随着国家“能源双控”、“双碳”政策实施以及水泥单位产品能耗消耗限额新标准发布,对水泥行业能耗提出了更高的要求,加上煤价长期居于高位,水泥企业亟需通过技术改造及优化,不断优化能源消费结构,降低能源消耗水平,降低生产成本。
近日,中国葛洲坝集团荆门水泥有限公司(以下简称“荆门水泥”)积极响应国家政策号召,大力开展节能降碳技术改造,在水泥生料制备、熟料煅烧过程中应用生料助磨剂,取得了显著成效。为确保生料助磨剂质量稳定,荆门水泥对进厂生料助磨剂进行了7天空白期阶段、3天过渡阶段和7天验证对比阶段的检测。三个阶段结束后,对试验结果进行统计和分析。
从生料磨磨况变化来看,保持喂料量、原材料配比、选粉机转速、研磨压力、循环风机转速不变的情况下,生料助磨剂加入约10分钟左右,生料磨主电机运行功率开始下降,生料磨压差降低,生料磨振动下降,排渣提升机电流下降,出磨风温升高,生料磨料层变薄,入库提升机电流上升,生料磨产生的成品量增加,增加喂料量后逐渐恢复磨况;停止使用助磨剂后约10分钟左右,生料磨主要参数出现与上述情况相反的变化,生料磨台时产量明显下降。
空白期与试验期生料磨主要参数对比情况如上表所示,在系统操作参数、质量控制指标不做较大调整的情况下,使用生料助磨剂后,生料磨入库斗提电流上升16A,台时产量平均上升38t/h,吨生料电耗下降1.29 kwh/t,提产降耗效果达到预期。
因生料库均化效果影响,加入生料助磨剂后的生料不会立即进入回转窑煅烧,回转窑的工艺参数变化一般在一个班以后。从窑况变化来看,加入生料助磨剂的生料入窑后,保持回转窑喂料量、窑速、质量控制指标、高温风机用风基本不变的情况下,分解炉出口、C5下料管入窑生料温度上升,回转窑电流上升,生料易烧性改善,为保证窑况稳定及耐火材料运行安全,降低分解炉出口及入窑生料温度控制值,减少分解炉用煤量,降低熟料煤耗。
空白期与试验期回转窑主要参数对比如上表所示,加入生料助磨剂后,控制窑产量、f-CaO基本不变的情况下,下调入窑生料温度控制值,入窑生料分解率仍能满足生产需求,相比空白期小幅增加,熟料实物煤耗下降3.15kg/t.cl,考虑到煤质变化影响,折算标煤耗下降约2.54kg/t.cl,节煤效果达到预期。
根据以上试验结果得出结论,使用生料助磨剂后,生料电耗及熟料煤耗下降,提高了台时产量,具有良好的经济效益及社会效益,因此制定了生产使用方案并投入正常使用,使用效果达到预期。
使用生料助磨剂后,生料电耗及熟料煤耗下降,降低生产成本,根据试验结果,助剂掺比0.152%,生料电耗下降1.29kwh/t,熟料标煤耗下降2.54kg/t.cl,实物煤耗下降3.15kg/t.cl,结合当前生料助磨剂单价、煤单价、电单价,用节约用电、用煤的成本减去使用生料助磨剂增加的成本,可计算出吨熟料节约成本约1.95元。
使用生料助磨剂后,熟料煤耗下降,节约能源的同时降低污染物的排放,根据国务院发布的《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》中数据可知,每吨标煤耗可产生2.7tCO2、8.5kgSO2、7.4kgNOX,使用助磨剂后,吨熟料标煤耗下降2.54kg/t.cl,吨熟料可降低6.86tCO2、21.59kgSO2、18.79kgNOX。
据水泥人网了解,荆门水泥所用生料助磨剂是湖南昌迪环境科技有限公司(以下简称“湖南昌迪”)的自主研发产品。湖南昌迪成立于2016,注册资本1000万元,主要从事水泥外加剂产品的研发和销售,是一家专注于循环经济发展的高新技术企业,于2022年入选湖南省“专精特新”小巨人企业。
多年来,湖南昌迪致力于环境友好型节能减排产品的研发和销售,主要经营水泥生料助磨剂,燃煤助燃剂,水泥助磨剂、醇胺等系列产品,其中自主研发的水泥生料助磨剂于2019年被中国建筑材料联合会专家鉴定为“国际先进水平”,产品畅销全国,并与国内多家知名水泥集团建立了长期稳定的合作,并入选《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录(2022年版)》。
多家水泥企业实践应用证明,湖南昌迪生料助磨剂适用于水泥生料粉磨和熟料烧成过程,可改善生料易磨性,提高生料磨机台时产量5%以上,窑产量增加2%以上;化学活化碳酸钙的分解,可降低分解炉温度,同等温度下提高分解率2-3%,降低吨熟料标煤耗3kg以上;提高熟料品质和强度。在节能降耗、提高台时产量、资源利用、改善水泥性能等方面使用效果明显,值得在水泥行业大力推广。