摘要:
隨著我國(guó)新型干法水泥的發(fā)展，近年來(lái)在我國(guó)水泥界出現(xiàn)了一些新事物或新傾向，引起業(yè)界同仁的廣泛關(guān)注和議論。筆者思考良久，感覺(jué)有必要表明自己的觀點(diǎn)，與同仁們共探討。
一、關(guān)于水泥窯余熱發(fā)電的噸熟料發(fā)電量問(wèn)題
評(píng)價(jià)水泥窯余熱發(fā)電效率時(shí)，噸熟料凈發(fā)電量，即扣除發(fā)電系統(tǒng)自用電以后實(shí)際回收的電量固然是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，但它必須在一定的前提下，也就是各方面都一致認(rèn)同的水泥窯基本生產(chǎn)操作參數(shù)的條件下，所獲得的噸熟料凈回收電量。這樣才具有一個(gè)科學(xué)的可比的共同基礎(chǔ)。
以5500t/d熟料的水泥窯為例，其應(yīng)該遵循的前提條件是：熟料熱耗≤750×4.18kJ/kg；窯尾預(yù)熱器廢氣參數(shù)369000標(biāo)m3/h，330℃；窯尾烘干用廢氣溫度210℃；窯頭篦冷機(jī)總廢氣302600標(biāo)m3/h，290℃。其中必須滿足的是熟料熱耗一定不能超過(guò)750×4.18kJ/kg，否則水泥窯就有可能摻雜有火力發(fā)電用鍋爐的部分功能了。
所以，在熟料真實(shí)熱耗不透明的情況下，突出地展示噸熟料發(fā)電量高達(dá)50kWh以上，對(duì)于企圖說(shuō)明其余熱發(fā)電效率很高的做法是不可取的，沒(méi)有意義的。
理論計(jì)算證明，在上述前提條件下，水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)今的實(shí)際最大噸熟料發(fā)電量為46kWh。我國(guó)目前最先進(jìn)的指標(biāo)實(shí)際為40kWh左右，一般約為35kWh，還有一定的提升空間，值得期待。相信在各方共同創(chuàng)新研發(fā)的努力下，我國(guó)將噸熟料發(fā)電量普遍提高到40kWh以上，并不會(huì)太遙遠(yuǎn)。
然而換一個(gè)視角，如果水泥企業(yè)單純從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)考量，在當(dāng)前我國(guó)煤價(jià)和電價(jià)的具體情況下，為了要增加余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，寧愿抽取一部分三次風(fēng)借以提高廢氣溫度，這樣將會(huì)增加熟料熱耗。
假設(shè)，標(biāo)煤價(jià)每噸600元，電價(jià)每千瓦時(shí)0.55元。按我國(guó)目前水泥窯余熱的一般水平為例，在熟料熱耗750×4.18kJ/kg時(shí)，噸熟料凈發(fā)電量平均為32kWh（已扣除了發(fā)電系統(tǒng)的自用電8%，下同），噸熟料回收電費(fèi)17.6元，噸熟料消耗的煤費(fèi)為64.2元，煤電費(fèi)用相抵消以后噸熟料的費(fèi)用為46.6元。反之，如果抽取部分三次風(fēng)后熟料熱耗上升到900×4.18kJ/kg，但因進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)廢氣溫度的提高，噸熟料凈發(fā)電量則隨之增到55kWh左右。煤電相抵后噸熟料的費(fèi)用為44～45元，噸熟料比維持熟料熱耗750×4.18kJ/kg的節(jié)省2元。應(yīng)該說(shuō)明，以上的假設(shè)和計(jì)算只是一個(gè)示意性質(zhì)，僅作參考，具體數(shù)據(jù)將視不同地區(qū)不同企業(yè)而異。
作為水泥企業(yè)要考慮經(jīng)濟(jì)效益最大化，這是無(wú)可非議的，但是如果把利用三次風(fēng)的措施拔高為“余熱能級(jí)重組及梯級(jí)利用理論”，在熟料熱耗不透明的情況下，單純地強(qiáng)調(diào)噸熟料凈發(fā)電量達(dá)到50kWh以上，這種說(shuō)法有失公允。更有甚者，竟然把它與卡琳娜循環(huán)的余熱發(fā)電系統(tǒng)混淆在一起，這就太不科學(xué)了。筆者贊成和支持我國(guó)水泥界研發(fā)試驗(yàn)卡琳娜循環(huán)，并且期望能有所突破。但是科學(xué)技術(shù)工作必須尊重事實(shí)，必須盡可能實(shí)事求是地反映事物的真實(shí)面目，不能混淆概念和前提。
二、關(guān)于立磨水泥的“性能”問(wèn)題
水泥的生產(chǎn)工藝過(guò)程主要是二磨一燒，每生產(chǎn)1噸水泥就需要粉磨近3噸的生料、燃料、熟料和混合料等，水泥工業(yè)無(wú)愧于被稱為粉磨專家。水泥工業(yè)的發(fā)展史在相當(dāng)程度上反映了粉磨裝備的演變史。近30年來(lái)的發(fā)展歷程，展現(xiàn)了現(xiàn)代立式輥磨（簡(jiǎn)稱立磨）正經(jīng)歷著一個(gè)逐步全面取代已使用了百年的球（管）磨的進(jìn)化過(guò)程。生料粉磨方面由球磨進(jìn)化為立磨，歐美水泥工業(yè)在上世紀(jì)八九十年代已經(jīng)完成，我國(guó)則始于本世紀(jì)初，現(xiàn)已趨于普及。但在水泥粉磨方面，這樣的進(jìn)化，歐美始于上世紀(jì)末，而我國(guó)則剛開(kāi)始提到議事內(nèi)容中。
水泥立磨之所以最終將會(huì)取代球（管）磨，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：粉磨效率高，粉磨水泥的單位電耗比球磨的節(jié)省30%～40%；集烘干、粉磨、選粉作業(yè)于一體，結(jié)構(gòu)緊湊、占地小；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音小、震動(dòng)小、無(wú)粉塵。立磨自身作為一個(gè)整體裝備，很少輔助設(shè)備，無(wú)需廠房，適應(yīng)室外全天候環(huán)境，節(jié)省土建費(fèi)用；粉磨作業(yè)中對(duì)鋼材（耐磨件）的消耗少，僅為球磨每噸水泥單位鋼材（球磨、襯板等）消耗30克的1/6~1/3，節(jié)約鋼材。立磨對(duì)水泥比表面積和顆粒組成的調(diào)控簡(jiǎn)捷、準(zhǔn)確、及時(shí)，改變水泥品種更方便，僅需3～5分鐘就可完成，不像球磨那樣至少需要20分鐘；運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高、故障少，耐磨件壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用少，年運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá)90%以上。所有這些優(yōu)越性都是經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外幾十年實(shí)踐的考驗(yàn)后得出來(lái)的。因而水泥工業(yè)中立磨的演變的確已經(jīng)進(jìn)化到了取代球磨的新階段了。
筆者調(diào)研，2005~2008年，世界新建水泥生產(chǎn)線約360條（除中國(guó)大陸外），水泥產(chǎn)能達(dá)4.4億噸，共采用各種水泥粉磨裝備600余臺(tái)套，其中水泥立磨的選用率由2005年的45%上升為2008年的61%，而水泥球磨的選用率則相應(yīng)地由50%下降為27%。這充分表明國(guó)際上水泥立磨取代水泥球磨已成為普遍潮流。同時(shí)，生料立磨的選用率已達(dá)90%以上，立磨在生料粉磨領(lǐng)域中已成為首選裝備。相信10年以后，立磨在水泥粉磨領(lǐng)域中也將會(huì)達(dá)到這樣的地位。15年以后（2024年），球磨或?qū)⒒就顺鏊喙I(yè)的歷史舞臺(tái)。
水泥立磨在我國(guó)的推廣應(yīng)用，目前所遇到的思想障礙，集中到一點(diǎn)，就是因立磨水泥的顆粒組成及顆粒形貌稍有別于球磨水泥而引起的所謂立磨水泥的需水量稍大、混凝土流動(dòng)性和坍落度稍差，尤其是與現(xiàn)有外加劑的相容性欠佳等所表現(xiàn)出來(lái)的“性能”問(wèn)題。
這里首先應(yīng)該明確指出，立磨水泥的各項(xiàng)性能是沒(méi)有問(wèn)題的，是完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求的。上述的所謂問(wèn)題只在某些指標(biāo)數(shù)值上與球磨水泥可能有少許差異，用戶和水泥生產(chǎn)企業(yè)之間需要有一個(gè)相互適應(yīng)、逐步磨合的過(guò)程。經(jīng)過(guò)雙方的交互協(xié)調(diào)，一段時(shí)間后就能建立起新的供求習(xí)慣和生產(chǎn)施工習(xí)慣，所謂的立磨水泥“性能”問(wèn)題也就迎刃而解了。2006年，云南昆明東駿水泥公司的（FLSOK磨）立磨水泥由初進(jìn)市場(chǎng)直到頗為市場(chǎng)青睞的過(guò)程就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的例證。
其實(shí)在水泥粉磨技術(shù)裝備及其粉磨系統(tǒng)的幾次重大演變進(jìn)化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，國(guó)際上曾探討過(guò)類似上述的水泥“性能”問(wèn)題。例如上世紀(jì)四五十年代小球磨向大型管磨的轉(zhuǎn)型；1970年前后開(kāi)流管磨向圈流球磨的轉(zhuǎn)型；以及1990年左右圈流球磨向立磨的轉(zhuǎn)型等。歷史事實(shí)多次證明，上述水泥“性能”問(wèn)題都已妥善解決。我國(guó)水泥工業(yè)在上世紀(jì)六七十年代也曾經(jīng)歷過(guò)這樣的研究和辯論，同樣亦跨過(guò)了這道坎，順利地推廣了圈流球磨在水泥粉磨領(lǐng)域中的應(yīng)用。筆者堅(jiān)信，當(dāng)今在推廣水泥立磨的進(jìn)程中，經(jīng)過(guò)各方面的共同研究改進(jìn)，相互調(diào)整適應(yīng)，這個(gè)“老問(wèn)題”是不難解決的，決不可能阻礙水泥立磨在我國(guó)的推廣應(yīng)用。
事實(shí)上，2005年以來(lái)，我國(guó)鋼鐵行業(yè)已經(jīng)先后從歐洲廠商采購(gòu)了近80臺(tái)大型礦渣立磨，共耗資近5億歐元，這種采購(gòu)至今仍在繼續(xù)中。今年國(guó)產(chǎn)的各種大型立磨也已研發(fā)成功，相繼問(wèn)市。這對(duì)于我國(guó)水泥工業(yè)全面推廣應(yīng)用立磨無(wú)疑是一個(gè)重大的支撐與推動(dòng)。