水泥企業(yè)熟料生產(chǎn)線節(jié)約電耗的15條具體措施
節(jié)能減排是永恒的話題,隨著碳達(dá)峰,碳中和概念的提出,新的水泥單位能源消耗限額GB16780-2021的實(shí)施,國(guó)家要求,在2025年,達(dá)到能效標(biāo)桿水平(即GB16780能耗限額等級(jí)1級(jí))的產(chǎn)能超過30%。同時(shí)電價(jià)也在不斷漲價(jià),節(jié)能降耗是實(shí)實(shí)在在的節(jié)約成本,提升效益。目前大部分熟料單位產(chǎn)品綜合電耗在52-61度之間,一部分老舊設(shè)計(jì)生產(chǎn)線還在61度以上,而最新投產(chǎn)二代新型干法生產(chǎn)線已經(jīng)能做到45度以下,各企業(yè)之間差距較大,有較大的提升空間,除了提高產(chǎn)量,加強(qiáng)系統(tǒng)操作等傳統(tǒng)措施外,水泥企業(yè)熟料線重點(diǎn)節(jié)電措施匯總歸納如下:
1、生料工序工藝技改節(jié)能:使用輥壓機(jī)終粉磨工藝代替高能耗球磨機(jī)和老舊立磨工藝,目前生料工序電耗,輥壓機(jī)工藝電耗可以控制到10-12度之間,球磨機(jī)工序一般在20度以上,立磨工藝一般在16-18度左右,優(yōu)秀企業(yè)可以做到15度左右。如果從球磨機(jī)或者老式立磨技改為輥壓機(jī)工藝,噸生料電耗降低明顯,并且輥壓機(jī)的維護(hù)量較小,非物料特別黏濕地區(qū)均可使用,是目前一次性降低噸熟料電耗幅度最大的技術(shù)改造,缺點(diǎn)是一次性投資較大,改造施工周期相對(duì)較長(zhǎng)。
2、對(duì)高溫風(fēng)機(jī),生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī),窯頭、尾排風(fēng)機(jī)、篦冷機(jī)風(fēng)機(jī),煤磨排風(fēng)機(jī)等大型離心風(fēng)機(jī)技改為節(jié)能離心風(fēng)機(jī),并實(shí)施變頻調(diào)速等節(jié)能型調(diào)速方式,一般生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)備選型都偏大,實(shí)際生產(chǎn)中和設(shè)計(jì)有較大偏差,風(fēng)機(jī)不一定在最佳性能曲線上運(yùn)行,加之設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)效率不高,造成整體運(yùn)行效率偏低,目前新設(shè)計(jì)的新型節(jié)能風(fēng)機(jī)效率較高,最高能達(dá)到82-85%;調(diào)速方式目前有傳統(tǒng)的變頻調(diào)速和最新的磁偶調(diào)速(耦)、轉(zhuǎn)子能饋調(diào)速等新型調(diào)速方式(是新技術(shù)理論上比變頻調(diào)速更節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單);目前大部分水泥企業(yè)已經(jīng)部分采用此技術(shù),很少企業(yè)全部改造完畢。建議水泥企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況,先逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估,根據(jù)節(jié)能效果,分批實(shí)施。從目前看大型風(fēng)機(jī)改造(含電機(jī)調(diào)速改造)是熟料工序電耗快速降低最有效的方式,并且技術(shù)成熟,投資回收期較短。
3、使用高效節(jié)能電機(jī)。水泥廠電機(jī)眾多,部分水泥廠建設(shè)時(shí)間較早,當(dāng)時(shí)電機(jī)技術(shù)有限,近年來(lái)電機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速,以前的節(jié)能高效電機(jī)現(xiàn)在已變成普通電機(jī),目前YE4型電機(jī)和永磁電機(jī)是最節(jié)能的電機(jī),國(guó)家也發(fā)布了三批電機(jī)淘汰名錄,建議名錄內(nèi)的淘汰電機(jī)分批更換為YE4系列節(jié)能電機(jī),其中像選粉機(jī)電機(jī),冷卻塔電機(jī)等帶變頻的電機(jī)可以保留或者升級(jí)變頻器,直接更換為永磁電機(jī),取消減速機(jī),提高整體傳動(dòng)效率,節(jié)約能耗。煤磨球磨機(jī)也可以直接改為大型直驅(qū)永磁電機(jī)(立式磨機(jī)也有改造為永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的案例)。大型電機(jī)更換為節(jié)能電機(jī)后,節(jié)能效果明顯,但是投資較大,投資回收期一般情況下比風(fēng)機(jī)改造時(shí)間長(zhǎng)。
4、使用節(jié)能空壓機(jī)節(jié)電??諌簷C(jī)是運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高于設(shè)備費(fèi)用的設(shè)備,建議其中最少有一臺(tái)改為變頻式,應(yīng)對(duì)用氣量的波動(dòng);同時(shí)根據(jù)目前錯(cuò)峰停窯時(shí)間較長(zhǎng)的實(shí)際情況,建議至少一臺(tái)空壓機(jī)采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu),在錯(cuò)峰停窯用氣量較低的時(shí)間段,可以關(guān)閉全廠循環(huán)水泵,減少因單獨(dú)給空壓機(jī)冷卻還需要開全廠循環(huán)水的情況發(fā)生。建議對(duì)空壓站主管路安裝壓縮空氣流量表,日常中加強(qiáng)對(duì)壓縮空氣跑冒滴漏的治理,分析單位壓縮空氣耗電量的變化情況,減少空壓機(jī)電耗。此項(xiàng)技改投資較小,回收期較短,特別是原設(shè)備使用到周期需要更換或者維修量大建議直接更換為新型高效節(jié)能空壓機(jī),做改善型維修。
5、使用節(jié)能水泵。水泥廠水泵主要是余熱發(fā)電循環(huán)水泵和窯系統(tǒng)冷卻水的循環(huán)水泵、消防水泵等功率較大的水泵,技改為節(jié)能水泵加上節(jié)能電機(jī),有廠家余熱發(fā)電循環(huán)水泵更換后,從250kW功率電機(jī),更換為160kW功率電機(jī),節(jié)電效果非常明顯,投資回收期短,一般二年內(nèi)能收回投資。
6、對(duì)窯頭一次風(fēng)機(jī)、二臺(tái)送煤風(fēng)機(jī)等羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。一次風(fēng)機(jī)一般一臺(tái),也有部分噴煤管要求窯頭二臺(tái)風(fēng)機(jī),送煤風(fēng)機(jī)二臺(tái),生料均化庫(kù)底羅茨風(fēng)機(jī)一般三臺(tái),開二備一,對(duì)這幾臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)技改為磁懸浮風(fēng)機(jī)或者空氣懸浮風(fēng)機(jī),一方面降低了現(xiàn)場(chǎng)噪聲,另一方面能節(jié)約噸熟料約1度電。目前磁懸浮風(fēng)機(jī)和空氣懸浮風(fēng)機(jī)技術(shù)日益成熟,技術(shù)性能各有特點(diǎn),各企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際情況選用,此項(xiàng)改造技術(shù)成熟,投資不高,還能降低噪聲,改善現(xiàn)場(chǎng)員工作業(yè)環(huán)境,建議一次性或者分批進(jìn)行改造。
7、降低窯頭、窯尾收塵器阻力,降低系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電耗。建議窯尾袋收塵入口負(fù)壓控制在-500Pa以內(nèi),窯尾收塵器阻力應(yīng)控制到1000Pa左右,目前最好的水平能控制到800Pa以內(nèi),超過1500Pa,要考慮換濾袋;阻力大小,對(duì)后續(xù)風(fēng)機(jī)的電耗影響很大。同時(shí)定期對(duì)收塵器密封性進(jìn)行檢查,重點(diǎn)人孔門,殼體焊縫等部位,另外注意檢查收塵器灰斗排灰處內(nèi)漏風(fēng)情況,采用質(zhì)量較好的分格輪,或者采用二層交替開啟插板閥,或者使用目前新技術(shù)的皮簾閥等方式加強(qiáng)密封,加強(qiáng)日常的檢查維護(hù)。
8、降低系統(tǒng)漏風(fēng),減少風(fēng)機(jī)電耗。注意出預(yù)熱器氧含量和窯尾煙囪氧含量數(shù)值以及差值情況,來(lái)判斷窯頭、窯尾密封和預(yù)熱器漏風(fēng)情況,必要時(shí)進(jìn)行窯頭、窯尾密封改造;通過開停立磨窯尾煙囪氧含量的差別,判斷立磨系統(tǒng)漏風(fēng)的情況,對(duì)立磨系統(tǒng)可以采用密封小倉(cāng)加密封板喂機(jī)或者新型密封轉(zhuǎn)子喂料設(shè)備替代漏風(fēng)量大的老式分格輪或三道閥設(shè)計(jì);特別關(guān)注管道的膨脹節(jié)和閥門轉(zhuǎn)軸處、鋼板連接處焊縫等部位的檢查,通過加強(qiáng)全系統(tǒng)漏風(fēng)情況治理,節(jié)約風(fēng)機(jī)電耗,目前優(yōu)秀企業(yè)生產(chǎn)線窯尾煙囪氧含量在停立磨期間可以降低到5%以下;且窯尾煙囪氧含量還關(guān)系到環(huán)保排放數(shù)據(jù)的折算,是非常重要的控制參數(shù)。
9、提高余熱發(fā)電量,降低余熱發(fā)電自用電率。噸熟料發(fā)電量正常值在30-35度之間。如果發(fā)電量較低,可以進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)改造比如:使用新型螺旋翅片換熱管、對(duì)鍋爐進(jìn)行干冰清洗積灰等提高發(fā)熱電量;對(duì)余熱發(fā)電自用電率,目前優(yōu)秀企業(yè)已降到5%以下,在4%左右。建議采用射水抽氣泵改造,節(jié)能水泵改造、部分冷卻塔電機(jī)還可以改為水輪機(jī),利用余壓帶動(dòng)風(fēng)扇冷卻降溫,不再消耗電能等措施,降低自用電率。
10、降低煤磨電耗。受煤質(zhì)不同,目前各企業(yè)煤磨電耗也差異較大,但是也都有優(yōu)化的空間,如煤磨立磨工藝,可以對(duì)選粉機(jī)進(jìn)行改造,提高產(chǎn)量,降低電耗,煤磨噸原煤電耗最好降低到32度電以下;使用球磨機(jī)工藝的建議進(jìn)行磨機(jī)內(nèi)部改造,最好降低到42度電以下。
11、降低預(yù)熱器阻力,降低高溫風(fēng)機(jī)噸熟料電耗。高溫風(fēng)機(jī)是重要的耗電大戶,在噸熟料中占比較大,除了使用節(jié)能高溫風(fēng)機(jī),變頻調(diào)速節(jié)能外,通過對(duì)預(yù)熱器和分解爐系統(tǒng)進(jìn)行改造,減少C1出口負(fù)壓,降低高溫風(fēng)機(jī)電耗,目前因設(shè)計(jì)和超產(chǎn)原因,部分生產(chǎn)線C1出口負(fù)壓達(dá)到負(fù)7000-8000Pa,而新設(shè)計(jì)的低阻力預(yù)熱器出口負(fù)壓只有4000多Pa,新設(shè)計(jì)的六級(jí)預(yù)熱器出口負(fù)壓也才5000多Pa。建議沒有條件進(jìn)行大型改造的企業(yè),結(jié)合自身工藝情況企業(yè)自己對(duì)煙室縮口、旋風(fēng)筒蝸殼尺寸、進(jìn)口截面積、分解爐縮口截面積、分解爐彎頭等高阻力部位,進(jìn)行局部擴(kuò)容微改造,減少系統(tǒng)阻力;同時(shí)在操作中關(guān)注C1出口氧含量和一氧化碳含量,改變操作習(xí)慣,減少過度拉風(fēng)。
12、降低篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)群的電耗。篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)眾多,除了采用節(jié)能風(fēng)機(jī),電機(jī)之外,減少篦冷機(jī)內(nèi)部漏風(fēng)、串風(fēng)現(xiàn)象,減少做無(wú)用功的電耗;盡量提高前幾室風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓,加強(qiáng)熟料急冷效果,提高二三次風(fēng)溫,同時(shí)關(guān)注篦縫情況,定期清理維護(hù);對(duì)于部分第四代篦冷機(jī)下面弧形閥配重和通風(fēng)孔面積可以進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化調(diào)整。
13、降低輸送設(shè)備空轉(zhuǎn)、低效運(yùn)行浪費(fèi)的電耗。最近二年隨著環(huán)保嚴(yán)控,超載治理,水泥廠進(jìn)廠很多物料質(zhì)量參差不齊,大塊物料,雜物、黏濕物料等時(shí)有發(fā)生,來(lái)料時(shí)間也不是很穩(wěn)定,各種突發(fā)狀況增加,造成進(jìn)廠帶料皮帶、提升機(jī)等輸送設(shè)備不能很好的滿負(fù)荷運(yùn)行,必須從管理上控制好進(jìn)廠原料的質(zhì)量和來(lái)料時(shí)間,采取一定的技術(shù)手段降低輸送設(shè)備空載和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間,節(jié)約電耗。
14、提升傳動(dòng)效率節(jié)電。傳統(tǒng)的大型提升機(jī)和皮帶機(jī)等驅(qū)動(dòng)設(shè)備一般采用液力耦合器傳動(dòng),效率低,且易出故障,新型磁力耦合器在提高傳動(dòng)效率和減少震動(dòng),安裝精度調(diào)整上均比液力耦合器具有優(yōu)勢(shì);目前磁力耦合器又分為多種結(jié)構(gòu),各有優(yōu)缺點(diǎn),大家可以根據(jù)情況選擇。并且磁力耦合器單價(jià)價(jià)格不高,可以根據(jù)情況一次性批量更換或者逐臺(tái)更換。
15、建設(shè)能源管理中心、智能操作系統(tǒng)等,采用數(shù)字化、智能化方式節(jié)電。能源管理中心是管理工具,本身不會(huì)節(jié)約能源,但是通過數(shù)據(jù)分析對(duì)比,對(duì)標(biāo)先進(jìn),能找到系統(tǒng)中能耗浪費(fèi)點(diǎn)和差距點(diǎn),通過采取技術(shù)和管理手段有針對(duì)性的改進(jìn)和優(yōu)化控制,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。智能化操作系統(tǒng)比傳統(tǒng)人工操作更加的精準(zhǔn),預(yù)判性更強(qiáng),從而起到臺(tái)時(shí)最優(yōu),能效最低的效果,采用智能化操作后,一般能降低1-3度電耗。
以上措施各企業(yè)可以根據(jù)自己實(shí)際情況,進(jìn)行摸底測(cè)量分析,可以先進(jìn)行投資小的,回收期短的項(xiàng)目實(shí)施;建議設(shè)備到周期需要更換的,直接更換為最新型的節(jié)能設(shè)備,采取這種改進(jìn)型維修方式;通過以上措施的實(shí)施,相信絕大部分水泥企業(yè)的熟料單位產(chǎn)品綜合電耗都能降低到二級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn)57度以下要求,部分企業(yè)能達(dá)到新國(guó)標(biāo)一級(jí)要求48度以下能耗水平。
另外目前光伏發(fā)電和新型儲(chǔ)能技術(shù)日益發(fā)展,價(jià)格不斷降低,很多水泥企業(yè)都建設(shè)了分布式光伏發(fā)電站和儲(chǔ)能電站,行業(yè)內(nèi)也提出了零購(gòu)電礦山,零購(gòu)電工廠,光伏發(fā)電是未來(lái)的趨勢(shì),目前各地還有不同優(yōu)惠政策,建議各水泥企業(yè)可以根據(jù)當(dāng)?shù)卣叩那闆r和企業(yè)空地,屋頂、堆棚頂?shù)葓?chǎng)地情況擇機(jī)進(jìn)行建設(shè)。最少可以先建設(shè)車棚、辦公樓頂部太陽(yáng)能發(fā)電,配合儲(chǔ)能技術(shù),給員工建設(shè)新能源充電樁,方便員工電動(dòng)車、新能源車充電。
目前,水泥需求下行趨勢(shì)凸顯,能源價(jià)格居高不下,成本長(zhǎng)期高企,利潤(rùn)不斷壓縮成為常態(tài),提高能效水平,降低成本壓力成為水泥企業(yè)提升綜合實(shí)力與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵突破點(diǎn)。
(信息來(lái)源:水泥網(wǎng))