- 时间：2023.10.24
在水泥生产过程中，煤耗通常占据整个熟料生产成本的一半以上。因此，降低煤耗对于水泥厂的经济效益至关重要。
煤粉燃烧产生的热量可分为三部分：
1.用于熟料烧成的热量，水泥厂的煤耗主要集中在熟料烧成部分，在确定生料成分和品质后基本上是一个定值；
2.废气带走的热量，主要来自窑尾高温风机排放的废气和窑头排风机带走的热量；
3.系统表面散热。
要降低煤耗，可以从两个方面入手：减少废气带走的热量和降低系统表面散热。
一、减少废气带走热量
减少废气带走的热量可以从减少废气量、降低废气温度、应用低温余热发电技术三方面入手。下边分别讨论三种方式可以采取的措施：
为了减少废气量，可以采取以下措施：
（1）控制整个系统的空气过剩系数，减少系统漏风。理论上过剩空气每增加1%，单吨熟料标煤耗提高约1kg/t·cl。严格控制过剩空气量，保持预热器出口O2在2%～4%之间。
（2）合理控制系统的总通风量，减少系统漏风。系统漏风会显著增加煤耗，漏风处集中在窑头，窑尾，有数据表明如果窑头、窑尾总漏风系数达到5%，窑尾温度降低57℃左右，增加标煤耗3.73 kg/t·cl。每年增加燃煤费用400万元。现在新型复合密封已经能将窑头、窑尾密封处漏风系数减少到2%，可以大大降低煤耗，每年节约成本约300万元。
降低废气温度也是降低煤耗的关键。可以从以下方面进行改进：
（1）合理分配窑炉用风及用煤量，最大限度地回收热量。根据实践经验，窑头尾用煤比例接近4:6时，煤耗最低。
（2）合理使用一次风，一次风风量的减少，随之煤耗降低。
（3）使用新型四通道喷煤管，降低一次风的用量，每降低1%的一次风，可降低1kg的煤耗。
（4）采用大窑门罩技术和第三代充气梁篦冷机，以提高回收热量和降低窑头排风的废气温度。这两项对回收热量、降低窑头排风的废气温度起至关重要的作用。大窑门罩技术使分解炉用三次风从窑门罩抽取，使三次风温大大提高，现在三次风温基本上提高到900℃以上，随着三次风温的提高，分解炉用煤量也相应减少。要提高三次风温还要从操作上下手，在保证窑内通风的情况下，应尽量多用三次风，这样可使分解炉内煤粉快速燃烧，减少煤粉在旋风筒内燃烧的可能。降低预热器出口温度。第三代充气梁篦冷机是风量在篦板上的分配更加均匀，可以采取厚料层操作，减少风的短路现象，能够对熟料起到急冷的作用，同时也最大限度实现了在高温区回收热量。
利用低温余热发电技术进一步降低煤耗：
现在新建的厂已经完全取消了发电锅炉的补燃，而是利用水泥生产过程中产生的废气发电。这样可以节约大量煤炭，并显著提高节能效果。
二、降低系统表面散热
回转窑作为水泥系统最关键的煅烧设备，能源消耗占据了整个烧成系统能源消耗的80%。但是由于回转窑的筒体材质为钢材，且受运行特性制约，无法使用隔热材料进行保温，这就导致大量的热量从窑体表面向大气散发，严重影响了水泥生产的热利用率。因此降低回转窑表面温度成为减少系统散热的关键，所以选用合适的耐火材料尤其重要。
在烧成带主要是通过维护合理厚度的窑皮来降低热损耗，烧成带常用的镁铁尖晶石砖采用特殊的生产技术，确保产品中Fe以Fe2+的形式存在，耐火砖中的FeO在较低温度下即可与水泥熟料中的CaO反应生成铁酸二钙（C2F）、铁铝酸四钙（C4AF）等低熔点矿物,而该矿物具有一定的粘度,可粘附在衬砖的热面上,形成稳定的窑皮。由于窑皮的导热系数大大低于耐火砖，整个窑体温度可从350℃降低到250℃到300℃之间。仅此一项可降低煤耗2kg/t·cl，节能效果是相当可观的。
降低水泥窑的筒温，特别是过渡带筒体温度，可以降低水泥行业生产成本，节约燃料，与镁铝尖晶石砖相比，硅莫砖具有更高的性价比。导热系数低的复合结构硅莫砖，是在硅莫砖的基础上，通过特殊的成型方法在砖坯非工作面上制作了一个具有一定形状与尺寸的复合结构，并在复合结构内填充优质隔热材料，使功能性质不同的两种材料在一块砖的工作层和隔热层上明显区分并紧密结合，采用该产品，可降低筒体表面温度80-120℃，生产一吨水泥熟料可节约1kg标准煤，以5000t/d水泥窑为例，每天可节约5吨标煤，每年可节约1700吨标煤。
对于预分解系统，降低其筒体表面的散热是降低热损耗的关键。正常预分解系统表面的温度应在50℃～70℃之间，有些部位甚至可达到100℃以上甚至超过200℃，此处一般采用粘挂硅酸钙板的方式进行保温处理。
综上所述，要降低水泥厂的煤耗并提高收益，主要可以通过以下途径：首先是调整合理的工艺制度和确保设备的完好率，这有助于优化生产流程和减少能源浪费。其次是回收再利用窑系统废气，将废气中的热量转化为能源，从而降低对煤炭的需求。最后是合理配置耐火材料，选择适当的材料来降低窑体表面散热，减少热量损失。这些措施的实施将有效减少煤耗，提高水泥厂的经济效益，并在环境保护方面起到积极作用。
