?一、節(jié)能形勢與任務
截止2008三年間，我國國民生產(chǎn)總值單位能耗下降了10.08%，后兩年節(jié)能減排任務仍然艱巨。

政府工作報告提出了2009年節(jié)能減排與生態(tài)環(huán)保六大任務。

國家發(fā)改委八方面加大節(jié)能工作力度。

醞釀推出“能評”制度，重大建設(shè)投資項目立項開工之前必須通過相關(guān)部門的節(jié)能評價。

原材料工業(yè)技術(shù)改造重點專項提出：支持中西部地區(qū)淘汰落后產(chǎn)能、發(fā)展新型干法水泥。鼓勵水泥生產(chǎn)處理和利用廢棄物、純低溫余熱發(fā)電、粉磨系統(tǒng)改造等節(jié)能降耗減排技術(shù)應用。支持石灰石礦山以提高資源綜合利用率和保護環(huán)境為目的技術(shù)改造。

二、水泥工業(yè)能源消耗水平

近幾年水泥行業(yè)能源消耗情況

年份	水泥產(chǎn)量		能源消耗		萬元增加值		產(chǎn)品綜合能耗				固體廢物
	總產(chǎn)量（萬t）	增長（%）	總量（萬t）	增長（%）	綜合能耗（tce）	增長（%）	噸熟料 ?		噸水泥		利用量（萬ce）	增長（%）
							能耗（kgce）	增長（%）	能耗（kgce）	增長（%）
2005	106885	9.85	11730	7.22	14.07	-2.71	148	-1.33	127	-9.25	22905	3.15
2006	13611	15.65	13102	11.7	12.77	-9.25	142	-4.01	120	-5.54	28359	23.81
2007	136100	10.10	14300	8.38	11.76	-7.9	138	-2.0	115	-4.2	35500(預計)	25.00

三、粉磨技術(shù)及選擇

粉磨工序能耗主要體現(xiàn)在生料制備、煤粉制備和水泥粉磨的環(huán)節(jié)，其電量消耗占水泥生產(chǎn)綜合電耗的72%（生料粉磨電耗約占水泥綜合電耗的24%，水泥粉磨電耗約占水泥綜合電耗的38%）。

2008年規(guī)模以上企業(yè)5100家，粉磨企業(yè)1500多家。國家重點支持粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗減排的技術(shù)改造， 粉磨系統(tǒng)節(jié)能潛力很大。

1.?????? 不同規(guī)模生產(chǎn)線設(shè)計能耗指標

序號	生產(chǎn)線規(guī)模t/d	熟料燒成熱耗（kJ/kg）	熟料綜合電耗（kWh/t）	水泥綜合電耗（kWh/t）
1	1000	3387～3471	70	110
2	2000～2500	3094～3136	68	100
3	3000～3500	3053～3073	68	95～100
4	4000～5000	2969～3053	65	95
5	10000	2927～2969	60	-

2. 影響能耗的主要因素

1） 生料粉磨

（1）原料條件：原料易磨性、入磨原料粒度、入磨原料水分。

（2）工藝流程：目前國內(nèi)用于生料粉磨的工藝流程較多，采用的磨機型式主要有風掃式球磨系統(tǒng)、中卸提升循環(huán)磨系統(tǒng)、尾卸提升循環(huán)磨系統(tǒng)、立磨系統(tǒng)以及輥壓機系統(tǒng)等，近幾年來立磨系統(tǒng)得到廣泛使用。對于中等易磨性的原料，一般采用立磨系統(tǒng)比采用球磨系統(tǒng)節(jié)電5~6kWh/t生料左右 。

（3）生料細度：對于球磨系統(tǒng)來說，生料0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加3%左右。對于立磨系統(tǒng)來說，生料0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加2%左右。

（4）節(jié)能技術(shù)：采用改良的耐磨材料作為研磨介質(zhì)、采用高效選粉機。

2） 燃料制備

（1）燃料條件：燃料的易磨性、入磨燃料水分。

（2）工藝流程：目前國內(nèi)用于煤粉制備的磨有風掃式球磨和輥磨系統(tǒng)，輥磨的電耗約為球磨的一半。對于易磨性指數(shù)HGI為55的中等易磨性的原煤，煤粉細度0.08mm篩篩余12%的球磨主機電耗24.5kWh/t左右，輥磨主機電耗13 kWh/t左右。

（3）煤粉細度：對于球磨系統(tǒng)來說，煤粉0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加3%左右。對于立磨系統(tǒng)來說，煤粉0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加2%左右。

3）水泥粉磨

（1）原料條件：熟料性能、混合材的品種和摻加量、原料水分。

（2）工藝流程

?球磨機系統(tǒng)：影響球磨機粉磨效率的因素較多，包括研磨體級配、磨機通風、熟料溫度和粉磨工藝等。應優(yōu)先采用配高效選粉機的圈流球磨工藝；

?輥壓機預粉磨系統(tǒng)：輥壓機與球磨機組成的各種預粉磨系統(tǒng)（包括循環(huán)預粉磨、聯(lián)合粉磨、半終粉磨等）已經(jīng)成為水泥粉磨的主要方案，這是由于輥壓機的粉磨效率約為球磨機的2倍左右，可以大幅度節(jié)電；

輥磨終粉磨系統(tǒng)：粉磨水泥時輥磨的粉磨效率是球磨機的1.6~1.8倍，系統(tǒng)節(jié)電30%以上。

（3）產(chǎn)品細度：水泥粉磨電耗與比表面積存在指數(shù)方關(guān)系，該指數(shù)介于1.3~1.6，采用高效選粉機、比表面積小于4000cm2/g時可取1.3進行計算，否則取高值。

3.不同粉磨設(shè)備能耗比較

項目名稱	粉磨原理	粉磨物料	產(chǎn)品比表面積(m2/kg)	粉磨系統(tǒng)電耗(kwh/t)
球磨機（閉路）	單顆粒粉碎及研磨	P·O42.5	350	34-36
輥壓機（+球磨機）	料層粉碎、一次擠壓	P·O42.5	350	28-30
立式磨（合成水泥）	部分料層粉碎及研磨	P·O42.5	350	26-28
筒輥磨（閉路）	料層粉碎、多次擠壓	P·O42.5	350	24-26

4.各類型粉磨系統(tǒng)特點比較

名目	粉磨物料	立磨	球磨	輥壓機	輥筒磨
粉磨機理		擠壓/研磨	沖撞/摩擦	壓碎	擠壓/研磨
粉磨動強度(MPa)		1.5	--	4.5	2.5
允許最大喂料水分（%）	生料/礦渣	28	3~8	15	<10
產(chǎn)品細度（cm2/g勃氏	水泥	>6000	>6000	>5500	>5000
生產(chǎn)多品種水泥時		最靈活	不靈活	中等	中等
研磨件平均壽命（年）	水泥	>2	>3	>2	>1.5
占地		最少	較多	最多	較少
平均年運轉(zhuǎn)率（%）		85~90	80~95	80~85	75~80
系統(tǒng)總電耗（kwh/t）（3500cm2/g）		21	35	2	22
相當總投資 （球磨=100）		110	100	120	130

5. 不同粉磨技術(shù)及設(shè)備能耗比較

球磨機系統(tǒng)：影響球磨機粉磨效率的因素較多，包括研磨體級配、磨機通風、熟料溫度和粉磨工藝等。應優(yōu)先采用配高效選粉機的圈流球磨工藝，圈流磨利于產(chǎn)品細度和溫度的調(diào)節(jié)和控制，粉磨效率比開流磨高10%～20%，成品越細優(yōu)勢越明顯。

輥壓機預粉磨系統(tǒng)：輥壓機與球磨機組成的各種預粉磨系統(tǒng)（包括循環(huán)預粉磨、聯(lián)合粉磨、半終粉磨等）已經(jīng)成為水泥粉磨的主要方案，這是由于輥壓機的粉磨效率約為球磨機的2倍左右，可以大幅度節(jié)電。輥壓機系統(tǒng)節(jié)電水平取決于輥壓機消耗功率的大小，輥壓機每消耗1kWh/t,主機電耗（輥壓機+球磨機）可降低0.8 kWh/t～1kWh/t。輥壓機的功率消耗與投影壓力成線性關(guān)系，循環(huán)預粉磨輥壓機投影壓力為5500kN/m2～6500kN/m2，聯(lián)合粉磨投影壓力略低，控制在5000kN/m2～6000kN/m2。

輥磨終粉磨系統(tǒng)：粉磨水泥時輥磨的粉磨效率是球磨機的1.6~1.8倍，系統(tǒng)節(jié)電30%以上。熟料溫度、入料粒度、磨損程度等對產(chǎn)量和電耗均有較大影響。關(guān)鍵是終粉磨水泥性能，要通過調(diào)節(jié)粉磨壓力、擋料圈高度、風速風量，控制出口溫度，采用高性能選粉裝置等措施優(yōu)化水泥顆粒級配，保證產(chǎn)品性能。對于生料磨如分別更替離心式或旋風式選粉機，可增產(chǎn)10%左右或5%左右，降耗1kwh/t左右。用于生料磨的好處主要是分離清晰，成品中過粗顆粒少，有利于燒成，可適當放寬細度。但生料細度較水泥粗，粗選粉并不是高效籠式選粉機的長處。因此其增產(chǎn)節(jié)能指標要低于水泥磨。

預破碎：“多破少磨”從粉碎機理上來說是合理的。一方面破碎的單耗遠比球磨的單耗低，因此后者的無用功大，粉碎效率低。另一方面入磨粒度降低以后，球磨機中的鋼球可大大變小，小鋼球?qū)p少對物料粉碎所造成的能量過剩的浪費。一般來說，大球的比能耗高，小球的比能耗低。

6. 粉磨系統(tǒng)的選擇

從以上粉磨系統(tǒng)的不同特點可以看出，各系統(tǒng)均有不同程度的優(yōu)勢和不足，企業(yè)選擇粉磨系統(tǒng)時，特別是對現(xiàn)有磨機進行改造時，應根據(jù)自身的設(shè)備、原料、管理水平、資金狀況等條件，按可選擇方案的性價比選擇適合自己企業(yè)的方案。

7. 工程實例：

天津振興水泥有限公司一線原料磨采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配φ4.8 m旋風式選粉機，原料粉磨功指數(shù)Wi＝8.8 kWh/t，生料細度R80μm＝13 %，系統(tǒng)產(chǎn)量159t/h，系統(tǒng)電耗23.45kWh/t，循環(huán)負荷208%時選粉機效率63%。

天津振興水泥有限公司二線水泥粉磨采用輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，輥壓機型號TRP140/140，電機功率2×800kW，帶V型選粉機和循環(huán)風機，球磨機規(guī)格φ4.2×13，主電機功率3150kW，配N-3500高效選粉機。粉磨P.O42.5水泥至3650cm2/g時系統(tǒng)產(chǎn)量155t/h，單位電耗32.8kWh/t。該公司一線采用球磨機規(guī)格φ3.8×13，主電機功率2500kW的球磨機圈流系統(tǒng)，配N-1500高效選粉機，粉磨P.O42.5水泥至3810cm2/g時系統(tǒng)產(chǎn)量61t/h，系統(tǒng)電耗42.3kWh/t。如換算到相同標準時，聯(lián)合粉磨系統(tǒng)節(jié)電7kWh/t。

唐山冀東水泥股份有限公司本部兩臺水泥磨增加輥壓機、打散分級機，保證了對磨內(nèi)粗顆粒的破碎作用，提高了磨機研磨能力，該項目2006年1月開始施工，歷時4個月，完成改造任務，5月份開始投入運行。從運行效果看，臺時產(chǎn)量分別提高12.9%和10.3%，水泥粉磨分步電耗下降9.3%，每年節(jié)電814萬kWh，折合標煤2930噸。

海螺集團白馬山水泥廠2000t/d生產(chǎn)線原料磨亦采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配TLS2800高效組合式選粉機，原料粉磨功指數(shù)Wi＝9.6 kWh/t，生料細度R80μm＝11 %，系統(tǒng)產(chǎn)量165t/h，系統(tǒng)電耗22.38kWh/t，選粉機的效率74%。兩廠的產(chǎn)量比達到100:116。

華新水泥集團陽新公司5500t/d生產(chǎn)線生料粉磨采用2臺TRM3841輥磨，電機功率2240kW。原料輥磨易磨性MF=0.85，粉磨功指數(shù)Wi=12.8kWh/t，系統(tǒng)產(chǎn)量為240t/h，磨機電耗8.3kWh/t、風機電耗7.1kWh/t、選粉機電耗0.4kWh/t，總計15.8kWh/t。如采用中卸球磨系統(tǒng)粉磨類似原料時，系統(tǒng)電耗22kWh/t左右。

越南福山水泥有限公司5500t/d生產(chǎn)線水泥粉磨系統(tǒng)采用了德國萊歇公司提供的LM46.2+2C立式輥磨，主輥直徑2360mm，磨盤轉(zhuǎn)數(shù)24.3rpm，主機功率3400kW，選粉機LSKS66CS，裝機功率200kW。粉磨PCB40水泥至3500cm2/g時產(chǎn)量150t/h左右，主機電耗18kWh/t，系統(tǒng)電耗27 kWh/t左右。

四、水泥粉磨能效對標

1. 水泥企業(yè)綜合能耗對標基線

項?? 目	國際先進水平	國內(nèi)先進水平	全國平均水平	?
水泥綜合電(kgce/t)	1000～2000t/d（含1000t/d ）	89	100	110
	2000～4000t/d（含2000t/d ）	83	90	100
	4000t/d以上（含4000t/d ）	80	85	95
水泥粉磨企業(yè)水泥綜合電耗(kWh/t)	60萬t/y	34	36	40
	80萬t/y	33	35	39
	120萬t/y	32	34	38

注： *水泥綜合能耗=熟料綜合煤耗×75%+水泥綜合電耗×0.1229+2.5

2.? 不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線粉磨工序能效指標

項??? 目	國際先進水平	全國先進水平	國內(nèi)平均水平	?
1000～2000t/d（含1000t/d ）	原料粉磨（kWh/t 生料）	16	20	24
	煤粉制備（kWh/t 煤粉）	24	30	32
	水泥粉磨（kWh/t 水泥）	29	34	40
2000～4000t/d（含2000t/d ）	原料粉磨（kWh/t 生料）	16	17	23
	煤粉制備（kWh/t 煤粉）	22	23	30
	水泥粉磨（kWh/t 水泥）	28	32	40
4000t/d以上（含4000t/d ）	原料粉磨（kWh/t 生料）	15	16	18
	煤粉制備（kWh/t 煤粉）	20	22	25
	水泥粉磨（kWh/t 水泥）	28	32	40