制成，锻造轮带其截面为实心结构，质量好使用年限长，但是散热差，刚性差，制造工艺复杂。截面尺寸较大的轮带，一般采用铸造，其截面有实心矩形和空心箱形两种。轮带的安装方法主要有两种，一种是固定式，将轮带通过垫板直接铆在筒体上。这种安装方式限制了筒体的自由膨胀，轮带与筒体之间的热应力较大，目前很少使用。另一种是活套在筒体上，如图2—18所示，在筒体上铆接或焊有垫板，轮带与垫板之间留有适当的空隙，一般3～6mm，它既可以控制热应力又可以充分利用轮带的刚性，使之对简体起到加固作用，因此是目前应用较多的安装方法。2．2．2．3托轮托轮设置在每道轮带的下方两侧，支撑窑的部分重力。它是一个坚固的钢质鼓轮，通过轴承支撑在窑的基础上，为了节省材料和减轻质量，轮带中设有带孔的辐板，托轮的中心贯穿一轴，两轴颈安装于两轴承之中(见图2．19)。托轮的直径一般为轮带直径的四分之一，其宽度比轮带宽50～lOOmm。图2—20为托轮的轴承结构。2．2．2．4挡轮组回转窑筒体与水平呈一定斜度安装，长期运转后，由于筒体弯曲和轮带与托轮的不均匀磨损，特别是由于轮带与托轮接触面之间摩擦因数的变化，经常引起筒体的上下窜动。这个窜动必须．40．

Null 好坏，对窑系统的运转和生产指标具有重要意义。窑的密封主要有非接触式和接触式两大类。前者包括迷宫式与气封式两种，后者则有端面摩擦和径向摩擦两种。2．2．3回转窑的工作原理回转窑的工作原理主要集中了物料在回转窑内的运动、回转窑内气体的流动、燃料的燃烧等主要过程和基本规律。2．2．3．1窑内物料的运动新型干法水泥生产所采用的窑外预热预分解将预热和分解分别移到预热器和分解炉中进行，窑内只有小部分的分解反应。一般认为从窑尾起至物料温度1300℃为过渡带，主要任务是物料升温及部分碳酸盐分解和固相反应；物料温度1300～1450～1300。C区问为烧成带，主要完成水泥熟料主要成分的最终烧成。窑内物料的运动可以用图2-22来说明。物料进入回转窑后，由于筒体以一定速度转动并且与水平面有一定的倾斜度，物料逐渐由窑尾向窑头运动。┏━━━━┳━━━┓┃纩┃]以┃┃f┃┃┣━━━━╋━━━┫┃屹┃猫占┃┃┣━━━┫┃爿┃爿7┃┗━━━━┻━━━┛图2-22回转窑内物料运动示意图由图2-22看出：△S=htana式中^——物料平面弦长；(2-1)·43·

Null a——回转窑筒体的斜度。很容易得出h=2Rsin要(2—2)式中尺——筒体半径；„D——物料平面与简体中心形成的圆心角。那么AS=Disin．--翌g-tand(2-3)二式中Di——回转窑筒体有效内径。物料前进AS距离后，又被埋在物料中，重复以上的运动过程，在不断的反复过程中前进，每翻滚一次就前进一个2xS。2．2．3．2窑内气体的流动气体在回转窑内流动时，伴随有燃料的燃烧、物料的煅烧，气体的温度、组成随时都在变化。因此，气体的流动是相当复杂的，特别是燃烧带内的气体流动更为复杂。回转窑燃烧带内的气体流动，可以近似为射流流动。根据流体力学得知，该射流是指流体由喷煤嘴喷射到较大空问并带动周围介质(二次风)流动形成流股(火焰)的流动，流体喷入到有限空间(燃烧带空间)，显然回转窑内火焰的射流应属于限制射流。绝大多数的射流都属紊流流动，在射流内气体质点有不规则的脉动，气体由喷嘴喷出后，由于紊流质点的脉动扩散和分子的黏性扩散作用，使得喷出的一次空气质点和周围的二次空气质点发生碰撞，进行动量交换，把自己的一部分动量传递给相邻的气体，并带其他质点向前流动。又由于回转窑是一个直径有限的圆筒，当前面的气体被推向前进时，后面的气体变得稀薄而压力下降，即在喷煤嘴处造成一定的负压(抽力)，使二次空气连续不断吸收进流股内，与一次空气混合，并逐渐向中心扩撒，射流断面逐渐扩大，气体量逐渐增多。燃烧带火焰长度，主要决定燃烧带气体流速，为了保持适当．44·

Null 的火焰长度，燃烧带气体流速可按下式进行计算：既2丽10306A00m币qi„2-4)式中％——燃烧带气体流速，m3／(Ill2·s)；A——1kg燃料燃烧生成的气体量，ITl3／kg；m——回转窑的小时产量，t／h；g——熟料的单位热耗，kg／kg-ck；D。——燃烧带内径，m；Q。。——燃料的应用基低位热值，kJ／kgo除燃烧带以外气体在窑内的流动，近似于气体在管道内的流动，一般流动状态属于湍流范围。沿窑截面气流速度分布比较均匀，但在窑头及窑尾处，气流速度分布受窑头、窑尾及烟室形状和密闭情况的影响。这些地方往往由于通风截面的变化和方向的改变而形成涡流，导致流体局部阻力增大。如果结构形式不当，则会影响窑内通风，使高温火焰不顺畅，影响窑的正常操作及热工性能。气体在窑内流动，流速是一个十分重要的参数。它一方面影响对流换热系数的大小；另一方面影响着高温气体与物料接触时间。如果气体流速增大，传热系数增大，但气体与物料接触时间缩短，总的传热量反而减少，使废气温度升高，熟料热耗增加，窑内扬尘增大。窑内气体流动与窑内径的关系为陬兰。ciD3oc丁DD(2_5)1Tn2。￡4五∥式中肛一回转窑内气体流速；Q——回转窑的发热能力。由此可以看出，窑内需要的气体流速与窑的直径成正比，即随窑径的增加，窑内风速也要求增加。2．2．3．3窑内燃料的燃烧回转窑内煤粉燃烧所形成的火焰属于湍流扩散火焰，燃烧过·45· Null 程可分为四个阶段：燃料与空气混合；释放挥发分；挥发分燃烧；固定碳燃烧。碳粒的燃烧过程可用以下化学反应式表示：C+02_C02C+0：叫CO一级反应2C+02卅C02CO：+C卅C0二级反应·CxOy+02刊colmco，+nCOCxO，．J。式中，m、n决定于燃烧过程和条件即碳氧结合比卢2罴。碳粒的燃烧过程也是燃烧物的消耗过程，可以利用单位时间内氧的消耗量或碳的消耗量来表示。2．3熟料冷却机2．3．1熟料冷却机的发展世界上第一台熟料冷却机是1980年出现的单筒冷却机，多筒冷却机是1923年由丹麦史密斯公司设计出现，在1965年后又改进成新型多筒冷却机。在这一时期也是SP窑最为流行时期，新型多筒冷却机多配置在新建的sP窑上。但是自从1973年开发出分解炉NSP窑新技术后，由于多筒冷却机不能提供三次风供分解炉燃烧用，转而采用篦式冷却机的较多?2．3．1熟料冷却机的发展世界上第一台熟料冷却机是1980年出现的单筒冷却机，多筒冷却机是1923年由丹麦史密斯公司设计出现，在1965年后又改进成新型多筒冷却机。在这一时期也是SP窑最为流行时期，新型多筒冷却机多配置在新建的sP窑上。但是自从1973年开发出分解炉NSP窑新技术后，由于多筒冷却机不能提供三次风供分解炉燃烧用，转而采用篦式冷却机的较多。与之相适应，篦式冷却机由第一代发展为第二代。1984年IKN公司提出“阻力篦板”概念产生了第三代篦式冷却机。篦式冷却机在1940年才用于水泥工业中，它分为往复式、移动式和振动式。往复式篦式冷却机是用许多排篦板向前和后退运动来送熟料，而移动式篦式冷却机是用环形连续篦式床来输送熟料、振动式篦式冷却机是把篦床作为振动输送槽来输送熟料，后两者由于结构存在一些缺陷而被淘汰。篦式冷却机因单位篦床产量反复提高，不断提高热回收效率和不断降低磨损及维护费-46．

Null 用，以及降低单位冷却空气而降低收尘空气量，而得到大家竞相采用。熟料冷却机有近十种形式，但现代新型干法烧成系统多用单筒、多筒和篦式冷却机。这些冷却机要完成以下任务。(1)尽可能多地把熟料中显热(1200～1500kJ／蚝熟料)回收进烧成系统，加热二次空气和三次空气，尽可能提高二、三次空气温度，把烧成系统燃料消耗降至最低。(2)尽量提高熟料冷却速度，以提高水泥质量和提高熟料的易磨性。(3)要把熟料冷却到尽可能低的温度，以满足熟料输送、贮存和水泥粉碎的要求。水泥工业的回转窑诞生之初，并没有任何熟料冷却设备，热的熟料倾卸于露天堆场自然冷却。19世纪末期出现了单筒冷却机。1910年德国克虏伯·格罗生(KruppGrason)公司把多筒冷却机引用到水泥工业，称为康森特拉(Concentra)冷却机，1922年丹麦史密斯公司开始制造这种冷却机，并命名为尤纳克斯(Unax)冷却机。1930年德国伯力休斯公司在发明了立波尔窑的基础上研制成功回转篦式冷却机，称为Recupol。随后不久，英国阿利斯．查默尔(Allis—Chalmers)公司又开发出震动式篦式冷却机。1937年美国富勒(Fuller)公司开始生产第一台推动篦式冷却机。100多年来，在国际水泥工业科技进步的大潮中，有的不断改进，更新换代，长足发展；有的已经被淘汰。20世纪80年代末出现的第三代可控气流篦式冷却机，其性能虽较第二代厚层篦式冷却机优良，但仍然存在结构复杂，篦下需设置拉链机，机身占用高度高，冷却风量较大且篦板篦缝喷出风速过高等问题。进一步改善通风效率、提高热回收率、简化装备结构、提高运转率、降低装备高度、减少基建投资已成为冷却机发展的方向。90年代中期，国外出现了无漏料冷却机，工艺性能优良，装备简化，此类冷却装备中，近年来投人生产的步进式无漏料高效冷却机性能尤为优良，该机由若干条纵向熟料冷却输送通·47·

Null 道组成，运行速度随料层冷却情况自动调节，通道单独通风，热交换时间可以控制，确保不同粒径熟料得以冷却，冷却风量(标态)约1．6m3／kg熟料，热回收率超过74％~76％，篦床有效面积负荷>45t／(ITl3·d)。同时，该篦式冷却机具有结构紧凑，机内无输送部件，篦板不与热熟料直接接触，磨蚀量少，熟料输送无阻碍，输送效率稳定，模块化设计，安装维护方便，篦下无漏料，无须设置拉链机，整机高度低等一系列优点。目前，熟料冷却机在水泥工业生产过程中，已不再是当初仅仅为了冷却熟料的设备，而在当代预分解窑系统中与旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑等密切结合，组成了一个完整的新型水泥熟料煅烧装置体系，成为一个不可缺少的具有多重功能的重要装备。熟料冷却机的功能及其在预分解窑系统中的作用如下：(1)作为一个工艺装备，它承担着对高温熟料的骤冷任务。骤冷可阻止熟料矿物晶体长大，特别是阻止硅酸三钙晶体长大，有利于熟料强度及易磨性能的改善；同时，骤冷可使液相凝固成玻璃体，使氧化镁及铝酸三钙大部分固定在玻璃体内，有利于熟料的安定性的改善及抗化学侵蚀性能。(2)作为热工装备，在对熟料骤冷的同时，承担着对人窑二次风及入炉三次风的加热升温任务。在预分解窑系统中，尽可能地使二、三次风加热到较高温度，不仅可有效地回收熟料中的热量，并且对燃料(特别是中低质燃料)起着预热、提高燃料燃尽率和保持全窑系统有一个优化的热力分布都有着重要作用。(3)作为热回收装备，它承担着对出窑熟料携出的大量热焓的回收任务。一般来说，其回收的热量随二、三次风进入窑、炉之内，有利于降低系统煅烧热耗，以低温热形式回收亦有利于余热发电。否则，这些热量回收率差，必然增大系统燃料用量，同时亦增大系统气流通过量，对于设备优化选型、生产效率和节能降耗都是不利的。(4)作为熟料输送装备，它承担着对高温熟料的输送任务。．48．

Null 对高温熟料进行冷却有利于熟料输送和贮存。2．3．2熟料冷却机的结构与工作原理2．3．2．1单筒冷却机结构及工作原理单筒冷却机结构上类似于回转窑，其工作原理是通过逆流传热，以及通过内部装置使熟料布满整个筒体横截面对流换热的终和换热方式。现代新型单筒冷却机如图2-23所示。在通体前一段最前面25m，没有任何内部扬料装置。在开始最热的1区可装有三排破碎齿；接着2区和3区装有半扬料斗板。在此后面40m全长区段，衬有铁板，在4区和5区装有闭式扬料勺，出口(6区)装有开式弧形扬料板。6哆黛3m／＼、～弋r尸幽2-23新型单筒冷却机2．3．2．2多筒冷却机结构及工作原理新型多筒冷却机一般有9～10个冷却筒配置在窑筒体周围，每个冷却筒通过弯管同窑筒体卸料1：3相连接，故窑卸出熟料通过弯管进入冷却筒。冷却筒是通过两个支架支承在窑筒体延长段上，延长窑筒体末端装有一个附加轮带托轮支承装置来承受冷却筒附加重量。·49．

Null 多筒冷却机的每个冷却筒，通过两个支架固定在窑筒体延长段上。多筒冷却机工作原理及工艺过程同单筒冷却机基本相同，故其内部装置也基本相同。如图2—24所示，高温熟料通过进口弯道进入冷却筒后，首先进入最前端，接着进入三排破碎齿区，随后是扬料板区，紧接着是装有扬料勺和撒播扬料装置区。图2-24多筒冷却机的冷却筒内部装置冷却筒出口端包在卸料壳罩中，在那里熟料通过冷却筒末端格筛筛分，留在格筛上的大块熟料喂入熟料破碎机中。窑的末端设计呈锥形缩口，一方面可以降低窑门的密封面积，形成一圈很高挡坝，使高温的熟料堆积在出口，延长熟料在窑内停留时间，降低熟料进入冷却筒时的温度。另外在冷却筒进口套管处装有破碎棒，可以防止大块熟料进人冷却筒，特别是可防止垮落窑皮堵塞进口弯管和损坏冷却筒中扬料装置。2．3．2．3篦式冷却机结构与工作原理到目前为止，篦式冷却机经过了四代的发展，各带篦式冷却机的主要性能特点见表2-5。·50·

Null 表2-5各代篦式冷却机主要性能特点┏━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━┳━━━━┓┃┃单位篦床面积产量┃单位冷却风量(标态)┃热效率┃┃代别┃┃┃┃┃┃／t·(m2·d)一‟┃／m3·kg一1┃／％┃┣━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━┫┃第一代富勒型篦式冷却机┃25～27┃3．5～4．0┃<50┃┃第二代厚料层型篦式冷却机┃32～43┃2．7～3．2┃65～70┃┃第三代控制流式篦式冷却机┃40～50┃1．7～2．2┃70～75┃┃第四代推动棒式篦式冷却机┃45～55┃1．5～2．0┃72～76┃┗━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━┻━━━━┛A第一代篦式冷却机20世纪30年代末由美国富勒公司研制了世界上第一台篦式冷却机——富勒型水平推动篦式冷却机(图2．25)。图2-25富勒型水平推动篦式冷却机结构简图a一入窑二次风；b一入分解炉三次风；c一废气排空1一上壳体；2一十元体；3一篦床网；4一传动装置；5一篦床支承装置；6一气动双翻板阀7一锤式破碎机；8一双线自动润滑系统；9一冷却风机；10一篦条；11一漏料拉链机；12一链幕；13一电视监测装置由窑内下来的高温熟料落到冷却机热端篦床上，被倾斜篦床推动到卸料端。大块熟料经锤式破碎机破碎后下到熟料输送机上，小块物料经锤破前篦条缝直接下落到熟料输送机上。熟料在被篦床输送的过程中，不断翻滚，被由篦下风室来的冷却风连续冷却。细小熟料通过篦板孔及篦板之间的缝隙漏到风室内，通过·5l·

Null 装有气动双翻板阀的下料管落到漏到拉链机内，由拉链机输送到熟料输送机。冷却空气和高温熟料进行热交换后，一部分作为二次空气入窑；另一部分被利用给分解炉供风，剩余部分经热交换器、袋式收尘器后排空。经过热交换器及收尘器收集下来的灰尘通过回灰螺旋输送机送到熟料输送机上。冷却后的熟料及回灰通过熟料输送机输送到熟料库内。富勒型水平推动篦式冷却机每段篦床的第一排篦板是活动的，利用物料推进，可以减少“堆雪人”现象。篦板排列床用“单宽”、“双宽”交错排列，使篦缝不在同一直线上，减少篦板磨损。按不同地方结构，采取良好的密封装置，保证冷风利用率，提高了冷却机的冷却效率。其主要性能特点有：(1)富勒型篦式冷却机具有较高的热传递效率，入窑和入炉的风量和风温易于控制，便于自动化程度的新型干法窑操作。(2)经过冷却后的熟料温度较低。由于运用了“淬冷”技术，改善了熟料的易磨性。(3)应用了“厚料层”冷却理论(料层在500～600mm)，篦床单位面积产量高达43t／(m2·d)。(4)系统配置了三元控制及安全监测装置，保证冷却机高效、稳定操作。B第二代篦式冷却机(ClaudiusPeters冷却机)德国ClaudiusPeters公司20世纪70年代开发和应用的水平液压推动篦式冷却机(CP冷却机，图2—26)利用液压传动代替了传统的机械传动，使冷却机的运行变得更加稳定、安全、可靠。第二代篦式冷却机采用液压传动，在冷却机每一篦床的两侧装配有液压油缸推动架，同步驱动篦床。篦床由固定篦板和活动篦板相间排列组成，活动篦板由液压系统推动，最大冲程125mm，冲程数在4～22L4：／min范围内变动。出窑熟料落在篦床上，受到活动篦床的推挤向出口方向运动，冷空气从冷却机底部鼓入风室，并垂直穿过高温熟料层，进行热交换。高温气体分别作为二·52·

Null 拉链机图2-26ClaudiusPetersHE5—850型冷却机构造次风(1100～1300℃)、三次风(700～8000C)进入窑内和通过三次风管进入分解炉。一部分低温气流(300。C)作为干燥介质进入风扫式煤磨，剩余废气有排气口通过电收尘器后排人大气。细小的熟料颗粒穿过冷却机篦孔落人9个集灰斗，由气动闸阀和电动瓣阀定期排人拉链机；大块熟料从篦板床冷端卸到倾斜的篦栅上，经锤式破碎机破碎后，卸入熟料输送机。首先，CP冷却机采用了槽型阻力篦板(Mulden篦板)，与传统的篦板相比，Mulden篦板具有明显的优势。一是采用1适应热应力需要的新设计，可消除篦板弯曲；二是篦板漏料可减少30％以上，并可长时间保持篦板间较小的问隙，避免受热熟料冲击区域的冲蚀；三是篦板寿命可较传统篦板延长近2倍。篦板间搭接方式独特，于两个篦板之间搭接部分的横向间隙。采用了抗漏料侧部篦板，减小了侧向间隙以减小漏料及磨损。其次，为保证篦床均匀供风，CP冷却机除在篦板结构上采取上述措施外，在供风系统中则采用了空气梁充气技术。同时，增设了喷水装置。最后，CP冷却机广泛使用了液压技术和自动控制技术。比如，在冷却机的传动和辊式破碎机的传动均采用了液压系统，从而既可降低系统能耗，又能增加系统生产能力和系统运行的稳定性。．53·

Null c第三代篦式冷却机(IKN悬摆式冷却机)冯-韦特在1983年开始研究改善冷却操作稳定性、冷却机热回收性能课题，提出控制气流的“高阻力”篦板概念，形成“阻力”篦板，而创造出第三代篦式冷却机。主要具有如下特点：(1)采用水平式喷流的COANDA喷流篦板：熟料层内的气流分布是有效冷却的关键，具体地说，固体和气体的流动速度在每一体积单元内必须一致，气体流动是在熟料层内的空隙中进行的水平喷流贴近篦板表面，等效于篦板张开无数喷口，同时由于篦板对气流阻力很大，故使得气流在熟料层内所有空隙中的垂直上升速度几乎处处相等。因此熟料层内可获得一条光滑的温度分布曲线，接近冷风的是冷熟料，而热熟料则靠热风端，如果在熟料分布不均匀气流便可能穿透某些阻力较小的部位，导致气流和熟料分布紊乱，降低它们之间的热交换。在传统篦式冷却机中，垂直喷流引起反向空气流动，于是卷起一些流态化细粉，以热喷砂形式喷向篦板表面，造成篦板的损坏，这种篦板磨损可使篦缝面积每年增加4％。通常用缩小篦缝的办法来增加篦板对气流的阻力，然而窄缝会产生更加强烈的空气喷流并在熟料层内引起湍流，导致更强的喷砂效应，使磨损加剧。IKN将具有COANDA效应的水平喷流引入到熟料冷却中，从而找到了彻底解决这一问题的办法：用向篦板表面切向倾斜的弯曲气缝送气的方式来取代传统的垂直喷流COANDA喷流篦板的设计，保证熟料不能通过通气缝，喷出的强劲气流贴近篦板表面，同时其具有的高阻力使得该气流场均匀向上分布，于是料层空隙中的细粒被扫清，空隙成为良好顺畅的气流通道，这些通道均分布于整个料床内，使向上气流阻力很小且处处均匀。(2)运用空气梁技术的熟料人口分配系统(KIDS)传统篦式冷却机在熟料入口处都有下述问题：由于热交换差及冷却速度低而导致熟料矿物活性低且易磨性差；由于热回收率低而热耗大；由于篦板阻力小而导致熟料层经常被冷却气流穿透，从而破坏熟料和气流之间的热交换，并使一些篦板直接经受高温熟料，导致·54．

Null 篦板寿命缩短。在此情形下不可能获得均匀的熟料分布，而易产生“红河”和“雪人”现象。空气梁技术的发明实现了将冷却气流分别送入各排篦板的直接通风。在KIDS中，前6排至9排篦板采用空气梁技术，先将若干COANDA喷流篦板连成为一个整体，再将它们嵌入空气梁并用一些特殊的水平螺栓将其相互固定在一起，以确保它们不发生垂直方向的变形，但允许在受热膨胀或收缩时在水平方向的整体位移，篦式冷却机入口处的空气梁设计为固定式，具有极为可靠的机械性能。(3)采用单缸液压传动的自调准悬摆系统。水泥熟料是一种腐蚀性强的材料，传统篦式冷却机由于“喷砂”效应引起篦板磨损，并且由于活动框架辊轮支撑部件引起机械磨损，故如何降低磨损是所有水泥厂家关心的问题。为了避免这种磨损，研制出IKN悬摆式活动框架(图略)。框架采用了铸件，安装精确。由于活动框架的摆动不再依赖于传统冷却机的辊子运动，而是由弹簧钢板极小的弹性变形来完成，所以这种悬挂系统本身无任何磨损，故无须维护。(4)液压传动的隔热挡板。由于熟料向冷却机内壁尤其是向低温冷端的辐射散热导致熟料层表面被冷却，这就限制了热回收率的进一步提高。针对这一隋况，IKN采取在悬摆冷却机的气体分流交界处悬挂—个气冷的隔热挡板(图略)。它可以用液压方式提起来或放下去。隔热挡板的冷却气体由其底部的COANDA喷嘴喷到熟料层表面，当大块熟料过来时，隔热挡板自动升起让其通过。在粉尘少和冷却机宽的情况下，隔热挡板带来的效益尤为显著。(5)气力自动清除漏料系统。传统冷却机细粒熟料通过篦板漏入仓室，这些漏料用安装在冷却机下方的输送系统输送出去，因此篦板磨损许多活动接口必须密封、润滑和维护。IKN悬摆式冷却机运行时能保持很小的篦板间隙，这些间隙中的熟料被强劲气流喷吹掉，一般情况下没有漏料现象发生，然而当漏料极少时，可能会产生由冷却气体中的水分引起的形成混凝土的问题。为·55·

Null 解决这一问题，IKN开发了气力自动清除漏料系统(PHD)，将一钢管伸入盛有细熟料的漏斗集料器中，由冷却风机提供的一般风压在管中产生20～30m／s的风速，它可提起集料器中的细熟料，通过管道送至位于熟料破碎机下面的漏斗之中，直径达20ram的熟料均可被这一系统运走。D第四代篦式冷却机为了使水泥熟料的篦式冷却机能够更好地适应回转窑熟料产量的波动及生产的瞬时变化，以及更好地适应现代化工业生产的需要，史密斯(F．L．Smith)公司和富勒(Fuller)公司开发出了一种全新概念的冷却机新型无漏料冷却机SF(Smith—Fuller)CROSS-BAR冷却机，即第四代推动棒式篦式冷却机。第四代推动棒式篦式冷却机主要由三部分组成：熟料输送、熟料冷却及传动装置。与以往推动篦式冷却机的最大区别是：熟料输送与熟料冷却是两个独立的结构。冷却供风由固定篦床上的篦板提供用以冷却熟料，每块篦板采用机械的空气调节阀，实现冷却空气分布的自动调控，使由于温度变化、料层厚度不均及回转窑出料时产生的粗、细料离析等引起的熟料层阻力差异得以自动均衡，实现最佳的空气分布。篦板是固定的，不输送物料。熟料输送是由在固定篦床上的固定与活动交替排列的横杆作往复运动来输送物料的。运动横杆还起到搅拌、均化熟料作用，使熟料完全暴露在冷空气中，迅速冷却。横杆通过固定夹固定，更换、安装方便。横杆磨损对冷却机的运转及热效率没有影响。该设备结构简单、空气分布更好。其设计优点是：熟料输送机构与熟料冷却机分离，输送、冷却独立完成。篦板是固定的，磨损少，不会发生因篦板间隙加大而降低冷却效果，篦板寿命大大延长，设备故障率低、设备运行可靠；特殊结构篦板可以确保篦下无熟料落人风室，无须设置卸料斗、料封阀和拉链机，结构简单，操作维护方便；设置机械自动空气调节阀；体积、重量小，是第三代控制流篦式冷却机的二分之一到三分之一；模块化设计制造；·56·

Null 附属设备、土建工程、安装工程少；易损件少；液压传动。我国天津水泥设计研究院从丹麦Fons公司引进并联合重新开发、优化设计的第四代行进式稳流篦式冷却机，该冷却机采用标准模块化设计，具有流量自动控制调节功能，水平式篦床无漏料设计，四连杆传动机构-水平推料输送易于维护。2008年天津水泥设计研究院自主研发、设计、制造的TCFC3500型第四代行进式稳流冷却机在江西圣塔投产运行，烧成系统产量3800t／h，工艺性能达到国际先进水平，具有节能、高效的优势。成都建筑材料工业设计研究院自主研发的s型篦式冷却机，具有第四代篦式冷却机的关键技术。通过不同数量的标准模块的组合，可以组合不同规模的篦式冷却机，能覆盖从2500t／d到10000t／d的各种生产规模的生产线，s型篦式冷却机能够降低单位熟料冷却风量，减少单位熟料电耗，节能效果显著。2．4燃料燃烧器水泥熟料的生产过程就是燃料燃烧、气固换热、化学反应、物料输送的过程，在水泥生产过程中，有超过80％的能量是由煤粉的燃烧提供的。燃烧器是燃烧系统的核心部件，燃烧器的主要功能就是将燃料和空气导入炉膛，并加以充分混合使其有利于燃烧。2．4．1燃烧器的发展20世纪70年代以前回转窑用煤粉燃烧器均采用单通道燃烧器，一次风量占燃烧总风量的20％-30％，一次风速40-70m／s，其功能主要在于输送煤粉，对煤、风混合，二次风抽吸作用小，黑火头较长，火焰温度不易提高，不易满足熟料煅烧温度，熟料产量、质量波动较大，且不便调节煤风的混合速率，难于满足生产要求。为了克服传统单通道难以满足生产的特点，国内外相继出现了双通道、三通道和四通道的煤粉燃烧器，甚至烧两种以上燃料的五通道燃烧器，其研制开发的目的在于在一定范围内降低一次风所用比例，从而增加对二次风的利用，提高了燃烧速度，提高系·57．2．4．1燃烧器的发展20世纪70年代以前回转窑用煤粉燃烧器均采用单通道燃烧器，一次风量占燃烧总风量的20％-30％，一次风速40-70m／s，其功能主要在于输送煤粉，对煤、风混合，二次风抽吸作用小，黑火头较长，火焰温度不易提高，不易满足熟料煅烧温度，熟料产量、质量波动较大，且不便调节煤风的混合速率，难于满足生产要求。为了克服传统单通道难以满足生产的特点，国内外相继出现了双通道、三通道和四通道的煤粉燃烧器，甚至烧两种以上燃料的五通道燃烧器，其研制开发的目的在于在一定范围内降低一次风所用比例，从而增加对二次风的利用，提高了燃烧速度，提高系·57．

Null 统热效率。火焰射流中有一定比例的热烟气返混，增加煤粉与燃烧空气的混合，提高燃烧效率，降低燃尽时间。形成稳定而流畅的火焰，保证火焰温度，不会出现回火现象，从而保护窑内材料。丰富的各通道风量、风速调节手段，使火焰形态及温度调整灵活，适宜熟料煅烧。可以适应低品位燃料的燃烧，以加强燃料的综合利用，降低设备价格，减少维护费用及扩大资源的利用。燃烧完全且效率高，能优化窑的操作和稳定窑的运转，为增产降耗提高效益奠定基础。采用分级燃烧技术和煤粉浓缩技术，在燃烧完全的情况下，降低火焰射流中的氧的浓度，有效地降低NO。的排放量，减轻环境污染。2．4．2燃料燃烧器的工作原理由于直流燃烧器的结构相对简单，且适用范围相对较窄，这里主要介绍应用广泛的旋流燃烧器和速差射流燃烧器的工作原理。2．4．2．1旋流燃烧器的旋流理论旋流燃烧器的出口气流是旋转射流，它是通过各种形式的旋流发生器产生的。气流在喷入燃烧室以前，在圆管内做螺旋运动。在气流离开燃烧器时，由于离心力的作用，不仅有轴向速度，还有一个使气流扩散的切向速度。这时，如没有外力的作用，它应当沿着螺旋线的切线方向运动，形成辐射状的环状旋转射流。其主要特点如下：(1)旋转射流的扩散角比较大；(2)气流的旋转效应很快消失；(3)流场中轴向速度的最大值衰减较快；(4)回流区对周围介质的卷吸能力较大。2．4．2．2速差射流煤粉燃烧器原理利用不同速度的同向射流的引射效应，使喷粉管出口处造成负压，从而使高温烟气回流至喷粉口处，并被吸人、混合，使一次风和煤粉提前加热、着火，强化燃烧。图2-27为速差射流煤粉燃·58．

Null 烧器示意图。图2—27速差射流煤粉燃烧器示意图管2．4．3典型燃烧器的结构回转窑煤粉燃烧器由早期的单风道发展到三风道、四风道和烧两种以上燃料的五风道。风道越多性能越好，但是结构也就越复杂，质量越大，造价越高。目前水泥厂多用三通道燃烧器。下面简单介绍几种典型的燃烧器结构。2．4．3．1KHD公司PYRO—Jet燃烧器KHD公司为利用褐煤及石油焦而开发的新型多通道燃烧器，称为PYRO—Jet燃烧器(图2-28)。PYRO—Jet燃烧器是一种多通道结构喷嘴，其中心附加一个或两个气态或液态燃料管子，有时在中央还有一个点火喷嘴。通道结构如下：点火喷嘴；旋流空气通道出口带有螺旋风翅；出口为喷煤口的燃料通道；出口为环形嘴的燃料通道；出口为环形嘴的喷射空气通道。2．4．3．2F．L．Smith公司Duoflex燃烧器丹麦F．L．Smith公司在总结过去采用三通道喷煤管Swirlex型和Centrax型燃烧器经验的基础上，与1996年推出了第三代水泥窑用喷煤管：双调节伸缩式Duoflex燃烧器(图2．29)。其特点·59·

Null 3耐火材料的性能耐火材料是高温工业的重要基础材料，广泛用于冶金、水泥、电力、机械、石油、化工等行业的各种工业窑炉。耐火材料是冶金工业和无机非金属材料工业的“支撑工业”和“先行工业”，耐火材料的品种、质量对高温技术发展起着关键作用。耐火材料的重要性主要体现在：影响炉子生产率(耐火材料如能耐更大的热负荷，炉子生产率可提高12％～20％)，影响产品质量(提高耐火材料质量可以显著地减少由于耐火材料被侵蚀而进入产品的夹杂物，从而提高产品质量)，影响炉子寿命，以及影响产品成本。研究耐火材料必须了解其性质，性质是评价质量的核心内容和基本依据，而耐火材料的性质又取决于其化学矿物组成和组织结构。在生产中工艺控制与改进的根本目的，就是为了获得具有特定性质的材料。性质是检查生产过程是否稳定的科学依据，也给制订和改进生产工艺提供了线索。性质是合理选用耐火材料的科学依据，了解直接反映实际使用意义的相关性质和间接反映实际使用意义的相关性质，并知晓相关的检验方法和取样要求，从而为我们正确选择耐火材料，合理地完成工业窑炉耐火材料的配置提供科学依据。耐火材料性能包括化学矿物组成、组织结构、热学性质、力学性质和高温使用性质等。3耐火材料的性能耐火材料是高温工业的重要基础材料，广泛用于冶金、水泥、电力、机械、石油、化工等行业的各种工业窑炉。耐火材料是冶金工业和无机非金属材料工业的“支撑工业”和“先行工业”，耐火材料的品种、质量对高温技术发展起着关键作用。耐火材料的重要性主要体现在：影响炉子生产率(耐火材料如能耐更大的热负荷，炉子生产率可提高12％～20％)，影响产品质量(提高耐火材料质量可以显著地减少由于耐火材料被侵蚀而进入产品的夹杂物，从而提高产品质量)，影响炉子寿命，以及影响产品成本。研究耐火材料必须了解其性质，性质是评价质量的核心内容和基本依据，而耐火材料的性质又取决于其化学矿物组成和组织结构。在生产中工艺控制与改进的根本目的，就是为了获得具有特定性质的材料。性质是检查生产过程是否稳定的科学依据，也给制订和改进生产工艺提供了线索。性质是合理选用耐火材料的科学依据，了解直接反映实际使用意义的相关性质和间接反映实际使用意义的相关性质，并知晓相关的检验方法和取样要求，从而为我们正确选择耐火材料，合理地完成工业窑炉耐火材料的配置提供科学依据。耐火材料性能包括化学矿物组成、组织结构、热学性质、力学性质和高温使用性质等。3．1耐火材料的化学矿物组成3．1．1化学组成化学组成是耐火材料的基本特征，是决定性能优劣的内因条件，是评定原料好坏、组织生产的依据。根据耐火材料中各种化·63·

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