【正文】 翻兩倍，未來 20 年將是我國經(jīng)濟發(fā)展的黃金時 期，因此建材工業(yè)特別是水泥行業(yè)作為基礎原材料工業(yè)也要與國民經(jīng)濟同步快速發(fā)展。 預期 2021 年以前總共需建 7 億噸 水泥熟料生產(chǎn) 能力，相當于每年建 5000t/d 和 2500t/d 工藝線各 30 條。每條 5000t/d 工藝線需要本項目設計的新設備 2600 噸 ， 2500t/d 工藝線約 1500 噸 ，由此年需設備重 萬噸，這是一個很大的數(shù)字。說明市場需求巨大，前景十分良好。 另外，在此其間 估計淘汰立窯水泥 5 億噸。 將用等量 新型干法技術建設， 同時采用節(jié)能減排新技術， 則 每 噸水泥 煤耗 可降 低42 公斤 標煤，共可節(jié)煤 2110 萬噸。 隨著近代 化建筑和城鎮(zhèn)化進程的加快，水泥產(chǎn)量還有一定的增長 32 空間，但水泥的消費市場將對水泥的質(zhì)量和數(shù)量都提出要求，并且在品種水泥和功能水泥方面也會逐步加大需求。因此我國應在宏觀控制總量的情況下，要逐步提高水泥的質(zhì)量，這就需要淘汰落后水泥工藝，增加新型干法水泥產(chǎn)量的比例，加速產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整，需要有一個權威的產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)機構。這正是時代對設立該國家工程研究中心的召喚。 作為引領我國水泥產(chǎn)業(yè)技術改造和行業(yè)發(fā)展的引擎，也作為我國唯一的一家水泥環(huán)保技術研發(fā)機構，該項目優(yōu)勢明顯，不會有相同的機構與之競爭，其競爭力主要體現(xiàn)在自身能 否適應經(jīng)濟發(fā)展和市場環(huán)境要求，能否有效實現(xiàn)在帶動行業(yè)發(fā)展和自身發(fā)展之間取得共贏。該項目具有獨特的技術優(yōu)勢、人才優(yōu)勢以及政策優(yōu)勢。當今正值我國拉動內(nèi)需，深入進行基礎設施建設的時期，作為重要建筑原材料之一的水泥，與國家的建設密不可分，水泥行業(yè)面臨巨大的市場機遇。該項目正可以乘勢而上，在帶動行業(yè)發(fā)展和創(chuàng)造經(jīng)濟效益方面取得雙贏。 在項目劣勢和可能存在的潛在威脅之處主要來源于如下兩方面，一方面，工程中心以獨立法人單位運行，而且獨立法人單位必須有數(shù)家單位組建，建設期的資金投入沒有僅依托一家的方便。另一方面，工程中心主要 以技術為主體，依靠出售專有技術、專利等 技術產(chǎn)品 贏利， 這些產(chǎn)品大多研發(fā)周期較長，且需要投入的人力成本較大， 在工程中心自負盈虧的運營模式下，比以專業(yè)裝備為產(chǎn)品的企業(yè)贏利 周期長且利潤 空間 較 小。 33 四、主要方向、任務與目標 工程中心的主要發(fā)展方向 工程中心是一種新型的科研開發(fā)實體，依托于天津水泥院 和中天仕名集團 ， 主要目的是：促進水泥產(chǎn)業(yè)升級和行業(yè)技術進步；主要發(fā)展方向是：研發(fā)節(jié)能環(huán)保技術與裝備并向行業(yè)推廣應用，開發(fā)水泥窯協(xié)同處理廢棄物的技術與設備，使資源、能源依賴型水泥產(chǎn)業(yè)，逐步向生態(tài)環(huán)保型轉(zhuǎn)化。 主要采取的措 施是： 依靠國內(nèi)行業(yè) 的 總體優(yōu)勢，采取開放式課題組形式，加強國 內(nèi)外 的技術合作與交流， 對節(jié)能環(huán)保關鍵技術進行攻關，使工程中心成為技術研發(fā)、系統(tǒng)集成和工程化試驗平臺。 工程中心的主要任務 （ 1）圍繞緩解我國水泥工業(yè)生產(chǎn)的高能耗、高污染問題，建立水泥節(jié)能環(huán)保技術的研發(fā)、系統(tǒng)集成和工程化試驗平臺，重點開展水泥窯爐和粉磨節(jié)能、石灰石礦產(chǎn)資源綜合利用、水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)優(yōu)化、污染物減排、過程智能化控制等關鍵技術裝備的研發(fā)。 1）水泥窯爐和粉磨節(jié)能技術與裝備研究 （ a）重點開發(fā)新一代預分解燒成技術，包括多級換熱預分解技術、 短窯煅燒工藝裝備技術、行進式穩(wěn)流冷卻技術、余熱利用技術、大推力煤粉燃燒技術與裝備； （ b）大型輥磨粉磨工藝及裝備，能力大于 400t/h 的生料輥磨粉磨及 150t/h 水泥輥磨粉磨的技術與裝備； （ c）為開展上述研究工作需開展基礎、支撐性的研究工作： 燃燒、分解特性研究、原燃料性能與工藝相關性研究、粉碎機械力化學 34 與粉體改性的研究 等。 2）石灰石礦產(chǎn)資源綜合利用 （ a）低品位原、燃料（低品位石灰石、低熱值煤等）的高效利用技術研究。為 修改水泥用石灰質(zhì)原料勘探工業(yè)質(zhì)量指標 （ 石灰石 中CaO 含量 ≥48 .00%降低到 CaO 含量 ≥45 .00%） ， 開發(fā)資源綜合利用技術，為 充分利用石灰石資源創(chuàng)造條件 ，應用推廣低熱值燃煤煅燒技術； （ b）廢棄物（工業(yè)危廢、污泥）等在水泥窯中處理及利用的預處置技術（破碎、調(diào)合、穩(wěn)定等）研究； （ c） 與有關化工部門聯(lián)合開發(fā)研究 CaO 含 量較 高的工業(yè)廢渣替代石灰 巖 資源 作為 鈣質(zhì)原料配料 ，應通過 降 低其水分以及 K2O+Na2O、SO P2O Cl－等有害組分含量來實現(xiàn)其有效合理利用 。 （ d）進行不同品質(zhì)原料的配料研究、生料質(zhì)量控制研究、水泥基本性能、混凝土拌合物性能的測試、水泥對混凝土性能的影響研究等工作，提高水 泥質(zhì)量。 3）水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)優(yōu)化 工藝技術的先進反映在能耗低、產(chǎn)量高、生產(chǎn)可靠、勞動生產(chǎn)率高、投資低等方面，此外，廢棄物的利用與環(huán)保水平已成為當前重要的條件。當代水泥工藝的發(fā)展是從原料開采到水泥出廠的整個生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展和提高，不斷進行水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)優(yōu)化，通過簡化生產(chǎn)流程、采用新技術新設備，減少工廠占地，提高技術經(jīng)濟指標，從源頭上打好節(jié)能減排的基礎。 4）污染物減排 進行有害元素遷移研究，開發(fā) CO NOx、 SO粉塵與重金屬 、 35 有害元素、噪音和熱污染的減排技術與裝備。 開展處置廢棄物對產(chǎn)品質(zhì)量及大氣排放 的環(huán)境影響及控制措施研究。 5）過程智能化控制 （ a）在水泥生產(chǎn)中，采用窯優(yōu)化控制系統(tǒng)； （ b）在生料質(zhì)量控制方面，解決傳統(tǒng)的滯后檢測，超前控制缺點，研發(fā)和推廣前饋控制新技術。 （ 2）推進制定相關技術標準，加快水泥工業(yè)的技術進步 推進制定相關技術標準，對于水泥工業(yè)的技術進步和自主知識產(chǎn)權保護具有非常重要的作用，另一方面，技術標準和規(guī)范的水平也體現(xiàn)了一個時期行業(yè)和國家的技術水平，可以指導或支撐技術創(chuàng)新，所以具有相當重要的意義。國家工程中心必需參與或直接制定水泥工藝技術、裝備、產(chǎn)品等的標準和規(guī)范，引領行業(yè)技術進 步。 工程中心的發(fā)展戰(zhàn)略與經(jīng)營思路 （ 1） 發(fā)展戰(zhàn)略 工程中心是一家具有國際競爭實力、致力于水泥工業(yè)技術進步的產(chǎn)業(yè)化的科技型企業(yè)，在技術裝備研發(fā)和成套供應等諸方面不斷創(chuàng)造業(yè)績、積累經(jīng)驗和增強創(chuàng)新能力，技術和人才向全國輻射，加強國際市場競爭力，為我國水泥行業(yè)的發(fā)展 做出 貢獻。 工程中心的發(fā)展戰(zhàn)略是：以技術進步為先導、以設計和裝備為支撐，為全國水泥行業(yè)服務，以工程總承包的系統(tǒng)集成優(yōu)勢，鞏固和擴大國內(nèi)外水泥工程市場份額，適應國家產(chǎn)業(yè)政策要求，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，開發(fā)水泥工業(yè) 節(jié)能環(huán)保 技術 與裝備 ，探索其關鍵核心裝備產(chǎn)業(yè) 36 化途經(jīng)，逐步將上述技術與裝備 推向市場 ，使之成為工程中心可持續(xù)發(fā)展的強勁動力。 （ 2） 工程中心 經(jīng)營思路 工程中心的經(jīng)營 思路 是：充分利用 水泥行業(yè) 的資源優(yōu)勢和綜合實力，以一流的技術，為顧客提供超值產(chǎn)品和服務，以提升競爭力贏得市場。在國內(nèi)市場擴大區(qū)域影響，實施差異化戰(zhàn)略，在國際市場，堅持打造 “ 中國制造 ” 形象，樹立品牌，逐步進入高端領域。 其主要宗旨是： 1） 促進產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、不斷提高新型干法水泥技術水平、推廣節(jié)能減排和 余熱利用技術、開發(fā)和發(fā)展水泥窯 協(xié)同 處置廢物技術和裝備、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 ； 2） 將符合上述要求的具有重要 長遠市場價值的重大科研成果進行 后續(xù)的 工程化、 產(chǎn)業(yè)化和 集成化研發(fā)，消化、吸收 、 集成 和 創(chuàng)新引進技術 和裝備 ，為產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)提供技術成熟的先進工藝、技術和產(chǎn)品，形成產(chǎn)業(yè)基地 ； 3） 著力開發(fā)科研成果轉(zhuǎn)化為適合規(guī)模生產(chǎn)需要的共性技術、關鍵技術并向行業(yè)輻射，增強水泥基礎原材料的產(chǎn)業(yè)實力 ； 4） 全方位的為水泥行業(yè)進行各種咨詢服務與培訓。 工程中心擬產(chǎn)業(yè)化的重要科研成果 工程中心 建成后將 通過對已具有的自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品不斷升級換代、不斷開發(fā)新技術、新產(chǎn)品，使其科研成果保持最新。當前工程中心擬轉(zhuǎn)化的重要科研成果 主要包括七 項： （ 1） “ 十五 ” 國家重大技術裝備研制項目 —— 日產(chǎn) 10000 噸水泥熟 37 料新型干法生產(chǎn)工藝與成套設備研制項目 該項目于 2021 年底經(jīng)原國家經(jīng)貿(mào)委批準立項。 2021 年初正式啟動，國家下?lián)芙?jīng)費 1550 萬元。項目共 5 個課題，下設 14 個專題，在國家發(fā)改委的指導下， 以 天津水泥工業(yè)設計研究院作為項目主持單位，安徽海螺集團、中天仕名科技集團等 6 個單位分別承擔了相應專題的研究工作。經(jīng)過主持單位和各承擔單位歷時 3 年多的共同努力，完成了合同規(guī)定的所有研制任務，于 2021 年 7 月通過了國家發(fā)改委組織的驗收。 該項目整體技術已達到當今 世界先進水平，取得了一批具有自主知識產(chǎn)權的成果： “ 大型單段石灰石破碎機 ” 、 “ 大型預均化堆場堆取料機 ” 、 “ 大型輥式生料磨 ” 、 “ 大型輥式礦渣磨 ” 和 “ 大型減速機 ” 等 5 項成果已通過鑒定，達到國際先進水平； “ 大型硅鋁質(zhì)原料破碎機 ” 和 “ 智能化、網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線技術及企業(yè)信息管理系統(tǒng) ” ，兩項成果鑒定為國內(nèi)領先水平 ， 形成了若干關鍵技術：燒成系統(tǒng)降低氮氧化物排放、大型篦式冷卻機的篦床全外支承梁與充氣篦床供風主管 “ 共生 ” 的獨創(chuàng)性結構，及高塔架的風洞實驗理論分析和鋼管砼柱等。 專家組認為，該項目的完成不僅為萬噸級國產(chǎn)化生產(chǎn)線提供了 技術與裝備的保證，同時，也為帶動日產(chǎn) 5000 噸級生產(chǎn)線的技術進步，乃至全面提高我國新型干法水泥生產(chǎn)技術水平創(chuàng)造了條件。 （ 2） 新一代新型干法水泥生產(chǎn)工藝技術與設備 自從 1998 年 自主 開發(fā)設計第一條 2500 噸 /d 新型干法 生產(chǎn)線，并在葛洲壩 5窯得到成功應用 以來 ，天津水泥院開發(fā)并推廣了從 700 38 t/d 至 10000 t/d 的各種規(guī)模的預分解系統(tǒng)，有效地滿足了市場的需求。同時，通過現(xiàn)場調(diào)研和信息反饋，及時掌握預分解系統(tǒng)存在的一些問題，不斷進行優(yōu)化改進。目前，自行開發(fā)設計的預分解系統(tǒng)已在330 多條生產(chǎn)線上應用， 其中第三代預分解系統(tǒng)是在總結已有的預分解系統(tǒng)基礎上，結合大部分水泥廠原、燃料的實際情況，全面提升預分解系統(tǒng)的性能，包括工藝、環(huán)保性能及設備設計優(yōu)化，本系統(tǒng)包括預熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、燃燒器和冷卻機等設備 ，已 達到國際先進水平 。 第三代預分解系統(tǒng)在低阻低耗的前提下， 可以 降低預分解系統(tǒng)的投資費用，降低 NOx、 SO2 等廢氣中有害組分的排放，實現(xiàn)資源的綜合利用，為提高水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)水平，向著生態(tài)化方向發(fā)展，提高廢熱回收利用率及開展廢棄物利用研究等 方面意義重大 。 （ 3）二檔窯的開發(fā) 以往天津水泥院設計的預分解窯生產(chǎn)線 ,均為三檔支承回轉(zhuǎn)窯。為改善技術經(jīng)濟指標， 提高回轉(zhuǎn)窯熱工水平及機械性能 ， 當前 開發(fā)設計 了 二檔支承的回轉(zhuǎn)窯，簡稱二檔窯。 開發(fā)設計二檔窯的目的和意義在于提高回轉(zhuǎn)窯的工藝熱工及機械上的一系列性能， 目前已 開發(fā)設計 2500t/d,3500t/d， 5000t/d 的二檔窯，可以滿足不同規(guī)模生產(chǎn)線對二檔窯的需求 。從工藝上二檔窯可提高窯的單位容積產(chǎn)量，并降低熱耗，每噸熟料降低熱耗 標準煤以上。從機械上減少了回轉(zhuǎn)窯的一個支撐，使回轉(zhuǎn)窯的受力由靜不定問題轉(zhuǎn)變?yōu)殪o定受力，可減輕設備的重量 約 10％，降低了設備造價。 39 我國水泥 工業(yè)若有 5％的生產(chǎn)線采用二檔窯的生產(chǎn)方式，每年能節(jié)省標準煤約 萬噸。推廣使用新型干法二檔窯符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，有利于國家的資源管理。二檔窯的推廣，必將取得明顯的經(jīng)濟社會效益。目前來看，無論是從技術發(fā)展的角度 ,還是為滿足市場競爭的需要 ,天津水泥院自行開發(fā)二檔支承短窯，給用戶以選擇余地，必能占領更大市場。 此項目已達到二十一世紀初世界水平。 （ 4） TRM 型礦渣輥磨 在大量理論研究和試驗研究基礎上新開發(fā)了 TRM3131S 礦渣輥磨填補了國內(nèi)空白 ， 改磨機采用了全新的磨輥磨盤配合方式，物料在進入粉磨區(qū)域前首先進 行預 壓實，保證能夠形成穩(wěn)定的料床。磨機采用了新型高效籠形轉(zhuǎn)子選粉機，保證成品比表面積可以在400m2/kg600m2/kg 范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，設計年產(chǎn)量 30 萬噸高細優(yōu)質(zhì)礦渣粉。 目前，我國規(guī)模比較大的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)建成或正在建設多條礦渣生產(chǎn)線，均采用進口礦渣輥磨，存在設備成本高，運行費用高的問題。TRM 型礦渣輥磨填補了國內(nèi)空白，完全可以替代進口產(chǎn)品，按 一般 利潤 30 元 /噸估算，年產(chǎn) 30 萬噸規(guī)模的礦渣粉磨站的年利潤可以達到900 萬元左右，投資回收期約 4 年。 將礦渣高細粉磨后替代水泥熟料，最大程度的實現(xiàn)了礦渣資源 化利用。每替代 1 噸水泥熟料可以減少 90kg 標煤消耗，并減少 噸CO2 氣體的排放，是水泥行業(yè)一種有效的循環(huán)經(jīng)濟模式，符合建設資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會的要求。而我國是一個鋼鐵大國，礦渣資源豐富 ，現(xiàn)在我國礦渣年 產(chǎn)量 約為 4 億噸，按礦渣產(chǎn)率 30％估算， 現(xiàn) 40 在 我國 可利用 的礦渣年產(chǎn)量已達到 億噸左右。因此， TRM 型礦渣輥磨具有廣闊的市場和巨大的社會經(jīng)濟效益 ，已 達到國際先進水平 。 （ 5） 輥式立磨 輥式立磨是新開發(fā)的大型節(jié)能高效水泥生料粉磨設備，可與日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料生 產(chǎn)線配套使用。 該磨 機主要由電動機、行星齒輪減速機組成的傳動以及磨盤、磨輥、搖臂裝置、機架、中殼