水泥工业能源消耗现状与节能潜力

    一、节约能源的战略意义
    1.全国能源消费状况
    全国能源消费总量

    2.节能目标
   《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中提出：“在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，实现2010年人均国内生产总值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右”。把单位GDP能源消耗比十五末期降低20%左右作为其中之一，反映了实现20%节能目标深刻的战略意义，同时也反映了党中央转变增长方式，转变发展模式的决心 。
    3.全国工业节能任务重大
    “十一五”期间，我国工业将为实现规划目标扮演重要的角色和起决定性作用。现代化水平与大量落后的工艺水平共存的客观国情，加上目前以煤为主的能源消费结构以及所处的发展阶段，使得我国目前的能源效率水平、单位产品能耗与经济发达国家相比，仍然有很大的差距，这也意味着我国仍有相当大的节能潜力。
    二、水泥工业能源消耗水平
    1.各种窑型能源消耗情况    
国内各类窑型及其热效率表

    2.能源消费量 
    水泥生产的能源总耗量由三部分组成，即熟料煅烧(烧成)时所消耗的热能；水泥生产过程中所消耗的电能折成的热能；水泥生产中所用的原燃料及矿渣等混合材烘干时需消耗的热能之和。
水泥制造业能源消费量统计（估算）表

    水泥生产能源耗量约占全国能源消耗量的7%左右。在水泥能耗中，熟料能耗约占7～8成。
    从上表数据中可看出，水泥综合能耗在下降，10年下降了12.6%，综合电耗下降不大，主要原因是水泥企业自动控制水平在逐年提高,同时说明了水泥节能潜力很大。.
    若以2005年产量为例，水泥单耗每下降1个百分点，就可年节约标煤106万吨。
    3.水泥工业采用的能源品种
    我国水泥工业主要以燃煤为主，回转窑使用烟煤；立窑使用无烟煤，对燃煤的质量有一定的性能要求。近年来随着技术进步，低挥发份煤和无烟煤均可用于回转窑水泥熟料煅烧。
    水泥企业尚有油耗，窑点火时需用油，窑温过低时也需用油。少量白水泥厂在生产时也用渣油或重油。自备矿山采用汽车运输方式的运输用油。这部分能耗不计在水泥制造能源消费量统计之内。
    三、我国水泥能源消耗与世界先进水平的差距
    1.新型干法能耗与国外水平比较
    对于同一类型水泥窑由于生产规模、设备选型、工艺流程、原料特性、管理水平、员工素质等因素影响，热耗也有所不同。与国外先进水平相比较，国内先进水平与之差距不大，但国内一般水平与国外先进水平的差距还是较大。特别是近几年以来，投产的新型干法生产线数量迅速上升，而管理人员素质却跟不上去，存在的问题更多一些。
    中国新型干法生产技术指标与国际水平比较
    2.可燃废弃物用作水泥窑煅烧燃料的比较 
    工业废弃物用作水泥窑煅烧燃料已成为当今世界水泥工业发展的趋势。德国、瑞士、法国、奥地利等国煅烧水泥熟料所需热能的替代率已超过30%，并有进一步增长的趋势。在利用工业废弃物用作燃料方面，走在世界前列的德国煅烧所用一次燃料替代量在2002年超过33％，并计划每年增加5%，个别水泥公司已接近80%。在2001年用工业废弃物作二次燃料的总量已达到了127万吨，平均吨水泥利用43千克。
    我国工业废弃物作水泥窑煅烧燃料起步较晚，目前工业有毒有害废弃物用作原燃料也仅在个别大城市水泥厂使用。2003年用作二次燃料的数量在10万吨左右，平均吨水泥利用0.01千克。
可燃废弃物利用情况表
    四、水泥工业主要节能路径与潜力
    1995年，我国投产的新型干法生产线只有67条，熟料产能3091万吨。到2000年，新型干法熟料产能上升到6656万吨，平均每年增加713万吨，年增长率16.6%。之后，水泥工业结构调整在国家宏观调控下，发挥市场在资源配置中基础性作用，市场经济这只无形的手真正开始发挥作用。加上固定资产投资上升较快的牵动，到2005年底，新型干法熟料产能达到了43119万吨，5年间净增36761万吨，平均每年增加7352万吨，年增长45.3%。
    各种窑型熟料生产能力比例 （2005年）

    水泥工业节能根本途径是采用新型干法生产工艺取代落后的湿法、立窑和其他旋窑工艺。以2004年的水泥产量为例，如将新型干法生产的量，每提高1个百分点，以其所需熟料耗用的能源计算，可节约标煤32.74万吨(以新型干法与机立窑的平均技术水平计)。若2010年新型干法达到70%，等于在2004年的基础上提高了37.5个百分点。仅此一项，每年可节约标煤1228万吨。
    2.水泥窑焚烧垃圾节能又环保 
    (1)焚烧温度高（窑内物料温度约1450℃，气体温度接近2000℃）；
    (2)物料在窑内停留时间长；
    (3)窑内高温气体湍流强烈，可使废弃物完全燃烧，使有机物破坏得十分彻底；
    (4)水泥窑全系统在负压下运行，因此有毒有害气体不会溢出，不会产生环保方面问题；

    (5)熟料煅烧是在碱性条件下进行的，有毒、有害废弃物中的氯、硫、氟等在窑内被碱性物质完全中和吸收，变成无毒的化合物；
    (6)焚烧废物的残渣最终又进入水泥熟料，对水泥质量一般而言并无不良影响，做到了废弃物处理彻底干净，不会产生以焚烧方式处理废弃物过程中造成二次污染问题；
    (7)水泥窑还可以将废料中的大部分重金属元素固化在熟料中，避免了重金属的再次扩散；
    (8)利用废弃物替代部分原燃料煅烧水泥熟料，既处置了废料，又节约了能源，还减少了CO2 等有害气体的排放量。

    以上海建材集团万安水泥厂为例，年处理工业废弃物8000吨，节约标煤3000吨。
    工业发达国家在以工业废弃物和生活垃圾，做水泥的原料和燃料，在技术和装备及标准规范上已经非常成熟，积累了大量的经验，值得我们借鉴。
    随着我国国民经济的快速发展，城镇化进程加快，工业废弃物以及城市垃圾势必大量增加。通过水泥窑消纳上述废料是最佳方式。
    3.回收废热进行发电
    目前国内最先进的生产线工艺，仍有大量的350℃以下的余热不能完全被利用，其浪费的热量约占系统总热量的30%左右。因此，回收熟料生产过程中的余热，用来供热或发电是非常现实又节能的途径。
    将废气中的热能转化为电能，可有效的减少水泥生产过程中的能源消耗，具有显著的节能效果。同时，废气通过余热锅炉降低了排放的温度，还可有效的减轻水泥生产对环境的热污染，具有良好的经济效益和社会效益，因此余热发电项目具有很好的推广和应用价值。
    据中国水泥协会统计其热量可利用情况见下表。
窑头窑尾锅炉总有效利用热量表

    采用国产设备在1500t/d级、2000t/d级、4000t/d级PC窑上利用废热发电已有多条成功案例，取得了很好的经济效益和社会效益。
    截止2005年底，日产1500t/d及以上规模的生产线已有356条，若全部利用废热进行发电，年节煤超过200万吨。
    不同规模水泥生产线主要技术经济指标
    主要技术经济指标与国外比较
    4.利废等于“开源”，也是节能
    通用水泥品种分布调查显示，除硅酸盐和普通水泥，掺废料的水泥占23%，32.5等级占22%，P·O32.5水泥占42%，若以此比例为依据，水泥产量以10亿吨计，废渣掺加量以35%计，年掺废渣量8000多万吨。各水泥企业建议水泥标准修订时，取消P·O32.5级水泥，若这部分水泥全部转化为利用工业废渣的水泥，将有4亿多吨水泥多掺混合材20%，等于利用废渣8000多万吨。     以上两项节标煤1800万吨。
    我国建筑业对水泥使用，与发达国家相比每立方米混凝土多耗水泥近80千克。推广高标号混凝土，推行质量终身制，提高工程的耐久性，延长工程的使用寿命，对水泥质量提出了更高的要求。因此，大幅度提高水泥熟料的平均强度，“以质代量”，生产高标号水泥，为建筑施工采用高标号混凝土提供优质产品，减少水泥熟料消耗等于节能。
    进一步提高水泥预分解窑工艺装备技术水平，大力推广应用余热发电、原料预均化、立式磨、辊压机、高效篦冷机、超细粉磨、计算机自动控制、高浓度收尘器、高档耐火材料等先进的节能技术和装备。在粉磨环节上，节电的效果尤为显著。 2005年生产水泥10.6亿吨，若每吨水泥节约1度电，全年就可节约10.6亿度电，相当于节约标煤38万吨。
    五、实施节能工程是最好时机
    1.节约能源保护环境的思想意识，已深入人心，成为全社会的共识；
    2.水泥工业节能潜力很大，节能路径清晰；
    3.国内外的成功经验借鉴和技术装备的支持；
    4.国家政策法规的有利支持。
    ——“十一五”规划纲要草案最主要的指标有22个，其中反映资源、环境的8个。
    ——《节约能源法》第十二条规定， 固定资产投资工程项目的设计和建设，应当遵守合理用能标准和节能设计规范。达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目，依法审批的机关不得批准建设；项目建成后，达不到合理用能标准和节能设计规范要求的，不予验收。

     ——《节约能源法》的第四十条规定，各行业应当制定行业节能技术政策，发展、推广节能新技术、新工艺、新设备和新材料，限制或者淘汰能耗高的老旧技术、工艺、设备和材料。 
     ——《国务院落实科学发展观加强环境保护的决定》（国发[2005]39号文）指出：
    （九）大国发展循环经济。在废物产生环节，要强化污染预防和全过程控制，实行生产者责任延伸，合理延长产业链，强化对各类废物的循环利用。完善再生资源回收利用体系。推进污水再生利用和垃圾处理与资源化回收。

    （十二）以强化污染防治为重点，加强城市环境保护。到2001年，全国城市污水处理率不低于70%，生活垃圾无害化处理率不低于60%。
    （十三）以降低二氧化硫排放总量为重点，推进大气污染防治。对投产20年以上或装机容量10万千瓦以下的电厂，限期改造或者关停。加大烟尘、粉尘治理力度。采取节能措施，提高能源利用效率。
    （十七）以实施国家环保工程为重点，推动解决当前突出的环境问题。国有重点环保工程包括：危险废物处置工程、城市污水处理工程、垃圾无害化处理工程、燃煤电厂脱硫工程、环境管理能力建设工程。

    （十八）健全环境法规和标准体系。要抓紧拟订有关生态保护、循环经济、环境损害赔偿和环境监测等方面的法律法规草案。
    （二十三）推行有利于环境保护的经济政策。建立健全有利于环境保护的价格、税收、信贷、贸易、土地和政府采购等政策体系。对可再生能源发电厂和垃圾焚烧发电厂实行有利于发展的电价政策，对可再生能源发电项目的上网电量实行全额收购政策。
    （二十四）运用市场机制推进污染治理。全面实施城市污水、 生产垃圾处理收费制度，收费标准要达到保体微利水平，凡收费不到位的地方，当地财政要对运营成本给予补助。鼓励社会资本参与污水、垃圾处理等基础设施的建设和运营。

    （二十八）扩大国际环境合作与交流，要积极引时国外资金、先进环保技术与管理经验，提高我国环保的技术、装备和管理水平。
    （三十二）健全环境保护协调机制，经济综合和有关主管理部门要制定有利于环境保护的财政、税收、金融、价格、贸易、科技等政策。建设、国土、水利、农业、林业、海洋等有关部门要依法做好各自领域的环境保护和资源管理工作。    
   结  束  语
   水泥工业节能工作目前处在最有利的环境中，通过中国及世界水泥工业者的共同努力，充分挖掘水泥生产过程中的节能潜力，水泥工业一定能够为节约能源和环境保护做出更大的贡献。
谢 谢  ！