水泥工厂设计节能技术规定(试行)

1水泥工厂设计节能技术规定((((试行))))第一章总则1．能源是我国社会主义现代化建设的主要物质基础。当前能源供应紧张已是制约我国经济发展的一个重要因素。一方面能源生产不足，另一方面能源浪费又十分严重。只有采用先进的工艺设计和高效低耗能的设备，才能为企业节能创造基础条件。2.“水泥工厂设计节能技术规定”的编制工作是根据国家计划委员会计节(1984)1207号文“关于在工程设计中认真贯彻节约能源、合理利用能源，并加速修订补充设计规范的通知”要求；“各部门要结合行业发展规划和技术政策，制定节约能源和合理利用能源的技术规定，作为行业设计规范全面修订完成前的设计依据”而进行的。3．水泥工业是耗能较大工业，水泥主要生产过程的粉磨过程和煅烧过程，是大量耗电和耗热的操作过程。本规定包含“热能的合理利用”和“电能的节约”两章。由于水泥厂矿山设计的节能有其特殊性，在本规定中另立“水泥原料矿山设计的节能”一章。4．关于窑型的确定：根据“建筑材料工业发展纲要——振兴建材工业十二条”提出的方针，“水泥工业主要采用窑外分解技术和其它新型干法工艺，小水泥用机立窑代替土立窑”。因此本规定只考虑了干法预分解窑、立筒预热器窑和机立窑三种窑型。5．关于生产规模的确定：2000t/d(Ф4×60m)预分解窑是七·五计划期间建设大型水泥厂的基本窑型。180t/d立筒预热器窑和220t/d机立窑用于满足全国各地建设小型水泥厂的需要。在2000t/d窑和小型窑之间另设700～1000t/d预分解窑的生产规模，以满足地方建设中型水泥厂的需要。6．关于工业废渣的综合利用应按国务院批发的“建材工业发展纲要”第八条的精神办理。利用工业废渣(如磷石膏、电石渣等)生产水泥，过去已经开发使用，今后仍应积极配合各部门综合利用，以变害为利，变废为宝。在废渣利用方面提倡“谁排谁利用”,“谁投资谁受益”的原则。7．关于分部电耗；在规定中暂以2000t/d水泥厂为例列出了各车间的分部电耗指标，以利于分析各车间用电设备的设计选型是否先进，生产管理是否合理，从而为进一步节约电耗创造条件。上述分部电耗指标也可作为700t/d水泥厂设计时参考。8．关于水泥原料矿山部分的节能主要考虑采、装、运各个环节的节能，包括炸药、燃油，压缩空气、电力的节约以及充分利用位能等方面问题。第二章热能的合理利用2本章热能的合理利用只适用于干法生产水泥厂。在我国现有水泥厂中，湿法生产虽占相当大的比例，在某些特殊条件下(如利用高水分废渣生产水泥等)，也有可能新建个别湿法水泥厂。但湿法生产的热耗为干法水泥生产的1.6倍以上，因而不是今后发展方向。水泥工厂设计中，热能的合理利用，主要体现在合理的燃料燃烧，提高过程的热效率，余热的回收利用和尽量防止散热损失等方面。本章以上述内容为重点，做出热能合理利用的如下规定。第一节燃料水泥生产以烧煤为原则，一般不采用液体燃料(点火或生产某些特种水泥时除外)。水泥生产对燃煤质量有一定要求，以便在节约燃料的同时，保证水泥生产的优质、稳产与低消耗。为了合理利用国家能源，对烧成用煤的质量，可参考下列规定。*关于预分解窑的分解炉部分用煤质量司适当降低。第二节煅烧系统1．窑的喷煤装置应尽可能采用多通道喷嘴，使一次空气量降至10％左右，以增加二次空气量，提高燃烧空气的温度和冷却机的热效率。2．为了降低辐射热损失，窑系统应采用优质耐火材料和隔热材料，使带篦式冷却机的2000t/d预分解窑系统的散热损失降至377kJ/kg(熟料)[90kcal/kg(熟料)]以下。3．为了提高传热效率，减少窑系统漏风，预热器部分应采用结构简单灵活、维修方便、锁风性强的下料阀和有效的撤料装置。除排灰阀与膨胀节的管道接头外，其余各部分均应采用焊接以减少漏风，降低废气热损失。出预热器的废气过剩空气系数应控制在a=1.5以下。4．采用5级预热器可使废气温度从350℃降至320℃，视废气量的不同可节省热耗65～85kJ/kg(熟料)[15～20kcal/kg(熟料)]，因此，在原料水分允许的条件下，应采用5级预热器。5．提高窑系统的生产稳定性是保证窑持续优质、稳产、长期安全运转和降低热耗的重要条件，为此应采取下列技术措施；1)原料应经过适当均化，以求质量稳定，入窑生料CaC03标准偏差一般应小于土0.25％。32)采用能稳定喂料量和喂煤系统，配置精确的能自动调节的计量设备以利及时调整用量，节约能耗。3)对预热分解系统，应采取必要的防堵措施。4)采用质优、可靠的辅助设备、耐热材料以及牢靠的衬砌方法，为尽量减少设备事故创造条件。5)设置必要的自动调节和仪表控制系统，以稳定煅烧工艺过程和产品质量。6．当原燃料的有害成份超过预分解窑设计的一定范围时，可考虑采取旁路放风措施。窑尾放风量每增加1％，热耗将增加10.5kJ/kg(熟料)[2.5kcal/kg(熟料)]以上，所以应该全面考虑节能和利用高碱原料的关系问题。7．对机械化立窑降低热耗应采取下列措施；1)为了降低化学不完全燃烧所造成的热损失，应减少生料中的配煤量，一般宜采用半黑生料煅烧。2)为了降低机械不完全燃烧所造成的热损失，应缩小入窑煤的粒度，使2毫米以下的粒度在85％以上。3)为了降低废气带走的热量和出窑熟料带走的热量，应坚持加料、用风、卸料三平衡的暗火操作方法。对出窑熟料温度应控制在200℃以下。4)在有条件地方可以采用矿化剂以提高熟料质量和降低烧成温度。5)选用隔热性能好的保温材料，减少窑体散失热。6)采用预湿成球工艺，提高成球质量，减少料球破损率，以改善立窑通风，降低化学和机械不完全燃烧热损失。8．对立筒预热器窑降低热耗应采取下列措施；1)改进立筒内部结构型式，改善内部气流与物料之间的传热过程，提高立筒预热器的热效率。2)采用二级新型低阻损、高效率旋风筒，提高系统热效率。3)增设撤料装置，使物料充分分散，减少“团块”物料，以保证气固热交换。4)扩大窑尾斜坡通风面积，降低阻力，稳定操作，防止结皮堵塞。49．各种窑型的热耗和运转率；第三节余热利用1．在设计干法预热分解窑水泥厂时，生料制备和煤粉制备应尽量利用窑尾预热器废气或冷却机废气的余热作烘干用。一般预热器废气入磨温度为300～350℃，废气量为1.6～1.8(标)m3/kg(熟料)时，大约有460～540kJ/kg(熟料)[110～130kcal/kg(熟料)]的热量可供利用。2．为减少热风管道的散热损失，全系统热风管路均应敷设保温层。3．在烘干或烘干兼粉磨系统管路中，除必须设置法兰连接外，应尽可能采用焊接，以减少系统漏风。对于尾卸烘干兼粉磨的生料磨系统漏风量应控制在50％；对于中卸烘干兼粉磨的生料磨系统漏风量应控制在70％。磨机本身应采用较好的密封结构，喂料及卸料处应设置良好的锁风装置。4.混合材烘干或粘土预烘干需设置专用的烘干机。回转烘干机筒体内要设置传热效率高的热交换装置，以加强筒内的热传递。热交换装置的形状应使物料能均匀地混合和分布。5.在条件具备时可设置低温余热锅炉，利用出预热器和篦冷机的废气发电。第三章电能的节约在干法水泥生产中，物料破碎和粉磨、粉料搅拌和输送、熟料煅烧系统等环节需消耗大量电能。电耗大小与原料性能有关。本章就2000t/d窑，采用中等硬度原料生产525。水泥时的电能节约作如下规定：1．石灰石破碎应尽量采用一段破碎，以简化流程，节省能耗。石灰石破碎车间的电耗应在22kWh/t(石灰石)2.8kWh/t(熟料)]以下。[见注①]2．对原料粉磨系统的主机选型应根据原料水分、易磨性和易烧性试验确定磨机适宜的型式、规格以及适宜的粉磨细度。5对于磨琢性良好的原料，以采用立式辊磨为宜。生料磨的电耗应在17.5kWh/t(生料)以下，生料磨车间的电耗应在26kWh/t(生料)[38kWh/t(熟料)]以下。[见注②]3．当采用烘干兼粉磨系统时，废气排风机的风量应按物料综合水份和漏风系数进行计算。排风机风量的储备系数应小于15％。4．生料均化系统应从均化链全面考虑，一般宜采用连续式混合室均化库。采用低压搅拌、低压卸料。用于搅拌和卸料的气体压力应小于O.1MPa(1kgf/cm2)。控制每吨生料均化电耗在O.3～O.6kWh范围内。在生料磨前不设精确配料系统的情况下，也可采用以压缩空气(压力小于O.3MPa或3kgf/cm2)搅拌的间歇式均化库。5．预热器和分解炉系统应选用低阻力系统，窑系统的阻力损失应小于6.5kPa(650mm水柱)。窑尾排风机传动应选用高效调速电动机，其电耗应在14kWh/t(熟料)以下。窑系统电耗应在30kWh/t(熟料)以下。[见注③]6．煤磨系统对窑的储备能力应在15～20％范围内。煤磨电耗应在27kWh/t(煤粉)以内，煤磨系统电耗应在45kWh/t(煤粉)以下。[见注④]7．在正常细度的条件下水泥磨的电耗应在34kWh/t(水泥)以下，水泥磨系统的电耗应在41kWh/t(水泥)左右。[见注⑤]8．包装系统的电耗应在1.2kWh/t(水泥)以下。[见注⑥]9．主要生产车间的总体布置应保持紧凑，尽量缩短输送距离、管道长度和电缆长度，以节约电耗。10．新厂设计的全厂综合电耗指标应控制如下；(不含矿山及生活区)注：一般机械立窑的装备和自动化水平低故电耗小。11.为了加强计量工作，以利于节省能源，水泥工厂设计中有关能源计量器具的配备和精度，计量机构的设置等应达到三级计量合格所必须具备与设计有关的要求。注：①单机电耗的计算按系统电耗按6式中：N——设备容量(kW)Q——小时产量(吨／时)t——物料年产量(吨)。Kc——需用系数h——系统全年运行小时数。∑N——系统各项设备容量之和。以下同此，Kc值视主机性能及电动机选型而异。石灰石电耗数字中，碎石输送皮带不包括在内。②电耗数字不包括生料库顶部分。⑧电耗计算从生料喂料小仓开始，至冷却机出口为止。风路计算到窑尾主排风机。④电耗数字包括煤粉输送至窑尾分解炉在内。⑤电耗不包括熟料库底和水泥库顶部分。⑥电耗包括水泥库底部分。第四章水泥原料矿山设计的节能第一节开拓运输矿床一般可有多种开拓运输方式，且直接影响能耗指标，因此设计中应进行多方案的技术经济比较，其中应将能源消耗作为衡量方案的主要指标之一，为此：1．对于大中型山坡矿床，一般比高超过120米，工程地质和采矿方法、以及矿岩性质和地形等条件适合时，应优先考虑选用溜井平峒开拓，以充分利用位能，缩短运距，减少能耗。2．对于大中型矿山，如条件适合，可在工作面设移动式破碎机或在采场内一定位置设组装式破碎机，尽量减少采场内的块石运输距离。碎石可采用胶带运输机或溜井与胶带运输机运输。3．当破碎车间设在矿山时，一般宜在规范许可下尽量靠近采区。若矿山可采年限很长时，还可采用分期设置的办法来缩短块石的汽车运输距离，以减少燃油消耗量。对距采区较近的破碎车间，建筑物应作适当的防护处理。第二节凿岩爆破和供气71．除小型矿山采用浅眼爆破外，大中型矿山均应采用中径深孔爆破。设计中的正常开采的台段上不宜采用峒室爆破。对较松软的矿岩，可采用机械犁松裂法开采。2．设计中要充分研究矿岩的可采性、可爆性和可钻性，以便提出最适宜的开采、爆破方法及最佳的钻孔方式，尽量减少大块率。中径深孔爆破的不合格大块一般应不超过下值：*不推荐3．压缩空气是矿山生产中耗能高效率低的一部分，应该采取多种途径减少压缩空气消耗量：①大中型矿山应尽量选用自带空压机的高效率钻机；②尽量使用不以压缩空气为原动力的矿山设备。例如使用液压凿岩机代替风动凿岩机，以液压碎石机代替手持凿岩爆破法破大块。以液压闸门代替气动闸门等；③少量用气条件下选用移动式空压机就近供应;④用气量大需设固定的空压机站时，应尽量靠近负荷中心，以缩短管路，减少漏气压损。第三节采装和运输设备选型1．挖掘机选型①对于有供电条件的矿山，应选用电动挖掘机，并根据水泥原料矿山特点及不同生产规模按下列数据选用：矿山规模挖掘机铲斗容积(m3)＞100万吨/年450～100万吨/年2～4＜50万吨/年1～2②挖掘机应达到下列生产率(经爆破的矿石)铲斗容积(m3)班产量（t）41200～16002650～7008135