一、立窑水泥企业正处在生死存亡的关键时期
水泥工业正处在产业结构调整的关键时期,国家加大了淘汰落后生产力的力度,“十一五”计划开局的2006年,经国务院批准,国家发革委等部委先后出台了“关于加快水泥结构调整的意见”、“水泥工业发展政策”和“水泥发展专项规划”三个重头文件。为我国水泥工业实现现代化制定了明确目标和时间表,到 2020年水泥工业将基本实现现代化,技术经济指标和环保达到同期国际先进水平。在水泥工业产业政策中,重点支持代表水泥工业先进生产力的4000t/d以上新型干法生产线的发展。立窑水泥被列为限制淘汰类的落后生产力,并具体规定了逐步淘汰的时间表。国家发革委已与各省市签定了军令状,具体布署了 2010年前各省市淘汰落后水泥生产力的数量。立窑水泥企业面临的形势十分严峻,是生与死的挑战!立窑水泥企业的决策者必须认清形势,根据产业政策审时度势,寻求企业的生死定位和出路。
(一)跨越“十一五”的立窑企业进行升级改造势在必行
水泥工业产业发展政策,为立窑水泥企业留下的生存空间已经不大了,时间也不长了。2010年新型干法水泥要达到70%,届时立窑水泥还有30%。企业数量要从目前的5000多家减少到3500家左右。立窑水泥企业必须明白,这是淘汰落后的阶段目标,不是终极目标。即使是2010年前确定保留的立窑水泥企业,也不等于2010年以后能够长期生存。还要面临两个方面的挑战,一是政府继续强行淘汰,二是优胜劣汰的激烈市场竞争。因此选择继续生存与发展的立窑水泥企业,必须通技术升级改造或发展新型干法,告别落后生产力,使企业达到先进生产力水平。别无选择,观望与等待只有死路一条。
(二)、升级改造的目标与措施
降低能源消耗保护环境是我们的国策。水泥工业产业发展政策制定的发展目标,到2010年新型干法水泥比重达到70%以上。日产4000吨以上大型新型干法生产线,技术经济指标达到吨水泥综合电耗小于95kwh,热料热耗小于 740kcal/kg。到2020年,基本实现水泥工业现代化,技术经济指标和环保达到同期国际先进水平。上述指标,可视为是立窑水泥企业,2010年以后继续生存的标准。也是立窑水泥企业升级改造的目标。笔者建议“十一五”期间,立窑水泥企业技术升级改造具体技术经济指标如下:
能耗指标:熟料热耗800kcal/kg以下,水泥综合电耗65kwh/t以下。
环保指标:粉尘排放浓度和车间粉尘浓度,低于国家环保标准和劳动卫生标准。重视无组织粉尘排放和企业外观形象的治理。
质量指标:熟料28天抗压强度55MPa以上,3天30MPa以上。出厂水泥富裕标号5MPa以上,均匀性达到1.1R。
劳动生产率指标:全员实物劳动生产率达到2000吨/人?年以上。
上述技术经济指标指标,达到了产业政策对日产4000吨以上大型新型干法生产线的规定指标。
升级改造的主要技术措施是,采用自主创新的JT型窑及其配套的升级技术 (20项适用技术的升级技术)。JT型窑是南京建通水泥公司董事长缪建通,在全面推广应用立窑水泥企业20项适用技术取得成功的基础上,2004年自主创新研发成功的。他打破传统立窑的设计理念和规范,将企业原有的直径2.5×8.5m的传统机立窑,改造成结构全新的直径3.6×8.5m的JT型窑,投产后一举成功。熟料热耗、水泥综合电耗、产品质量等技术经济指标及环保都达到了新型干法的先进水平。缪建通没有满足已取得的成绩,今年二月份开始,再次针对立窑固有的化学不完燃烧和操作难以实现自动化的技术难题,组织了第二次技术攻关并取得成功。使JT型窑的技术经指标更加先进,熟料热耗达到663keal/kg,32.5水泥的综合电耗达到55.6kwh/t,这两项能耗指标都处于水泥行业领先水平。建材工业环境监测中心和建材行业生产力促进中心,按GB4412《机械化水泥立窑热工标定》和GB4413(机械化水泥立窑热工计算),对该厂第二次攻关后的生产状况进行了现场监测,实测结果及实际生产统计如下: 标定结果 生产统计 熟料产量 22.66t/h 22.36t/h 熟料热耗 663.07kcal/kg 680.38kcal/kg 熟料电耗 13.32kwh/t 13.67kwh/t 水泥综合电耗 55.6kwh/t 54.96kwh/t 熟料28天抗压强度 58.5MPa 59.9MPa 3天 32.8MPa 29.9MPa 粉尘排放浓度 立窑 21.9mmg/m3 生料磨 5.3mmg/m3 水泥磨 2.2/m3 三废利用率 79.89% 75.88% 注:生产统计数是2007年7月份实际生产统计数
自主创新JT型窑取得成功,在水泥行业尤其是立窑水泥行产生了很大影响。 2005年以来已有23水泥企业,与南京建通水泥公司签订了30条生产线的技术转让合同。己投产了20条生产线并全部取得成功,技术经济指标基本上都达到或接近了建通水泥公司的生产水平。
二、解读JT型窑自主创新的技术内涵
许多业内人士用传统水泥机立窑的概念,对JT型窑创造的熟料热耗663Kcal/kg、水泥综合电耗55.6Kwh/t的先进指标,表示质疑和不可思意。笔者从2004年开始对JT窑技术进行了解和跟踪,亲自目睹了它的不断创新和完善过程。现将笔者对JT型窑自主创新技术内涵的理解,介绍给关注这项新技术的广大读者,希望能对大家深入了解和认识JT型窑技术有所帮助。由于受知识产权的限制,对涉及企业核心技术机密之处只能从略,敬请谅解。
(一)、窑的结构有重大创新
破除了传统立窑高度与直径的比例关系。将延续100多年的H:D=4:1改写成H:D=2.1:1。这种高径比的窑型,通风阻力小,烧成速度快。吨熟料烧成电耗比传统立窑降低30%以上(6~8kwh),只有新型干法吨熟料烧成电耗的40%左右。窑的单机生产能力比同容积的传统立窑提高约一倍。
卸料炉篦子结构有重大改进。卸料炉篦子结构形式和高度,都与传统机立窑有很大差别。这种卸料炉篦子,克服了传统立窑中心部位供风不足,严重缺氧的技术难题。化学不完全燃烧产生的CO的热损失,比传统立窑减少了80%左右(240kcal/kg左右)。
送风方式及配用风机有别于传统机立窑。鼓风机的进风部位和进风方式也与一般机立窑不一样,配用的风机不再是高压的罗茨风机,而是压力低 2000pa以上的离心风机。相同生产规模窑的风机功率消减少了30%以上。
(二)、配料方案有创新
为了适应新型窑体结构和离心风机的特性,研究开发出一套高饱和比、高硅率、低液相、多晶种多尾矿的配料方案。这种配料方案的技术核心,是低液相、多晶种、多尾矿。在生料中配有多种工业废渣和尾矿微量成份。这些微量成份在煅烧过程中,充分发挥复合晶种和复合矿化剂的作用,降低了熟料烧成温度,促进了熟料矿物形成。形成的烧成带底火层透气性好、阻力小、熟料质量好。
(三)、窑的操作技术有创新
一般机立窑直径越大越难操作。但JT型窑看火师傅普遍反映,这种窑好操作,劳动强度底。他们总结出一套“上不见火(明火与呲火)、下不见红(红料)”的闭门操作技术,闭门时间达80%以上。窑的操作正在向智能化自动化控制过渡,窑面操作及整个生产过程已实现了DCS集散控制。现已能根据底火和预热带温度自动调节控制腰风和卸料速度;根据出窑熟料温度自动控制冷却风机的用风,确保布袋收尘器在露点温度以上安全运行。
(四)、成球系统有重大改进 预加水小料球是机窑推广多年的新技术,但料球的均匀性没有根本解决。建通水泥公司对预加水系统的喷水系统、双管搅拌器进行了重要改进,并在自动控制上实现了料水双向自动跟踪。成球质量显著提高,φ5~8mm料球的合格率达到95%以上,料球内部空隙率达到30~33%。
(五)、JT型窑自主创新的技术内涵 立窑作为水泥的煅烧窑炉,其传热方式是所有窑炉中最好的,是传热效率最高的传导传热,料球在自燃状态下边燃烧边受热的条件下烧成熟料,但传统立窑由于存在严重的通风不均,在烧成过程中不仅导致煅烧温度不均、熟料质量不稳定,而且因局部缺氧产生化学不完全燃烧,由CO损失了大量热量。所以尽管立窑的传热方式最好,但熟料热耗并不是最先进的,熟料质量也不稳定。目前全国水泥立窑由于化学不完全燃烧CO带走的热损失平均在300kcal/kg左右,高的甚至达到500kcal/kg以上。JT型窑通过窑的结构,配料方案、成球系统、操作技术等方面的创新及革新,形成了JT窑的核心技术,即“窑内均匀通风技术”。窑内均匀通风技术的成功,基本上攻克了困扰国内外立窑水泥工作者100多年化学部完全燃烧和煅烧不均的技术“结症”。目前JT型窑的化学不完全燃烧,由CO带走的热损失已降低到60kcal/kg,比一般机立窑减少了80%左右。就此一项就使JT窑的熟料热耗比一般的机立窑减少了200kcal/kg左右。由此可见,建通水泥公司创造的663kcal/kg熟料热耗的先进指标,是有理论依据的,是完全可靠的。
窑内均匀通风技术的解决,传统水泥立窑技术“结症”多迎刃而解了。不仅对减少化学不完全燃烧产生巨大的影响,而且对提高熟料质量和窑的台时产量、降低熟料烧成电耗都有积极的作用。
三、小结
l、JT型立窑是我国水泥工业一项重大的自主创新技术。攻克了困扰立窑工作者100多年的化学不完全燃烧和煅烧不均的技术难关。熟料热耗、水泥综合电耗、产品质量等技术经济指标及环保,都达到水泥行业先进水平。
2、JT型窑的窑型还归属于立窑系列,但它不属于落后的传统水泥立窑。它有独特的窑体结构,自成体系的配料方案及操作技术。技术经济指标已经达到新型干法水泥的先进水平。因此JT型窑技术和新型干法技术,都是我国水泥工业的先进生产力。
3、自主创新的JT型窑及配套升级技术取得的成功,为中小水泥企提供了技术支撑,填补了新型干法生产技术不适用于中小型水泥生产线的空白。新型干法主要适用于日产4000吨以上的大型生产线,JT型窑技术主要适用于日产2000吨以下的中小型生产线。两者优势互补,优化了我国水泥工业的技术结构和大中小相结合的水泥企业结构。
4、推广应用JT型窑及其配套的升级技术,可使中小水泥企业的技术经济指标,也能达到水泥工业产业政策制定的技术进步目标。JT型窑及配套技术设备具有投资省的优点。用于立窑水泥企业技术改造,水泥吨投资仅儒50-100元(上限为原设备基本不用)。不仅适用于国内中小水泥企业技术升级改造,也可成套技术设备出口。
四、推荐一条日产1200吨熟料的立窑技术升级改造示范线
嫩江华夏水泥公司,是第一家转让JT型窑技术的厂家。采用两台中Ф3.8× 8.5mJT型立窑及配套升级技术,将原有年产30万吨水泥的传统立窑生产线,全面升级改造成日产1200吨熟料,年产70万吨水泥的现代立窑水泥企业。技术经济指标及环保都达到了产业政策发展目标,具体技术经济指标如下:
1、年产熟料42万吨,32.5级水泥70万吨。 2、32.5级水泥综合电耗62Kwh/t。 3、熟料热耗735kcal/kg(实际标准煤耗100kg/t以下)。 4、热料28天抗压强度53~58mpa,3天28~35mpa。 5、出厂水泥抗压强度:32.5复合硅盐水泥3天抗压强度14MPa以上,28天 39MPa以上; 42.5普通硅酸盐水泥3天抗压强度22MPa以上。 6、出厂出泥标准偏差小于1.2MPa。 7、全员实物劳动生产率达到3000吨/人?年。 8、吨32.5级水泥可比成本降低50元。 |