結合某水泥企業能耗現狀，對5000t/d熟料水泥生產線進行能源審計，掌握公司能源管理及用能情況，通過排查出能源利用方面存在的問題和薄弱環節，進一步查找公司能源管理和利用方面存在的問題和不足。
1、企業生產能耗現狀分析
某水泥企業，現有1條5000t/d新型干法水泥回轉窯生產線以及2臺180t/h水泥磨，具有年產普通硅酸鹽水泥熟料150萬t和年產硅酸鹽水泥160萬t的生產能力。主要產品為PO42.5和PS32.5A水泥。主要消耗的能源為煙煤、電力、柴油等。主要生產工序包括石灰石礦山開采、生料制備、熟料煅燒、水泥制成。2018年該企業綜合能耗為175078.44噸標準煤。主要能源消費情況如表1所示。
該企業統計期內，煤炭消費占總能源消耗量的89.42%，電力消耗占9.62%。煤炭主要用于熟料燒成車間煅燒熟料和水泥粉磨車間烘干混合材。電力主要用于磨機、水泵、風機等設備動力。柴油主要用于水泥窯點火和物料運輸。因此水泥企業主要節能潛力在于生產系統的節煤。
1.1 煤炭消耗
煤炭消耗主要用于燒成車間熟料煅燒以及水泥窯協同處置固體廢棄物及水泥粉磨車間混合材烘干。公司用煤主要包括山西大同煤、內蒙古煤、陜西煤等，全部外購汽運進廠。
熟料燒成系統，進廠煤經均化后入煤磨粉磨成一定粒度的煤粉，一部分進入窯尾分解爐預分解生料，一部分由窯頭噴煤管噴入水泥窯用于熟料煅燒。煤燃燒后煙氣余熱用于原料磨和煤磨物料烘干等。2018年燒成系統消耗煙煤195 511.4 t，折標煤156 058.50噸標準煤。
污泥協同處置系統，由于污泥含水量80%左右，會降低分解爐內工況溫度，為了滿足煅燒條件，必須加大分解爐用煤量，以達到蒸發水分煅燒熟料的目的。2018年污泥處置系統用煤624 t，折標煤498.08噸標準煤。
烘干系統用煤主要是用于烘干礦渣等混合材，目前按照政策要求已停用。
1.2 電力消耗
水泥企業電力消耗主要是設備動力拖動，一部分由社會電網提供，另外一部分由企業余熱發電廠提供。2018年企業外購電力13 688.15 萬kWh，余熱自發電4 112.77 萬kWh，合計17 800.92 萬kWh全部用于水泥生產。各工序用電流向如表2所示。
從表2可以看出，該企業統計期內，水泥制成工序用電量最大，占全公司總用電量的37.92%。其次是生料制備工序和熟料燒成工序分別占全公司總用電量的27.73%和22.53%。
公司主要電力消耗為粉磨系統。
2、企業節能潛力分析和建議
2.1 主要能耗指標對比分析
根據企業能源消耗臺賬、生產報表、質量報表等原始記錄和臺賬，按照《水泥單位產品能源消耗限額》（GB 16780—2012）標準核算該企業2018年主要能耗指標情況。
主要能耗指標情況具體如表3所示。
由表3可以看出，該企業能耗指標除可比熟料綜合電耗外其他指標均達到《水泥單位產品能源消耗限額》（GB16780—2012）標準先進值要求，但與省內同行先進值相比存在著較大的差距。主要差距是電耗偏高。
根據企業現狀分析，該企業主要存在的問題是熟料電耗偏高。主要原因是生料粉磨電耗高。
2.2 燃煤系統能耗現狀和節能潛力分析與建議
燃煤消耗是水泥企業的主要能耗消耗，占全公司綜合能耗的90%左右。而燒成系統是水泥企業的主要耗煤工序。該企業除污泥處置系統耗用一小部分燃煤外，其余燃煤全部用于熟料煅燒。所以水泥企業節煤的主要途徑是降低燒成系統的熱損失，提高燃煤效率。
水泥窯系統熱平衡范圍主要包括燒成和冷卻機系統，對該企業水泥窯系統的熱平衡進行測試，系統熱量收支平衡如表4所示。
由表4可知，在水泥窯系統的熱量平衡中，熟料燒成熱約占49%，出冷卻機熟料帶走顯熱約4.5%，預熱器出口廢氣/粉塵帶走顯熱約占24%，系統表面散熱約占8%，冷卻機廢氣帶走的熱量約占12%，冷卻機排風/粉塵帶走顯熱1.6%，其他熱損失為1.2%，通過分析可知，熟料燒成過程所消耗的實際熱量與煅燒全過程有關，除涉及到原、燃料性質和回轉窯、分解爐外，還與廢氣回收（如預熱器、余熱鍋爐、烘干用熱）和熟料顯熱回收（如冷卻機）等因素有關。但從總體分析來看，燒成熱耗中影響最大的是熱損失。如窯系統排出廢氣帶走熱、熟料帶走熱、窯體表面散熱等。因此除了保持窯、爐的合理煅燒，提高熟料產量外，采用換熱效率高的預熱器系統，優化匹配系統參數的也是減少廢氣熱損失的主要途徑。為了降低廢氣量，必須重視窯系統的密封性，減少系統漏風及燃燒過剩空氣量。可采用分離效率高的預熱器和密封性能好的鎖風裝置，減少飛灰量。
窯系統表面散熱損，主要與窯系統的隔熱保溫材料和耐火材料及窯的操作有關，因此，改善隔熱材料及耐火材料的性能，合理使用隔熱材料和耐火材料；優化窯的操作，穩定窯的熱工制度，合理回收窯體輻射熱是降低窯系統表面散熱損的主要措施。
冷卻機的熱效率對熟料熱耗的影響很大。采用新型冷卻機，優化冷卻機的結構和揚料裝置，可提高入窯、入分解爐助燃空氣的溫度，降低冷卻機出口熟料溫度，減少排出廢氣量，提高冷卻機熱效率，是降低熟料熱耗的有效措施。
2.3 耗電系統現狀和節能潛力分析
從與省內先進值能耗指標對比分析可以看出，該企業單位產品電耗偏高。從客觀上來說，生料粉磨電耗、熟料燒成電耗、水泥粉磨電耗是直接影響單位水泥電耗的主要原因。統計期該企業生料制備工段電耗為21.39 kWh/t，與省內先進值16 kWh/t相比高5.39 kWh/t。熟料燒成工段電耗為30.2 kWh/t，與省內先進值25 kWh/t相比高5.29 kWh/t。水泥制備工段電耗為33 kWh/t，與省內先進值25 kWh/t相比高8 kWh/t。
粉磨電耗高與粉磨工藝、物料的易磨性、設備等相關。該企業生料制備工段采用的是立磨工藝粉磨，與采用輥壓機終粉磨工藝相比電耗要偏高。水泥制備工段采用的是輥壓機+球磨機，與采用立磨終粉磨工藝相比電耗要偏高。
通過調研，在相同產能配置情況下，生料粉磨采用輥壓機系統配置比立磨系統配置功率小，工藝系統簡單，電耗低3~5 kWh/t等特點。另外近年來，輥壓機輥面開始采用復合輥面，延長了使用壽命，降低了維修成本。提高了系統運行可靠性，保證了設備運轉率，也是耗電低的主要原因。
隨著立磨技術的不斷發展和進步，水泥立磨終粉磨技術設備少，操作簡單，節約電能等特點，近年來被廣泛推廣應用。與傳統輥壓機+球磨聯合粉磨系統相比噸水泥節電5~8 kWh/t。
熟料燒成工段用電，主要包括窯尾風機、環保收塵設備等設施。近年來隨著超低排放環保政策的實施，一定程度地增加了熟料燒成工段電耗。降低燒成工序風機耗電，可以從降低系統漏風、提高風機效率等方面著手，選用的變頻風機、永磁電機、磁懸浮離心式風機、曲葉型系列離心風機等先進節能設備。可有效提高電能利用率，降低系統電耗。
3、結語
總之，企業應從節能管理入手，注重生產系統的技能優化，與能效領跑企業進行對標，優化企業生產系統，合理實施節能技改，最大限度地節能降耗。
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