【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ”，不容改變。頂天指創(chuàng)新，創(chuàng)造一流的科研成果；立地指要在行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮重大作用。工程中心應(yīng)積極適應(yīng)國(guó)家現(xiàn)行鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的宏觀政策導(dǎo)向，由工程中心運(yùn)作，應(yīng)對(duì)政府在項(xiàng)目招標(biāo)、創(chuàng)新基金、產(chǎn)業(yè)化成果轉(zhuǎn)化資助中的基本條件、資格，積極組織力量，多方出擊，成果共享，采取聯(lián)合模式將科研業(yè)績(jī)納入工程中心建設(shè)考評(píng)體系 3）工程中心應(yīng)組織力量，及時(shí)進(jìn)行工程中心環(huán)境、人員、研究成果、特色優(yōu)勢(shì)等亮點(diǎn)進(jìn) 行總體策劃與宣傳，不時(shí)推出新面貌，擴(kuò)大團(tuán)隊(duì)整體在社會(huì)、學(xué)術(shù)界的知名度和影響。 18 定期組織召開國(guó)際性學(xué)術(shù)研討會(huì)，廣交海內(nèi)外學(xué)術(shù)界朋友，擴(kuò)大工程中心在國(guó)內(nèi)外的影響，工程中心每年主辦召開全國(guó)性或國(guó)際性會(huì)議。 4）抓產(chǎn)學(xué)研典型，集中力量重點(diǎn)突破。工程中心要突出與產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)系緊密的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和高技術(shù)研究，以獲取關(guān)鍵技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為社會(huì)發(fā)展服務(wù)。工程中心要著眼于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本需求，依據(jù)國(guó)際學(xué)科前沿發(fā)展的主要趨勢(shì)，充分利用現(xiàn)有的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，開展創(chuàng)新的、具有特色的應(yīng)用基礎(chǔ)性研究應(yīng)用技術(shù)的推廣。此外，工程中心在 進(jìn)行典型突破的同時(shí)，需適時(shí)做好知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)與利用工作。 1結(jié)論與建議 “水泥節(jié)能環(huán)保國(guó)家工程研究中心 ”作為我國(guó)水泥工業(yè)節(jié)能減排 和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支撐平臺(tái)，對(duì)于建設(shè)一個(gè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前建設(shè)的前期資金已落實(shí)，項(xiàng)目開展條件已具備，建議盡快批復(fù)資金申請(qǐng)報(bào)告，給予水泥節(jié)能環(huán)保國(guó)家工程中心必要的資金支持，使工程中心早日為水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供迫切需要的關(guān)鍵性技術(shù)，服務(wù)于全行業(yè)。 二、項(xiàng)目建設(shè)的依據(jù)、背景與意義 項(xiàng)目建設(shè)的依據(jù) 項(xiàng)目建設(shè)的主要依據(jù)是《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于 19 開展水泥節(jié)能環(huán)保國(guó)家工程研究中心組建工作的通知》（發(fā)改辦高技 [2020]2182號(hào)）和《關(guān)于準(zhǔn)予天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司水泥節(jié)能環(huán)保國(guó)家工程研究中心項(xiàng)目備案的決定》（津發(fā)改許可 [2020]195號(hào)）。 2020 年 2 月 13 日，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快振興裝備制造產(chǎn)業(yè)的若干意見》，項(xiàng)目的建設(shè)符合其中 “發(fā)展大氣治理、城市及工業(yè)污水處理、固體廢棄物處理等大型環(huán)保裝備，以及海水淡化、報(bào)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(xiàng)目屬于國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)令第 40號(hào)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（ 2020年本）》中的鼓勵(lì)項(xiàng)目，屬于 “大型能量回收裝置成套設(shè)備設(shè)計(jì)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(xiàng)目。 項(xiàng)目建設(shè)符合《 “十一五 ”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》和《天津國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)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(xiàng)目的背景 （ 1）水泥工業(yè)在國(guó)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(guó)國(guó)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 20 年的歷史。水泥與鋼 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(dòng)力消耗上較大，但與鋼鐵工業(yè)相比，每噸水泥消耗的能量?jī)H為鋼材的六分之一，每噸混凝土消耗的能量?jī)H為鋼材的二十分之一，水泥材料耐熱、不燃，不會(huì)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(duì)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(guó)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(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)水泥工業(yè)取得了飛速發(fā)展。 2020年我國(guó)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。 水泥通過(guò)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 21 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 2020 奧運(yùn)會(huì)各種場(chǎng)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(chǎng)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 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(guó)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(zhǎng)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(guó)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(xiǎn)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(chǔ)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(jià)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(wú)法代替的。因?yàn)樗嗑哂信c環(huán)境友好的相容性，因此水泥在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都將是人類社會(huì)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 22 住房水平升級(jí)，水泥工業(yè)將得到更加快速地發(fā)展。 2）水泥在生產(chǎn)過(guò)程中可以協(xié)同處理各類廢棄物，對(duì)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(guò)程中這點(diǎn)特別重要。據(jù)有關(guān)資料的報(bào)道，我國(guó)生活垃圾年產(chǎn)量約 2億噸（其中約有 4000萬(wàn)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(xiǎn)廢物近 1000 萬(wàn)噸，礦渣 1億噸 ,鋼渣 4000萬(wàn)噸 ,粉煤灰 2億噸 ,電石渣 1000萬(wàn)噸 ,煤矸石 2億噸等）。由于缺乏有效處理，我國(guó)歷年 的煤矸石積存量達(dá) 40億噸以上，垃圾積存量已超過(guò) 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(shì)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(guò)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(duì)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(guó)資源，能源消耗較大的產(chǎn)業(yè)之一，又由于我國(guó)水泥工業(yè)是在長(zhǎng)期短缺 23 經(jīng)濟(jì)條件下發(fā)展起來(lái)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(lái)，隨著水泥產(chǎn)品產(chǎn)能的快速增長(zhǎng)，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(huì)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(shí)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(shí)施 “由大變強(qiáng) ”發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)又好又快可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。 2020 年 10 月，國(guó)家發(fā)改委公布了《水泥工業(yè)發(fā)展專項(xiàng)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(shí)也對(duì)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(guó)家發(fā)改委 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 2020年新型干法水泥比重提高到 70%，累計(jì) 淘汰落后生產(chǎn)能力；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(shí)，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(shí)，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) 24 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(guó)外比有較大差距 生產(chǎn)的整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有一定差距 我國(guó)新型干法先進(jìn)的熱耗比國(guó)外同規(guī)模指標(biāo)高50kcal/kgcl,噸水泥電耗比國(guó)外高 10kwh/t，一次能源的利用效率比國(guó)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(guó)基本上是跟蹤模仿國(guó)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(jí)設(shè)備，缺乏對(duì)引進(jìn)設(shè)備的 10000t/d 生產(chǎn)線的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，水泥大型化成套裝備的系列還不完全。 之間仍然存在明顯差距 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(duì) 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(guó)家高 10%～ 20%。例如：設(shè)備平均運(yùn)轉(zhuǎn)率國(guó)內(nèi)為 85％左右，國(guó)外為 90％～ 95％；因?yàn)槟湍ツ蜔嵝阅懿?，我?guó)大型輥磨磨輥壽命為 8000 小時(shí)，國(guó)外是 20200 小時(shí)；國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)燒成系統(tǒng)熱耗指標(biāo)與實(shí)際生產(chǎn)值的比值是 ，國(guó)外是 ,存在著設(shè)計(jì)與制造方面的差距。關(guān)鍵部件質(zhì)量不高，大規(guī)格 25 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(dòng)控制技術(shù)有待提高，鑄件缺陷多。 在自動(dòng)化控制中的電控系統(tǒng)和工業(yè)用計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)操作軟件方面與國(guó)外有很大差距，重要項(xiàng)目的計(jì)量給料裝置、閥門執(zhí)行器、質(zhì)量分析與檢測(cè)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(guó)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(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到 500t/h以上的原料輥磨，滿足不了 6000t/d 級(jí)以上生產(chǎn)線的配套需要。缺少通過(guò)能力達(dá) 1000t/h 以上的大型輥壓機(jī)，難以實(shí)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(wàn)噸、 90萬(wàn)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(lái)越普及，但我國(guó)還沒有水泥料床終粉磨系統(tǒng)的使用業(yè)績(jī)。 對(duì)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 缺乏經(jīng)驗(yàn)和研究，即對(duì)特殊物料的適應(yīng)性沒有對(duì)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(guó)外知名公司首先提出，我們?cè)傩薪梃b或引進(jìn)、吸 26 收、提高和開發(fā)，這和缺少理論基礎(chǔ)研究不 無(wú)關(guān)系。 ，尚未掌握大型關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)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(wèn)題；還沒有 5000t/d 級(jí)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 ，國(guó)內(nèi)外用噸熟料計(jì)算的資源用量差別不大，但我國(guó)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(guó)家。 面，尚缺乏對(duì) 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(cè)和檢測(cè)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(jì)上，如目前沒有可按物料性質(zhì)進(jìn)行個(gè)體差異化設(shè)計(jì)的破碎機(jī)、在處理粘性物料或結(jié)凍物料的原料時(shí)缺少 27 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(jì)量喂料的精度問(wèn)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(guó)內(nèi)外指標(biāo)對(duì)比上（詳見下表）。雖然我國(guó)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(guó)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(shí)際污染物排放量甚至要低于標(biāo)準(zhǔn)限值。我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)大型高效袋收塵器的開發(fā)和對(duì)過(guò)濾介質(zhì)的研究，我國(guó)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(guó)水泥工業(yè)粉塵和煙塵排放濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)外。 表 4 國(guó)際水泥污染物排放指標(biāo)與我國(guó)新型干法水泥的比較 注：以 5）過(guò)程智能化控制方面存在差距 國(guó)外的著名