【水泥人網(wǎng)】一．水泥行業(yè)節(jié)能的迫切性?
“十一五”規(guī)劃提出了我國(guó)要建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的構(gòu)想，并明確了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展今年的預(yù)期目標(biāo)，即要求單位國(guó)內(nèi)生總值能耗降低4%左右。水泥生產(chǎn)是連續(xù)性很強(qiáng)的流程工業(yè)，它也是耗能大戶(hù)。由于城市建設(shè)、房地產(chǎn)、重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的需求，我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展在前幾年曾經(jīng)歷了一個(gè)鼎盛時(shí)期，2005年我國(guó)水泥產(chǎn)量累計(jì)約達(dá)9億噸，2010年我國(guó)水泥預(yù)期產(chǎn)量為12.5億噸。我國(guó)要建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，水泥工業(yè)面臨著如何降低能耗，發(fā)展綜合利用，最大限度減少污染的艱巨任務(wù)。據(jù)測(cè)算生產(chǎn)每噸水泥熟料，在熱耗為3142kj/kg時(shí)，需0.13噸標(biāo)準(zhǔn)煤（熱值為7000kcal），如按年產(chǎn)7億噸熟料計(jì)算，則每年我國(guó)水泥行業(yè)約需近9000萬(wàn)噸煤，另水泥行業(yè)也是用電的大戶(hù)，生產(chǎn)每噸水泥需100~110度電，如按年產(chǎn)9億噸水泥，需為水泥行業(yè)提供近上千億度電。現(xiàn)今水泥行業(yè)是國(guó)家宏觀調(diào)控的重點(diǎn)，也是節(jié)能的重點(diǎn)行業(yè)， 在“十一五”期間國(guó)家要求新型干法水泥噸熟料熱耗下降到110kg標(biāo)準(zhǔn)煤，水泥單位產(chǎn)品綜合能耗下降25%。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下，水泥行業(yè)必須通過(guò)各種途徑降低能耗，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。?
二．革新工藝，棄小建大，從物流、設(shè)備到管理采用MES??
我國(guó)水泥行業(yè)要綜合性降低能耗，首先要摒棄落后的生產(chǎn)工藝，如耗能大的濕法工藝生產(chǎn)；質(zhì)量性能差，污染重，效率低的立窯生產(chǎn)線等，應(yīng)改之采用先進(jìn)的新型干法工藝。當(dāng)今在我國(guó)已有上百條日產(chǎn)5000噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線分布在祖國(guó)各地，日產(chǎn)10000噸水泥熟料特大規(guī)模的水泥熟料生產(chǎn)線也有五條正在建設(shè)中。在“十一五”期間新型干法水泥比重提高到70%，企業(yè)平均生產(chǎn)規(guī)模要由2005年的20萬(wàn)噸提高到40萬(wàn)噸，同時(shí)淘汰落后的生產(chǎn)能力2.5億噸。目前水泥大集團(tuán)如海螺、華新、三獅已經(jīng)紛紛將原有的濕法工藝生產(chǎn)停產(chǎn)。?
工藝設(shè)備選型對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效率和降低能耗和電耗十分關(guān)鍵，如北京水泥廠在生料輸送上原采用氣力輸送，后改為提升機(jī)輸送，從原來(lái)約5kwh/t電耗降到約1kwh/t，另水泥磨或原料磨用立磨替代球磨，電耗將從約35kwh/t降到約17kwh/t；另外窯尾預(yù)熱器中每級(jí)旋風(fēng)筒和分解爐設(shè)計(jì)和制造的好壞，直接影響壓力損失和傳熱效果，也就直接系統(tǒng)的熱耗和電耗。水泥熟料生產(chǎn)線規(guī)模越大，工藝設(shè)備的單機(jī)容量大，同比熱耗和電耗就越低，“十一五”期間要求有實(shí)力的大集團(tuán)兼并小廠，水泥企業(yè)戶(hù)數(shù)將減少到3500家左右。?
我國(guó)水泥行業(yè)大集團(tuán)粗略統(tǒng)計(jì)已有十幾家，如海螺、華新、冀東、三獅、亞泰等，其屬下有許多水泥熟料廠和粉磨站，如海螺集團(tuán)今年水泥產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)九千萬(wàn)噸，它的水泥熟料廠主要分布在離資源近的安徽等地，并擴(kuò)展到兩廣、浙江、江西；而根據(jù)水泥市場(chǎng)的需求，粉磨站分布在離市場(chǎng)近的上海、寧波、溫州、南通、張家港等城市附近。“十一五”期間前十位的集團(tuán)生產(chǎn)規(guī)模都將達(dá)到3000萬(wàn)噸，為此這些集團(tuán)必需綜合調(diào)度其生產(chǎn)訂單、物流、生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)室信息和銷(xiāo)售等，采用MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，促使生產(chǎn)的穩(wěn)定、協(xié)調(diào)，并優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，保證整個(gè)生產(chǎn)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，在提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量的前提下，將過(guò)程信息和整個(gè)公司的管理集成在一個(gè)信息管理系統(tǒng)中，將能耗降到最低，只有這樣，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，并成為效率高、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良的企業(yè).。海螺、華新等集團(tuán)有的已建成PMIS，有的正在積極籌劃M(mǎn)ES和ERP系統(tǒng)。?
三．采用全集成自動(dòng)化TIA，實(shí)現(xiàn)水泥熟料生產(chǎn)線監(jiān)控一體化?
一個(gè)大中型水泥廠的工藝線通常以一窯和三磨為主體組成不同的工藝區(qū)域，同時(shí)還有相應(yīng)的原料、中間物料儲(chǔ)存庫(kù)及輸送設(shè)備。對(duì)于不同規(guī)模的水泥工藝線，電機(jī)和用電設(shè)備的數(shù)量相差不多，但其容量卻不相同，規(guī)模大，設(shè)備容量越大，安全保護(hù)的措施越多；輔助生產(chǎn)流程包括電站系統(tǒng)及公用工程系統(tǒng)，如供水供熱系統(tǒng)和污水處理等，使其構(gòu)成為一個(gè)龐大的綜合系統(tǒng)。干法水泥的工藝過(guò)程實(shí)際上是物料流、燃料流和氣流綜合的煅燒和控制過(guò)程，在氣流中又包括冷風(fēng)、熱風(fēng)、一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)，物料流包括原料流和半成品及成品流等，為此在工藝過(guò)程要監(jiān)控溫度、壓力、氣體成分和濃度、還有儲(chǔ)存庫(kù)的物位、流量、重量、閥門(mén)開(kāi)度等，如包括設(shè)備本身需監(jiān)控的參數(shù)，一個(gè)典型的5000~5500t/d的單條水泥生產(chǎn)需檢測(cè)的物理參數(shù)約為500~600個(gè)， 另外需報(bào)警的點(diǎn)約為1000個(gè)，它包括模擬量和開(kāi)關(guān)量。水泥生產(chǎn)工藝必須通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及時(shí)地監(jiān)視，并實(shí)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)的擾動(dòng)；特別是對(duì)物料流、氣流以及原料和燃料流的實(shí)時(shí)工況和協(xié)調(diào)關(guān)系，協(xié)調(diào)關(guān)系處理好壞將直接影響節(jié)能的效果。同時(shí)新型水泥干法生產(chǎn)線的工藝設(shè)備的單機(jī)容量大，如生料立磨的主機(jī)電機(jī)功率最大可到5MW，與之配套的附屬設(shè)備較多，它也必須通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及時(shí)地監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，使其運(yùn)行在最佳狀態(tài)，以促使電能消耗最低。一個(gè)大型水泥企業(yè)所謂全集成自動(dòng)化，在橫向即包括主流程和所有輔助流程全由自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，如廣州越堡水泥公司，它從石灰石原料破碎，長(zhǎng)皮帶輸送直至水泥包裝發(fā)運(yùn)系統(tǒng)的主生產(chǎn)流程線及輔助生產(chǎn)流程包括電站系統(tǒng)及公用工程系統(tǒng)，構(gòu)成為一個(gè)功能龐大的計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；縱向集成理念是從智能監(jiān)控儀表、電動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)機(jī)的控制回路開(kāi)始一直到管理系統(tǒng)，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將管理和控制系統(tǒng)集成為一個(gè)整體，并優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，使過(guò)程的電耗和熱耗最低。目前華新集團(tuán)已應(yīng)用TIA理念控制全集團(tuán)的生產(chǎn)和管理走出了可喜的一步。?