【文章內(nèi)容簡介】 保裝備，以及海水淡化、報廢汽車處理等資源綜合利用設(shè)備，提高環(huán)保設(shè)備研發(fā)制造水平”等內(nèi)容 。 項目屬 于 國家發(fā)展和改革委員會令第 40號《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（ 2021年本）》 中的鼓勵項目 ， 屬 于“大型能量回收裝置成套設(shè)備設(shè)計制造、城市垃圾處理設(shè)備制造及有害氣體凈化設(shè)備制造” 項目 。 項目建設(shè)符合 《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實施意見》和《天津國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃》中有關(guān)水泥生產(chǎn)和技術(shù)研發(fā)改造方面的內(nèi)容。 項目的背景 （ 1） 水泥工業(yè) 在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用 1）水泥是一種基礎(chǔ)原材料，水泥工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一 水泥是一種人造膠凝材料，具有水硬性并且是既可在水中硬化又可在空氣中硬化的一種 建筑材料，至今已有 184 年的歷史。水泥與鋼 14 材、木材、塑料同稱為四大基礎(chǔ)工程材料，水泥生產(chǎn)雖然在燃料和動力消耗上較大，但與鋼鐵工業(yè)相比，每噸水泥消耗的能量僅為鋼材的六分之一，每噸混凝土消耗的能量僅為鋼材的二十分之一，水泥材料耐熱、不燃，不會蟲蛀、霉變，在潮濕環(huán)境中不但強(qiáng)度不降反而提高。另外，水泥的主要化學(xué)成份是氧化鈣、氧化硅和氧化鋁，與地表巖石的化學(xué)成份相同，資源相對其它材料豐富易得。 水泥 作為重要的 基礎(chǔ) 原 材料之一，以其數(shù)量大、用途廣、耐久性強(qiáng)和具備許多其它材料不可取代的性能而在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中處于非常重要的地 位。 它可以應(yīng)用于住宅建設(shè)、市政工程、公路建設(shè)、鐵路建設(shè)、空港建設(shè)、地下工程、港口建設(shè)、橋梁建設(shè)、信息工程、水下工程、宇宙航空、農(nóng)田水利、環(huán)境治理等各類建筑工程。近 20 年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國水泥工業(yè)取得了飛速發(fā)展。 2021 年我 國水泥產(chǎn)量達(dá) 14 億噸，連續(xù) 24 年居世界第一 ，工業(yè)增加 值約 4000億元，水泥工業(yè) 已成為 我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一 。 水泥通過混凝土或水泥制品形式用于建筑和工程中，水泥在混凝土中所占的重量比例不高，但能把石子和砂子膠凝在一起，起到膠結(jié)作用，形成人造石，又由于水泥不具有溶水 性并具有很好的耐久性，因此很早就被用于水工建筑和橋梁工程。隨著鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用，水泥為建筑工程開創(chuàng)了美好前景，如北京 2021 奧運(yùn)會各種場館、 423m 的上海南浦大橋，各大城市雄姿多彩的立交橋、地下與海底隧道、城際鐵路、高速公路、機(jī)場港口、海中花園、各種超高層大廈、形形色色的居民樓 等。另外， 利用水泥基材料在凝結(jié)硬化 15 前的常溫可鑄可塑性，可以制成各種形狀的結(jié)構(gòu)元件，創(chuàng)作各種工藝美術(shù)制品，美化城市與環(huán)境。 此外，各種特殊功能的水泥更是工業(yè)建設(shè)、特殊工程、國防安全必不可少的重要工程材料，如石油工業(yè)用的油井 水泥、長江三峽大壩用的低熱水泥、原子能發(fā)電站用的防輻射水泥、國防建設(shè)用的防穿射水泥、海工工程用的抗硫酸鹽水泥、工程搶險用的高強(qiáng)快硬水泥 、裝飾用的彩色水泥、夜光水泥、彈性水泥、導(dǎo)電水泥、變色水泥、木質(zhì)水泥、儲熱水泥等，水泥的作用正在逐步加強(qiáng)和擴(kuò)大。 綜上所述，從節(jié)能、價格和安全角度考慮，作為結(jié)構(gòu)材料，水泥的應(yīng)用范圍廣闊 。雖然近代建筑中已使用了鋁合金、鋼塑、鋼結(jié)構(gòu)型材等其它許多材料，但水泥的某些性能，特別在地下結(jié)構(gòu)和水中結(jié)構(gòu)中，其它材料是無法代替的。因為水泥具有與環(huán)境友好的相容性，因此水泥在相當(dāng)長的時期內(nèi)都將是 人類社會的主要 工程 建筑材料 ；并且，隨著推進(jìn)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快以及城鄉(xiāng)居民住房水平升級，水泥工業(yè)將得到更加快速地發(fā)展。 2）水泥在生產(chǎn)過程中可以協(xié)同處理各類廢棄物，對于環(huán)境保護(hù)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要作用 水泥工業(yè)具有消納廢物的功能，在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)過程中這點(diǎn)特別重要。據(jù)有關(guān)資料的報道 ， 我國生活垃圾年產(chǎn)量約 2 億噸（其中約有4000 萬噸以上為建筑垃圾），工業(yè)固體廢物約 10 億噸，（其中化學(xué)品等危險廢物近 1000萬噸，礦渣 1億噸 ,鋼渣 4000萬噸 ,粉煤灰 2億噸 ,電石渣 1000 萬噸 ,煤矸石 2 億噸等 ）。由于缺乏有效處理，我國歷年 16 的煤矸石積存量達(dá) 40 億噸以上，垃圾積存量已超過 66 億噸， 而且，城市垃圾、下水污泥、工業(yè)廢棄物、尾礦廢物還在以一定百分?jǐn)?shù)遞增，形勢 非常 嚴(yán)峻。 目前，隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在水泥生產(chǎn)過程中已經(jīng)可以利用 工業(yè)固體廢棄物、礦業(yè)固體廢棄物、城市固體廢棄物（生活垃圾）、農(nóng)業(yè)固體廢棄物等 各類固體廢棄物替代部分原料配料或替代部分燃料，可以采用工業(yè)廢渣做原料和混合材，生產(chǎn)“生態(tài)水泥”，從而降低化石類燃料和石灰石的用量，減少 CO2的排放量，這對于環(huán)境保護(hù)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要作用。 （ 2） 水泥 工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中面臨關(guān)鍵技術(shù)需突破 水泥工業(yè)是資源、能源依賴型產(chǎn)業(yè)，是我國資源，能源消耗較大的產(chǎn)業(yè)之一，又由于我國水泥工業(yè)是在長期短缺經(jīng)濟(jì)條件下發(fā)展起來的，中小企業(yè)占居企業(yè)數(shù)量的主體，資源利用率低、能源消耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重這一局面仍未得到根本改觀。近年來，隨著水泥產(chǎn)品產(chǎn)能的快速增長，水泥工業(yè)的能源消耗、煙（粉）塵排放總量相應(yīng)增加。在能源、環(huán)境已日益成為制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展重要因素的今天，加大節(jié)能減排力度，提高資源、能源利用效率，減輕環(huán)境壓力將是水泥行業(yè)貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源能源節(jié)約型、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)，實 施“由大變強(qiáng)”發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)又好又快可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。 2021 年 10 月， 國家發(fā)改委公布了《水泥工業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》和《水泥工業(yè) 產(chǎn)業(yè) 發(fā)展政策》， 這些政策 有利于水泥工業(yè)的發(fā)展 ， 同時也 對水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 提出了節(jié)能減排的要求。另外，在 國家發(fā)改委 17 等八部委提出的水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)中 ，要求到 2021 年 新型干法水泥比重提高到 70%，累計淘汰落后生產(chǎn)能力 億噸 ； 日產(chǎn) 4000噸以上大型新型干法水泥生產(chǎn)線，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到噸水泥綜合電耗小于 95 千瓦時 ，熟料熱耗小于 740 千卡 /千克。 由此可以看出 水泥工業(yè) 在完成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 的同時，還有很繁重的節(jié)能減排任務(wù)。 造成水泥行業(yè) 高 能耗 、高污染 的原因 除受 以下客觀環(huán)境影響外，例如： 淘汰落后產(chǎn)能緩慢， 水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理 ， 產(chǎn)品單位能耗高 等，主要原因還是技術(shù)創(chuàng)新能力滯后、技術(shù)與裝備不能適應(yīng)水泥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，主要表現(xiàn)在： 1） 窯爐及節(jié)能粉磨技術(shù)裝備與國外比有較大差距 還有一定差距 我國新型干法先進(jìn)的熱耗比國外同規(guī)模指標(biāo)高 50kcal/kgcl,噸水泥電耗比國外高 10kwh/t，一次能源的利用效率比國外先進(jìn)水平差近 7%。提升一次能源利用效 率還有很大空間。 在燒成裝備大型化和系列化方面，我國基本上是跟蹤模仿國外模式進(jìn)行的， 5000t/d 以上規(guī)模生產(chǎn)線很少，缺少 8000t/d 級設(shè)備，缺乏對引進(jìn)設(shè)備的 10000t/d 生產(chǎn)線的實踐經(jīng)驗，水泥大型化成套裝備的系列還不完全。 距 主要表現(xiàn)在設(shè)備操作的可靠性和設(shè)備性能的穩(wěn)定性方面，此外對 18 原燃料的適應(yīng)性較差， 耐磨材料與研磨介質(zhì)的消耗都比先進(jìn)國家高10%～ 20%。 例如：設(shè)備平均運(yùn)轉(zhuǎn)率國內(nèi)為 85％左右，國外為 90％～95％；因為耐磨耐熱性能差，我國大型輥磨 磨輥壽命為 8000 小時，國外是 20210 小時；國內(nèi)設(shè)計燒成系統(tǒng)熱耗指標(biāo)與實際生產(chǎn)值的比值是 ，國外是 ,存在著設(shè)計與制造方面的差距。關(guān)鍵部件質(zhì)量不高，大規(guī)格軸承和減速機(jī)可靠性不高，要依靠進(jìn)口；粉磨部件耐磨性能不高，使用周期短，影響運(yùn)轉(zhuǎn)率，液壓系統(tǒng)質(zhì)量不高，存在泄漏油現(xiàn)象，自動控制技術(shù)有待提高，鑄件缺陷多。 在自動化控制中的電控系統(tǒng)和工業(yè)用計算機(jī)、系統(tǒng)操作軟件方面與國外有很大差距，重要項目的計量給料裝置、閥門執(zhí)行器、質(zhì)量分析與檢測裝置（如 X 熒光分析儀和 rmatrics 分析儀、在線激光粒度分析儀等 ）均需進(jìn)口。 在大型粉磨設(shè)備方面，國外生料粉磨采用輥磨約占 94％，球磨和其他占 6％；我們還沒有臺時產(chǎn)量達(dá)到 500t/h 以上的原料輥磨，滿足不了 6000t/d 級以上生產(chǎn)線的配套需要。缺少通過能力達(dá)1000t/h 以上的大型輥壓機(jī)，難以實現(xiàn)水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)“多壓少磨”的技術(shù)思路和節(jié)能目的。年產(chǎn) 60 萬噸、 90 萬噸的大型礦渣輥磨還是空白。 料床終粉磨技術(shù)日臻成熟，用于水泥粉磨的料床終粉磨設(shè)備越來越普及，但我國還沒有水泥料床終粉磨系統(tǒng)的使用業(yè)績。 對水分太高的沾濕物料的烘干粉磨和磨蝕性太差的物料 的粉磨 19 缺乏經(jīng)驗和研究，即對特殊物料的適應(yīng)性沒有對策。 另外，回顧粉磨技術(shù)的發(fā)展史，絕大部分的新技術(shù)新裝置均由國外知名公司首先提出，我們再行借鑒或引進(jìn)、吸收、提高和開發(fā)，這和缺少理論基礎(chǔ)研究不無關(guān)系。 ，尚未掌握大型關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計的核心技術(shù)，缺少理論研究 差距主要表現(xiàn)在：第三代篦式冷卻機(jī)性能提高及新一代篦式冷卻機(jī)的開發(fā)；多通道燃燒器性能穩(wěn)定性及耐磨材質(zhì)問題；還沒有 5000t/d級以上規(guī)模生產(chǎn)線使用的大型生料輥磨；還沒有水泥終粉磨用的輥磨。 2）石灰石等礦物資源綜合利用技術(shù)的差距 相當(dāng)?shù)那闆r下，國內(nèi)外用噸熟料計算的資源用量差別不大，但我國水泥工業(yè)作為混合材利用的固體廢棄物量較大，利用廢棄物作為替代原燃料的量很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。 ，尚缺乏對100%采用電石渣的技術(shù)方面的深度研究。 ， 法規(guī) 和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后。主要表現(xiàn)在：廢棄物預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備、相關(guān)焚燒設(shè)備的開發(fā)、粉碎機(jī)械力化學(xué)的激發(fā)活性技術(shù)、監(jiān)測和檢測技術(shù)與裝置等。 3）水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)優(yōu)化 方面 的差距 這方面的差距表現(xiàn)在具體設(shè)計上，如目前沒有可按物料 性質(zhì)進(jìn)行個體差異化設(shè)計的破碎機(jī)、在處理粘性物料或結(jié)凍物料的原料時缺少 20 預(yù)均化處理設(shè)備、進(jìn)行生料質(zhì)量控制先進(jìn)技術(shù)（礦山采用精確數(shù)字化開采，多品質(zhì)原料搭配，采用γ 射線在線分析儀）有待開發(fā)，此外還有計量喂料的精度問題等。 4）污染物減排技術(shù)與裝備 這方面的差距體現(xiàn)在國內(nèi)外指標(biāo)對比上 （ 詳 見下表 ） 。雖然我國先進(jìn)新型干法水泥企業(yè)的排放指標(biāo)已很高，但整體水平還有待提高。發(fā)達(dá)國家的大部分企業(yè)都能自覺按控制標(biāo)準(zhǔn)排放廢棄物，有的企業(yè)實際污染物排放量甚至要低于標(biāo)準(zhǔn)限值。我國應(yīng)加強(qiáng)大型高效袋收塵器的開發(fā)和對過濾介質(zhì)的研究，我國還沒 有代用原料及產(chǎn)品重金屬及有害元素限值標(biāo)準(zhǔn)。我國水泥工業(yè)粉塵和煙塵排放濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外。 表 4 國際水泥 污染物排放 指標(biāo)與我國新型干法水泥的比較 項 目 國際一般水平 國際先進(jìn)水平 我國新型干法平均水平 粉塵排放量（ mg/Nm3） 20～ 30 10 50～ 100 NOx 排放量（ mg/Nm3） 500 200 600~800 SO2排放量（ mg/Nm3） 200 50 300~400 注：以 水泥為比較基準(zhǔn) 5）過程智能化控制 方面 存在差距 國外的著名水泥裝備公司均有自身品牌的控制和 優(yōu)化系統(tǒng)。如FLSmidth 公司的 ECS 和 ProcessExpert 系統(tǒng)； Polysius 公司的 POLCIDNT 和 POLEXPERT； KHD 公司的 PRODUX 和 PYROEXPERT。這些系統(tǒng)除了完成水泥生產(chǎn)的過程控制，都集成了燒成和粉磨工段的過程優(yōu)化軟件包。另外，國外許多電氣自動化控制公司也開發(fā)了適用于水泥工廠的過程智能和過程優(yōu)化軟件包。如 SIEMENS 公司在專為水泥工業(yè)開發(fā)的 CEMAT 系統(tǒng)中集成了水泥窯和粉磨的優(yōu)化控制軟件； ABB 公司 21 在 Industry IT 中集成了 Optimize IT 優(yōu)化控制軟件 ； Rockwell 公司提供 Pavilion APC 高級過程控制軟件包。我國在這方面還有很大差距。另外，我國新型干法企業(yè)除繼續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)過程控制技術(shù)外，要進(jìn)一步探索管理信息化途徑，加強(qiáng)管理信息化的開發(fā)，不斷提高水泥工業(yè)的信息化水平。 6）水泥工業(yè)領(lǐng)域成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化存在的問題 節(jié)能環(huán)保 技術(shù)工程化研究與試驗 驗證平臺 ，原創(chuàng)性開發(fā)能力弱，投入市場的科技產(chǎn)品缺少精品，相應(yīng)增大了工程的風(fēng)險，一些關(guān)鍵設(shè)備還得依靠進(jìn)口 。 距 ，國產(chǎn)設(shè)備在質(zhì)量性能、材質(zhì)和加工精度等方面還存在許多不足，導(dǎo)致不少生產(chǎn)線建成后，因設(shè)備故障影響了生產(chǎn)能力的提高。我國環(huán)保設(shè)備總體水平相當(dāng)于國際二十世紀(jì)八十年代中期水平 ， 耐磨材料與研磨介質(zhì)的消耗都比先進(jìn)國家高 10%～ 20%。 ，重金屬與有害元素的檢測、監(jiān)測是重要的工作，目前我國在這方面的水平與國外比還有相當(dāng)大的差距，國內(nèi)的水泥專業(yè)、儀器儀表專業(yè)及自動化專業(yè)應(yīng)加大力度聯(lián)合開發(fā)國產(chǎn)化技術(shù)與裝置 ，制定相應(yīng)地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 、代用原料來源、市場等影響，開展持續(xù)時間長、資金 投入多的綜合型、大型技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化項目還有困難 。 、節(jié)能、節(jié)約資源的重視，但在具體問題上還缺乏相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 ，缺少政府的相關(guān)政策。 22 ， 當(dāng)推廣節(jié)能、降耗等新技術(shù)新設(shè)備時，要更新人們的傳統(tǒng)意識和概念，需要政府引導(dǎo)和政策支持 水泥工業(yè)是我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要環(huán)鏈，實現(xiàn)水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須解決面臨的節(jié)能環(huán)保的共性關(guān)鍵性的技術(shù)，因此建設(shè)水泥節(jié)能環(huán)保工程研究中心，集中行業(yè)中具有一流研發(fā)及應(yīng)用實力的企業(yè)及人才，突破技術(shù)難點(diǎn)，為行業(yè)的發(fā)展提 供技術(shù)支撐極為必要。 項目建設(shè)的意義 基于國家水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為緩解我國水泥工業(yè)的高耗能、高污染問題，水泥行業(yè)急需組建“水泥