水泥行业是我们国家的国民经济建设的重要基础材料产业,也是主要的能源资源消耗和污染物排放行业之一。目前,我国拥有水泥企业近5000家,产量已连续多年位居世界首位。2010年全国累计水泥总产量18.7亿吨,水泥行业能源消耗总量约占全国能源消耗总量的5%以上。
当前我国正处于工业化、城镇化加速发展的重要阶段,经济社会持续健康发展面临着严峻的资源和环境双重约束。水泥行业作为我国主要的高能耗、高排放产业,是工业领域节能减排的重点和难点,其节能减排效果对完成我国能源消耗目标、工业可持续发展起着举足轻重的作用。因此,进一步加大节能减排力度,已成为水泥行业面临的一项艰巨而紧迫的任务。
4月1日,一则令我国水泥行业倍感振奋的消息从山东烟台海洋水泥有限公司传来,我国首台水泥回转炉窑富氧助燃节能装置在这里正式投入运行。
运行当日,烟台能源监察大队按照“全氧、富氧燃烧技术改造节能评价方法”对这台大型节能装置进行了测试。测试表明,在不增加燃料的前提下,炉窑火焰温度相对提高了180℃—200℃。经烟台海洋水泥有限公司运行对比测试,可节约燃煤11.19%,节能率达到10.03%,一台水泥回转炉窑年节煤达5169吨。如此显著的节约能源的效果令厂方赞叹不已。
山东烟台海洋水泥有限公司始建于1970年,拥有一条日产1000吨熟料的回转炉窑水泥生产线万吨。据该公司CEO杨国荣介绍,投入运行的这台节能装置采用了局部全富氧助燃技术,每小时设计氧气流量为2500立方米,在燃用低质煤的情况下,氧气流量仍可达每小时2700立方米,氧浓度达30%以上。
这台富氧助燃节能装置是由烟台华盛燃烧设备工程有限公司研制生产的国家发明专利产品,填补了该领域的国内空白,达到国际同种类型的产品的领先水平。该公司董事长姜政华和记者说,这台装置采用了国内最新的技术制造,为保障在恶劣环境下的使用,他们精心设计了自洁式PLC控制空气过滤装置,可确保膜组件的常规使用的寿命长达10年以上。同时,该装置还首次采用了大型集成化膜组件,可使氧气流量每小时达到20000立方米,能满足日产10000吨水泥和热电联产每小时450吨以下的锅炉使用。据了解,局部全富氧助燃方式的应用,不仅让工业炉窑节能率达到10%—20%,也使设备的性价比更加合理。
业内专家觉得,工业炉窑和工业锅炉采用富氧助燃节能装置是目前实现节能减排降耗的重要手段。首台富氧助燃节能装置的成功运行,标志着我国水泥回转炉窑节能改造工程又迈上了新的台阶。此举不仅对进一步大力推进中国工业水泥炉窑节约能源改造有着积极的示范作用,对促进我国节能减排事业更具有重大的现实意义。
因空气中只有20.9%的氧气参与燃烧,其余约79%得氮气不参与燃烧,而且还带走大量热量,会造成能源的极大的浪费。膜法制氧、富氧助燃节能技术的诞生,彻底改变了传统以普通空气助燃的老式方法,结束了千百年来仅靠空气助燃的历史,被誉为燃烧领域的“二次革命”。
烟台华盛燃烧设备工程有限公司董事长姜政华是这台节能装置的发明研制者。他和记者说,燃料在燃烧时因缺氧会导致设备热效率低下,因此造成了极大的能源浪费。研究资料表明,煤炭(包括油品、天然气)在氧浓度为26%时燃烧最完全,速度最快,温度最高,热辐量强度最大。膜法制氧、富氧助燃的燃烧机理就是高分子膜在压力差的作用下,使空气中的氧气优先通过,送入燃烧设备中,来提升工业炉窑内氧气的含量,使燃料在燃烧中最大化地转为热能,大幅度提升工业炉窑的燃烧效率,由此达到节能之目的。
姜政华介绍,在工业炉窑上,膜法制氧、富氧助燃节能装置适用于石灰、水泥、冶金回转炉窑、焚烧炉、冶炼炉等。也适用于小型电站锅炉和工业锅炉。近年来,烟台华盛燃烧设备工程有限公司不断加大科技投入,已研发出大量拥有自主知识产权的环保节能型产品,并获得二十余项国家专利。国家发明专利产品—膜法制氧、富氧助燃节能装置于2007年被评为山东省优秀节能新技术新产品奖;2008年荣获烟台市优秀节能成果奖;2008年荣获第六届国际发明展览会金奖;2010年7月被山东省政府授予2009年度山东省优秀成果奖;“十二五”期间被列入山东省重点节能技术、产品和设备第一批推广目录。
记者在山东烟台海洋水泥有限公司炉窑现场看到,这台富氧助燃节能装置采用了先进的箱式结构,不仅安装简单,而且占地面积小。数字显示和电脑控制技术使设备操作实现了自动化和无人值守。大型板式膜组件的应用和全变频设计使该装置不但可以满足用户制取富氧气体浓度高的需要,而且具有耗电量小、常规使用的寿命长、节能率高的特点,技术已达到国际领先水平。
2010年,工业与信息化部发布了《关于水泥工业节能减排的指导意见》。其指导思想是,全面贯彻落实科学发展观,严格执行产业政策,以降低能源资源消耗、减少污染物排放为目标,加快科学技术进步,大力推广应用先进节能减排技术、工艺、装备;加大淘汰落后产能力度,推行清洁生产;加强综合利用,发展循环经济,强化科学管理,努力构建资源节约与环境友好型水泥行业,促进水泥行业节约、清洁、低碳和可持续发展。
据了解,“十一五”以来,水泥行业依照国家节能减排总体要求,加快产业体系调整步伐,大力推广新型干法水泥生产的基本工艺,2009年新型干法水泥产量比重达到70%;截至2010年底,全国已有1316条新型干法水泥生产线条投入运行,年设计熟料产能达14亿吨。