水泥熟料煤耗过高怎么改进（煤炭质量影响水泥产量）

水泥熟料煤耗过高怎么改进（煤炭质量影响水泥产量）我国已探明的煤炭储量超过6000亿 t ，居世界第三位。在我国已探明的煤炭储量中，煤种齐全，但各煤所占的比例相差较大，且分布不均匀。从省区看，山西、内蒙古分别占总储量的33％和25%，而湖北、湖南、江西、广东及福建等省的煤炭储量不足总量的0.5%。此外，我国煤种的地区分布也极不均匀，表2列出了我国炼焦煤及无烟煤的地区分布情况。预分解窑用的煤首先要制成煤粉，一小部分（约40%）用空气将它喷入窑内燃烧，而大部分（约60%）则喷入分解炉内燃烧。生产中为了控制窑内火焰的形状、温度、强度及高温带的长度，要求煤具有较高的挥发分，分解炉内燃料则要求在分散均布的情况下及时完全燃烧，否则过多地带入芷风筒则易出现结皮、堵塞等工艺故障。烟煤的燃烧特征是：着火温度低，燃烧速度快，火焰集中且温度高，煤粉经燃烧器喷入水泥回转窑，火焰温度高达1700~1800℃，保证了水泥熟料在1450~1550℃的烧成温度。因此，回

煤炭是我国水泥生产的主要燃料、又是水泥生产原燃料消耗的主要指标之一。煤炭质量不仅影响水泥熟料煅烧的产量、质量，而且也关系到水泥生产成本的高低。由于生产工艺设备不同，对煤的质量和种类有不同的技术要求、只有选择质量合适的燃料才能充分发挥工艺设备的效率，因此、对水泥生产用煤、采用先进的测试手段、加强煤的质量管理、是保证降低煤耗，提高水泥产品质量的重要一环。

煤的发热量是煤质分析中的一项重要指标。也是水泥生产配料配热量计算的主要依据。煤的发热量准确与否、直接关系到窑内热工稳定的关键，如果煤的发热量测量不准确、必然导致用煤超标的后果。“煤发热量测定方法”国家标准已实施近40年。在煤炭、电力、冶金、化工等行业，应用发热量测定仪已成为普遍。然而、我国水泥生产中只有少数重点水泥企业在应用发热量测定仪、对进厂原煤和生产用煤的发热量进行控制。而大多数立窑水泥企业至今仍然沿用煤工业分析值加经验公式计算的发热量结果。煤发热量计算的经验公式有它的局限性、不同的煤种推导出不同的经验公式，但所有经验公式计算的发热量结果，与实测发热量都有一定的误差、尤其是一些地方小煤矿生产的煤，采用经验公式计算的发热量结果相差更大。因此。国家有明文规定销售煤必须以实测发热量计价。

我国立窑水泥厂遍布全国各地，大多是“因地制宜、就地取材”发展起来的。因此，水泥生产所用燃料比较复杂。有的由于当地缺少无烟煤。多采用烟煤或无烟煤加烟煤混合用。并且以媒研石配料、其中煤研石的发热量又采用烟煤发热量的经验公式计算。这样所产生的误差就更大。三种燃料配入生料中。就更难计算出准确的配热量。

长期以来，我国立窑水泥生产煤耗普遍较高。各水泥企业相差较大。其原因除企业管理、生产工艺设备、煅烧操作方法等外，与煤质分析测试手段落后有着直接关系。近几年我们在十几个省市推广使用发热量测定仪、所测定的黑生料发热能量结果，最低在2200焦耳，最高为3800焦耳、以熟料热能耗计为6080焦耳。在所测量的水泥厂中、大部分黑生料的发热能量都在3000焦耳左右、以熟料热能耗计为4796焦耳。以上结果。虽然仅是少数泥厂的结果，但所代表面比较大。南北方都有，因此。降低立窑生产水泥的热耗还大有余地。

众所周知，煤炭是有机和无机矿物的混合物，是自然界最不均匀的矿物。各企业进厂的原煤，即使是同一批煤炭，其热值也变化较大。回转窑与立窑煅烧工艺不同。回转窑用煤是经过破碎、烘干、粉磨然后入密，实际上这也是一个加工均化的过程。只要加强生产用煤和入窑煤粉的控制、就能保证发热量的稳定。而许多立窑水泥企业的工艺设备比较落后、难以达到燃煤的均化处理，入窑的黑生料料球中发热量忽高忽低直接影响窑内热工的稳定。因此、必须采用发热量测定仪，加强对出磨生料和入窑生料的发热量及时而准确地控制。才能保证入窑生料配热量的稳定。

热量仪的出现已有100多年的历史、是一种比较成熟的测试仪器。随着科学技术的进步。小型计算机的问世。取代了长期处于人工操作和繁琐的计算。加快了分析速度。中国建材院开发的系列发热量测定仪，就是在最新发展起点的基础上进行研制的。无论是普通型或全自动型的热量仪均以计算机控制。其软件的开发更是结合水泥生产的需要，编制了各种发热量的计算以及标准煤耗和水泥生产用煤常用煤质指标的计算。仪器的性能已达到了国外同类产品的水平。测量准确度不受样品来源、品种的影响其温度分辨率。

煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给生料碳酸盐分解及熟料烧成所需要的热量。但是其所含的灰分，一般都全部进入水泥熟料中，从而影响水泥熟料的成分和性质，从这一方面讲，煤又是生产水泥的一种“原料”。因此，水泥厂对于用煤的质量应有一定的要求。

预分解窑用的煤首先要制成煤粉，一小部分（约40%）用空气将它喷入窑内燃烧，而大部分（约60%）则喷入分解炉内燃烧。生产中为了控制窑内火焰的形状、温度、强度及高温带的长度，要求煤具有较高的挥发分，分解炉内燃料则要求在分散均布的情况下及时完全燃烧，否则过多地带入芷风筒则易出现结皮、堵塞等工艺故障。烟煤的燃烧特征是：着火温度低，燃烧速度快，火焰集中且温度高，煤粉经燃烧器喷入水泥回转窑，火焰温度高达1700~1800℃，保证了水泥熟料在1450~1550℃的烧成温度。因此，回转窑最好使用烟煤，发热量在20900kJ/ kg 以上，挥发物在18~30%，最好在20~25％之间，灰分28%（湿法窑）或s25%（干法窑）。

我国已探明的煤炭储量超过6000亿 t ，居世界第三位。在我国已探明的煤炭储量中，煤种齐全，但各煤所占的比例相差较大，且分布不均匀。从省区看，山西、内蒙古分别占总储量的33％和25%，而湖北、湖南、江西、广东及福建等省的煤炭储量不足总量的0.5%。此外，我国煤种的地区分布也极不均匀，表2列出了我国炼焦煤及无烟煤的地区分布情况。

在我国广大南方地区埋藏着以低挥发分为主的无烟煤，其燃烧特征与烟煤相反，难烧，使用中表现出很强的惰性。因此，在一段时间里用无烟煤作元回转窑燃料一直被否定，在其他工业领域也存在相类似的情况。烟煤主要分布在我国北方地区，长期以来，为了满足南方地区能源使用的需要，我国的总体格局是北煤南运。据资料统计，我国生产水泥用煤量占煤炭总供应量的3%~4%，仅次于发电、炼焦、生产合成氨等几个行业。在传统的水泥生产工艺中，回转窑生产线必须使用烟煤，这些烟煤主要来自北方的一些大煤矿，这样一是增加北方烟煤的消耗量；二是增加了铁路运力；三是对煤炭未能做到物尽其用，使煤炭的利用率大大降低；四是南方水泥厂大量使用北方产烟煤，由于运费消耗，煤价上扬，水泥生产成本大大提高，且由于交通运输紧张，为保证水泥连续生产，水泥工厂必须建大的贮煤场来贮煤，既增加了水泥厂基建投和占地面积，也使生产成本提高，影响工厂经济效益。国内如此，国外也一样，如何解决这一问题，只有使回转窑合理使用当地产的无烟煤煅烧水泥熟料。近十多年来，国内外在回转窑无烟煤煅烧技术方面取得了进展，在无烟煤煅烧机理、煅烧装备的研究开发方面取得了突破，采用低挥发分烟煤、石油焦、无烟煤等燃料用于回转窑煅烧相继取得了成功，技术已十分成熟。

立窑正好与回转窑相反，由于烟煤挥发分较高，容易挥发，为了减少挥发物在立窑预热带低温缺氧情况下来不及燃烧被排到窑外，造成热量的损失。另外，烟煤燃烧速度太快，上火太快，底火层太薄，也不利于立窑煅烧，所以立窑最好使用无烟煤。通常要求无烟煤挥发物≤12%，最好在6~10%；灰分＜25%；发热量＞20900kJ/ kg 。但由于立窑对燃料适宜性较强，在没有合适煤的情况下，为了充分利用当地燃料，降低生产成本，也可采用品质较差的煤甚至烟煤。采用品质较差的煤，由于发热量低，灰分大，质量不稳定，燃烧速度慢，立密上火慢，窑温难得提高，熟料产量低，而且质量也会有影响。应加强煤的均化，提高生料的粉磨细度，采用矿化剂，适当降低 KH ，加强窑的操作，保证熟料质量。如果立窑采用烟煤作燃料，应提高熟料的热耗，以防止窑温不够造成熟料质量下降。

具体节能降耗如下；

水泥厂节能减排可以从以下几个方面做起：燃煤工业（窑炉）改造、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、除尘系统改造等项。

1．窑炉节煤

(1）使用高性能隔热材料：窑、冷却机、预热器、热风管道等设备上，在新建、检修工程中使用高性能隔热材料减少散热。(2）合理设置工艺参数：在配料、窑炉用煤量用风、预热器一级筒出口温度等各生产环节合理设置工艺参数，减少系统漏风，控制排出系统的气体、物料温度，降低总用煤量（3）严格管理：把原煤进厂至使用的全过程纳入科学管理体系中。在计量、取样、质量检验、密码抽系中。在计量、取样、质量检验、密码抽样、保管、使用等各生产环节，制定合理制度，规范管理，责任到人。

2、余热发电

采用纯低温余热发电技术。在新建水泥熟料生产线配套设计纯低温余热发电项目，在原有水泥熟料生产线改造配置纯低温余热发电项目。2000t/ d 级水泥熟料生产线配置4.5 MW 发电机组，5000t/ d 级水泥熟料生产线配置9MW发电机组，实际单位发电量达到36 kwh / t 以上。

3、电机系统节能

(1）变压器节能：合理确定变压器容量，使其运行于最佳状态。更换成新型节能S9型变压器，减少空载时由铁损，漏磁损耗，激磁电流产生的铁损和负载时由负载电流在变压器线圈电阻上产生的损耗（其大小与负载电流的平方成正比）它在降低空载损耗的主要方法下改进变压器的设计和制造工艺，采用质量更好的铁芯材料（低损耗硅钢片）与S7系列相比，其空载损耗比S7下降10％以上，负载损耗下降20％以上。

(2）无功补偿节能：无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则将会使系统电压降低、设备损坏、功率因数7降。严重时，会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。此，解决电网的无功容量不足，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网的降损节电，安全可靠运行有着极为重要的意义。采取的主要解决方案：完善的电容就地偿主要有以下三大功能：增容15-35%;节电4-10%；保护设备，提高效率。

(3）速节能：变频调速的节电方法是改变用电频率来调节电机速度来满足负载要求从而达到节电效果。在电压电流都不改变时，节电量与用电量成正比，性能特点是：可直接使设备平滑起动。具有自动转矩补偿功能。调速范围大，调速比一般可达10:1至5:1。4、调速平滑性好。无极加速根据电机负载情况，节电率可达20~50%。

适用设备：离心风机，需要长期关小阀门调节的风机，如磨排风机、冷却机风机等。罗茨风机，需要排放多余的风的罗茨风机。泵。皮带机，为适应带负荷启动电机选型偏大、物料层薄的皮带机等。高压或低压离心风机，200kW以上，风门开度经常不到80%，节电率在20%~40％的，可做节电改造。罗茨风机，37kW以上，排空在15％以上，节电率在15%~40％的可做节电改造。

(4）节能器节能：根据具体设备电能利用情况及运行状态，为提高电能利用率而专门设计、制造的系列专利产品，如无功自动补偿装置、电机节能器等等。

(5）线路降损节能：根据负载电流，选用最经济的输电线路线径。更换不安全、不经济、绝缘老化线路。（特别是铝芯，一般说来使用8年以上的铝芯线都要换掉）。清洁导线接触面。更换线路中的不良控制器。

(6）进相器节能：主要用于大功率三相绕线式异步电动机，串接于电机的转子回路，用以提高而降低产品的单位能耗。其主要好处有：功率因素提高到0.95以上。进相后定子电流降低10%~20%，降低线损、铜损20~30％节约有功功率。电机温升显著降低，过载能力及效率大大提高，电机寿命延长。采用智能化技术，自动进相和退相，故障自动保护，保障长期安全运行。结构形式无触点，所以不怕灰尘，无磨损（静止式进相器）。

4、工艺及设备改进

(1）普通水泥磨改造成高细磨：普通水泥磨生产水泥，颗粒较粗，颗粒形貌圆度较低，降低了磨机的台时产量，不利于环保。普通水泥改造成高细磨，水泥产品细度提高颗粒效果好，增产、节能效果更加显著。而且运行更加稳定、可靠，更加符合我国国情。它有几个优点：①当保证水泥强度不变时，可使水泥磨增产25-35%，最低增产幅度也能保证20%，节电17-25%。②增加水泥标号，保证水泥质量的稳定。③通过多掺混合材来提高水泥产量，从而可使水泥总产量增加5％左右，效益非常显著。

(2）提高熟料标号：有条件的地方利用超细粉磨技术，把普通磨改造成超细磨，生产超细粉，加入水泥中提高混合材掺量，或作为商品直接销售。提高熟料标号可以加大混合材掺加量，因而降低水泥的综合煤耗。如果按32.5水泥平均掺加40％混合材，42.5水泥平均掺加20％混合材，和32.5、42.5水泥各50%计，水泥的综合煤耗可以降低30％左右，可以降低单位水泥煤耗46.5公斤／吨水泥，按100万吨熟料转换成相应的水泥计，可节约原煤4.65万吨，经济价值近3千万元。

(3）预热器综合改造技术工程：窑密封

采用简单易行的石墨块及鱼磷片型式结

构，将漏风率控制在1％以下。改善预热

器的煤燃烧状况，寻找合适的喷煤点。改善通风，防止预热器塌料与结皮堵塞。强化预热器物料的分散与热交换。使用先进的内筒结构与材料，延长使用周期。喷煤管及回转窑使用优质耐火材料。

(4）各种破碎机优化技术改造工程：在粉磨设备无进料粒经要求的情况下，对各种卧式、立式破碎机，如立轴破、锤破、反击破等，改进转子、锤头、衬板及篦札等结构，选用优质耐磨材料，优化性能，提高破碎机破碎能力，增加产量，实现"多破少磨”生产模式。破碎机经改造后，排料粒度可按需求自如地加以控制，一般粒度小于3毫米，大部分为粉状；入磨物料粒度小，磨机能大幅度增产，增产幅度20-

30％以上。

(5)除尘设备优化技术改造工程：加强对除尘设备优化技术改造，有组织排放点达到国家标准。强化清洁生产意识，提高工作标准。新建项目考虑使用大布袋收尘器提高排放标准。加强管理提高维护水平，即有电收尘器应在电场、极板、振打各方面达到技术要求，袋收尘器应逐步选用新型设备，达到清洁生产要求。

(6）防止油料泄漏：作好设备密封工作，防止油料泄漏。使用油料回收设备，减少环境污染。

(7)节约用水：加强管理及进行适当改造，杜绝设备冷却用水放长流水。

(8）减少用电设备无效运转：提高设备完好率及可靠性，开停生产线时减少设备空载运行时间。选用节电照明灯具，办公场所照明，人员离开及时关闭。

另外，加强内部管理，强化员工的节能意识对于任何行业都非常重要，水泥企业也要加强这方面的宣贯，尽快培养员工节约“每一度电、每一锹煤、每一滴水”的意识。