據資料調研,我國目前能耗行業主要集中在建材行業、冶金行業和化工行業。 其中,建材行業約佔總能耗的7%,建材行業中的水泥行業在能耗方面高達75%,在生產過程中排放大量CO2,不利於節能環保理念的實施。 這就需要引進一定的節能減排技術,促進水泥行業的可持續發展。
.水泥行業生產工藝的改進1.變頻調速技術的應用。
變頻技術在水泥行業生產過程中應用的目標是節能調控,典型的是採用變頻技術來控制風機的功耗。 根據長期的實踐研究,已經發現1t水泥生產過程中的耗電量將達到100kwh t,其中約30%的耗電量用於風機調節。 通過應用變頻調速技術進一步控制風機,使用標準煤可節省1kg,技術使用兩年後可收回投資。
2.研磨技術的應用和助磨劑的新增。
為了達到降低能耗的目的,水泥行業普遍採用輥壓機的終磨技術,在施用過程中平均可使產品的功耗降低40%左右,但一般施用效果會因水泥成分的不同而有所不同。 同時,立磨系統在粉磨技術上也具有一定的節能效果,如墨西哥多家水泥廠家採用的立磨系統,水泥產量為113t h,表面積為385公斤,立磨機組的功耗僅為187kwh/t。這種方法也涉及國內一些水泥生產企業,如亞太公司的水泥廠,與以往應用的盤管流磨機相比,使用該技術可節省水泥10kwh。此外,在助磨劑的使用方面,據相關資料統計,它可以節省約4kwh t的粉磨功耗,即使很難在成本上節約,但它可以在降低水泥粉磨的功耗方面發揮顯著作用。
.專注於產品和原材料的改進為了達到節能減排的目的,水泥企業在粉磨材料的過程中往往會新增某些混合材料,這樣可以提高水泥的效能,並將其應用到實際的建設專案中。 一般來說,鋼鐵生產中形成的固體廢物殘渣或礦石中存在的石屑和山條都可以選擇混合材料,具有很大的節能潛力。 此外,在原料使用方面,水泥生產中的石灰石也可以用工業廢渣代替,可以獲得一定的節能減排效果。 究其原因,許多含有CAO的廢渣,如鋼渣、礦渣等,往往在高溫下處理,使CAO以形式轉化為鐵氧體或矽酸鹽,二氧化碳含量小,無需再次加熱分解。 根據以往的實踐研究發現,在熟料燒成的熱耗中,石灰石中CaCO3的能耗至少為50%,需要引入鈣代原料,才能達到節能減排的目的。
.廢料再利用1.充分發揮水泥窖在垃圾處理中的輔助作用。
為了使水泥廢料無害化,對水泥廢料的處理常採用高溫處理方法,其中溫度要求達到1000°C。 在這種情況下,可以應用水泥窖爐,可以在一定時間內將溫度控制在1000°C以上,通過危險廢物的煅燒,使水泥廢料達到無害化處理的要求。 同時,水泥窖爐本身在結構上也具有一定的鹼度,可以利用中和作用避免有害物質的頻繁流動,使二惡英不具備形成條件。 一般氣體中的有害物質在高溫作用下會大大減少,而水泥生產需要鹽結晶,這樣可以減少CO2的產生,以生產3000t水泥材料為例,水泥窖使用後處理的廢物約為10 104t,使水泥廢料無害化,也達到了節能的目的。
2.低溫餘熱發電技術的應用。
目前,工業生產中的節能更注重資源的再利用,餘熱可用於水泥行業。 通過餘熱發電的形式,可以降低電能消耗,滿足水泥節能生產的要求,如將發電系統中涉及的閃蒸餘熱技術應用於閃蒸理論,使水加熱過程利用餘熱形成熱水和蒸汽,完成分流過程, 熱水流動後,閃蒸裝置會形成低壓蒸汽,高壓蒸汽出口將吸收所有蒸汽,使低壓蒸汽與高壓蒸汽口的主蒸汽共同作用,成為蒸汽輪機發電的動力。而且,其中的低壓蒸汽在作用後會繼續冷凝,形成鍋爐供水。 因此,應用低溫餘熱技術是產生熱水和電能的重要途徑,符合水泥行業節能減排的要求。
.降低生產設施能耗的措施(1)生產中所用主要裝置的節能。
1.三相非同步電動機的節能措施。
現階段,我國已對水泥行業生產過程中使用的三相非同步電動機提出了相關規定,要求應用過程的執行負荷率控制在80%左右,在穩定執行的同時可以提高生產效率。 根據水泥行業生產中破碎機的執行狀態,在電機節能裝置方面可選用目前的WDJ6系列節電器,可控制三通雙向閘流體,保證其處於導通狀態,並在執行過程中調節輸出功率和裝置啟動電流, 具有智慧型化和自動化的一定優勢。同時,它還可以及時檢測線路中的有害脈衝波,以確保電壓穩定,達到省電的目的。
2.球磨機的節能措施。
對於球磨機,在節能方面可以引入液體阻力起動器,可以顯著提高非同步電動機的起動效能。 其應用原理是機械傳動裝置在施加液體阻力的情況下,逐漸減小板與板之間的距離,直到電阻為0,平穩啟動電機。 應用時不會對電網造成影響,連續啟動次數可達8次左右,執行相對可靠,易於維護。 在繞線電機節能方面,可以引入靜態相位入口等相關補償裝置,通過改變轉子電壓和電流之間的相位關係來達到補償電機的目的。 因為應用補償裝置後,電機執行中的電流會減少,因此電機的銅損會減少,節能效果明顯。
3.風力發電機組的節能措施。
水泥行業風機的節能措施首先是在可啟動裝置中選用液阻起動器,在補償裝置中選用靜相入口,這樣可以解決起動風機電流過大、執行功率因數低的問題。 其次,為了使電機調速更加合理,可以使用可以手動調節或自動調節的液阻調速器來有效控制液阻的大小。 最後,引入電機調速技術,可以檢測外圍訊號,自動完成排風送風過程,自動控制輸出風量。 在傳統風量控制過程中,通常採用放風閥或擋風板,容易浪費過多的電能,因此後兩種方法都可以有效解決傳統風量控制方式中存在的問題。
2)生產中輔助裝置的節能措施。
以水泥行業使用的低壓配電系統為例,大多在電容補償方面無法達到預期效果,三相負荷不穩定。 對此,可以引入WBJ電容精確補償技術,該技術可以與分補償相結合,在加工過程中相互補充的同時,精確補償系統負載。 與電容集中補償技術相比,這種補償技術的應用大大提高了功率因數,降低了線路的無功損耗。 此外,補償技術的應用更注重區域性補償,可以在路盡提供相應的無功功率,解決低壓配電網系統中的無功流量問題,降低線損。
應用節能減排技術是促進水泥行業可持續發展的重要途徑。 在實際應用過程中,要求企業正視當前生產過程中不利於實現節能減排目標的問題,注重生產工藝的改進、替代原料的應用、廢料的再利用和生產裝置能耗的降低, 等,從而促進水泥企業經濟效益、社會效益和生態效益的共同提公升。
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