工艺与设备
建街目麓商
２０１２年６月
对水泥生产节能工艺技术的措施
叶伟
［华润水泥（鹤庆）有限公司］
摘
要：我国是世界最大的水泥生产国和消费国，２０１０年全国水泥产量１８．７７亿ｔ，约占世界水泥总量的１，２。由于水泥在生产过程中
会产生高污染和高耗能的缺陷，怎样处理这个问题，并能实现节能降耗，是当今世界水泥行业共同面临的难题。
关键词：水泥工艺；节能减排；技术措施
２１世纪的中国是一个崛起的国家，已经逐渐的从落后的水泥工业小
国演变成强大的水泥工业国。水泥行业在经济发展过程起到了重要的作
用。由生产技术讲起，我国的水泥生产技术日益熟练，现代化水泥工业雏
形逐步形成。
１水泥行业节能减排的技术措施
１．１原料及产品的改善
１．１．１混合材料的添加
目前，由于水泥企业在对熟料粉磨时及粉磨后都需要对水泥添加混
合材料，这样子做的目的是为了更好的发挥水泥的功能，从而满足不同
工程对水泥原料的要求。混合材料添加品种主要是：矿山开采过程中的
山体石屑和剥离物，还有炼铁、炼钢生产过程的固体废渣。从而可以实现
二次使用资源，并响应了国家提出的节能降耗的战略。
１．１．２原料的替代
要达到节能降耗的效果，我们可以从原料的角度出发，利用工业废
渣来代替石灰石在原料中的比重。目前，含有Ｃａ０的工业废渣很多，包括
矿渣、钢渣及碳化炉渣等，这些都是经过高温处理，其中ＣａＯ的形式已经
成为铁酸盐、硅酸盐和铝酸盐。其含量可以保证在物料被利用时不需要
再像石灰石那样对ＣａＣＯ，进行加热分解处理。实践证明，处理石灰石中
的ＣａＣＯ，能源消耗占熟料烧成热耗的５０％以上。
１．２改进生产工艺
１．２．１改进粉磨技术添加助磨剂减少电耗
水泥生产过程中磨粉工艺流程是消耗能量较多的环节。在磨制过程
中引进新的技术及较好的设备，可以实现节电方面的效果。
１．２．２变频调速技术可以节能
变频调速技术可可以对辅助系统起到节能的作用。最大的节能功能
是在于对风机耗电的控制。经测算，生产Ｉｔ水泥的耗电量中约有３０％的
消耗是工况调节用风机上。利用变频调速技术对生产用风机进行控制改
良，可节电约２．５ｋＷ・Ｍ熟料，相当于１ｋｇ标准煤。
２充分利用废料
２．１水泥窑辅助处理废料技术
高温处理方法可以较好的处理水泥废料，至少在１０００℃的环境下保
持２ｓ才能使物料无害。由于水泥窑炉的温度可长时间保持在１０００℃以
上，因此把水泥窑炉作为特殊机构使有害废料在其中煅烧８ｓ左右，就达
到了废料无害处理的基本要求。另外，水泥窑炉内部的碱性可起到中和
作用，使部分有害物质以盐的形式稳定存在，减少了二恶英的产生条件。
很明显，在高温作用下，排放气体中的有害物质已大大地降低，尤其
是ＣＯ：因水泥生产中对盐类结晶的需要而减少。某企业生产３０００９ａ水
泥熟料的过程中，处理废物近１０ｘ１０４ｔ，基本实现了废弃物的节能化和无
害化。
２．２利用低温余热发电
提高能源利用对于资源再利用也是节能的形式之一。在水泥生产中
体现的就是对于余热的利用。目前，较为广泛的方式是利用余热发电。其
既节省了电能消耗又实现了水泥生产的节能减排。例如，闪蒸余热发电
技术就是在发电系统中利用闪蒸理论，利用余热对水加热产生蒸汽和热
水，并将主蒸汽和热水进行分流，蒸汽进入高压汽口，热水进入闪蒸装置
后产生低压蒸汽，将主蒸汽和低压蒸汽一同引入汽轮机内作为动力实现
发电。作功后的低压蒸汽还凝聚为锅炉供水。整个过程同时产生了电能
和热水两种产品。
３降低主要生产设备的能耗
水泥厂很多的用电设备都可以实现节能的作用。
３．１针对主要设备所能采取的节能措施
针对球磨机，目前较为成熟节能措施是采用ＷＹＱ６系列液体电阻启
・１５０・
动器，改善大中型绕线式异步电动机的启动性能。它利用两极间的液体
电阻，通过机械传动装置使极板距离逐步接近，达到串入转子回路的电
阻无级变小直至为零，实现电机无冲击地平滑启动。其特点是启动电流
小，对电网无冲击，热容量大，可连续启动５．１０次，维护方便，使用可靠。
对绕线式电动机可采用ＷＰ５系列静止式进相器作为补偿设备，将Ｔ频７
电源变为和转予电流同频率，且相位超前的电势叠加到电机转子回路
中，改变转子电流与转子电压的相位关系，进而改变电机定子电流与定
子电压的相位关系，最终达到对电机补偿的目的，同时电机自身运行电
流也被减小，相应的电机铜损降低２０～３０％，效率提高，电机温升降低，产
生良好的节能效果。
国家对三相异步电动机３个运行区域作了相关规定，考虑到既能满
足水泥厂设备运行需要，又能使其尽可能地提高效率，水泥企业一般负
载率保持在６０～１００％较为理想。根据破碎机在水泥工况下的运行状况，
可采用新一代ＷＤＪ６系列智能型电机节电器作为电机节电设备，其适用
于低压各种轻负载和变负载的鼠笼电机，是通过控制三路双向可控硅的
导通状态，控制电机的启动电流和电机运行时的输出功率，实现电机恒
流软启动、自动跟踪电机负载变化、自动调节输出功率。通过捕捉和过滤
输电线路中有害的脉冲波一瞬流，达到稳压、保护和节电的目的。
对于水泥厂风机的节能改造：①采用ＷＹＱ６系列液体电阻启动器作
为启动设备，ｗＰ５系列静止式进相器作为补偿设备．解决风机启动电流
过大，运行中功率因数过低等问题；②采用ｗＹＴ液体电阻调速器或
ＷＢＴ变频器调节风机风量，ＷＹＴ液体电阻调速器与ｗＹ０６液体电阻启
动器类似，唯一不同之处在ＷＹＴ液体电阻调速器可通过手动或自动方
式调节液阻大小，达到电机调速的目的；③应用电机凋速技术，检测温度
等外围信号，自动送风排风，实现风机输出风量的自动控制。后两种方案
都能彻底解决使用挡风板或放风阀等老式风量控制方法造成的电能浪
费现象。由于风机、泵类设备均属平方转矩负载，其流量与转速成正比，
压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。当风机、水泵的
转速下降１０％时，电机消耗功率下降２７．１％。
３．２针对低压配电系统中辅助设备采取的节能方案
为解决众多中小型电机由于启动电流大而产生对电网冲击的问题，
采用新一代ＷＧＱ７固态软启动器对电机实现平滑启动。ＷＧＱ７系列固态
软启动器广泛用于低压鼠笼式电机，通过控制三相双向晶闸管的导通状
态控制电机的启动电流，实现电机的平滑启动，减小电机启动对电网的
冲击。
针对低压配电系统普遍存在三相负载不平衡现象及电容集中补偿
效果并不是理想的情况，采用ＷＢＪ电容精确补偿方案，对低压配电系统
实现互相共补与分补相结合的处理，不仅采取三相电容共补技术，同时
采用单相电容分补技术，对低压系统中各负载作到精确补偿，效果优于
电容集中补偿，降低了配电线路部分无功损耗，使得功率因数进一步提
高。单相电容分补技术是根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进
行相应的单相补偿，对其他相不产生影响，不会产生欠补偿和过补偿的
情况。由于采取了电容分补技术，使得三相不平衡现象得到改善，进一步
降低系统损耗。方案中采用就地补偿技术，在低压配电线路末端的负载
处，直接提供负载所需要的无功功率，减小低压配电网自身的无功流量，
降低线损和线路电压降。
４结束语
综上所述，水泥在建筑材料中起到极其重要的作用目前。由于，水泥
行业具有高消耗的缺陷，怎样实现节能降耗并达到环保作用这已经成为
水泥行业共同探讨的热题。
参考文献
…黄水．水泥工业节能环保新技术『Ｊ１江苏建材，２０１０．
［２１张日华．改造型水泥粉磨站增产节能措施『Ｄ１．洛阳工业高等专科学校，２００７．
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