水泥培训班湖南工学院.docx
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水泥培训班湖南工学院
前言
以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法。
具有生产能力大、自动化程度高、产品质量好、能耗低、有害物质排放量低、工业废弃物利用量大等一系列优势,成为当今世界水泥工业生产的主要技术。
研究、学习新型干法水泥生产技术,实现水泥低环境负荷和高性能化,已成为水泥工业可持续发展和循环经济发展的迫切任务。
为了促进新型干法水泥生产工艺技术水平的提高,提升中小型水泥企业的竞争能力,促进我省水泥企业的技术进步,使企业及时掌握和了解水泥生产的最新科技发展动向,提高水泥企业技术队伍素质,实现水泥生产可持续发展,特组织本次培训。
培训的主要内容涉及新型干法水泥生产工艺技术与设备、水泥质量检测与质量管理、水泥工业标准化、高性能水泥与固体工业废渣开发利用、DCS控制等。
本次培训由湖南省经委主办,湖南工学院、湖南省建材行业管理办公室承办,湖南工学院成人教育部负责组织与管理。
在本活动过程中,得到了主、承办单位领导与相关人员的热情指导与关心,得到了各位主讲专家的关心与帮助,得到了各地市经委、行业管理办公室及相关企业的热情支持,在此一并表示感谢!
由于水平有限,时间仓促,培训过程中及相关文献中错误在所难免,诚望谅解!
组织单位:
湖南工学院成人教育部
2010-5-29
第一讲水泥工业的发展与技术进步
唐声飞
中国建材南方水泥有限公司
前言
中国水泥经过100年的发展,从普立窑、机立窑、中空回转窑、湿法窑、立波尔窑、立筒预热器窑、旋风预热器窑到旋风预热窑外分解窑(俗称新型干法窑),凝集了几代水泥行业科研技术人员不懈追求的心血。
近年来水泥行业积极进行产业结构调整,新型干法水泥已经逐步成为发展主流,落后产能淘汰步伐加快,已经实现大型水泥装备国产化和生产过程自动化,水泥质量、产量、全员劳动生产率等均实现了快速提高。
1中国水泥工业的现状
1.1概述
2009年,全国水泥产量达16.5亿吨,同比增长17.91%,其中新型干法水泥达到70%以上。
经调查核实,截止2009年底全国已有1113条新型干法水泥生产线在运行,年设计熟料产能95859万吨,折合水泥产能达13亿吨。
40%以上的新型干法水泥生产线配备建成投产纯余热发电机组,总装机容量3316兆瓦,年节省标煤800多万吨。
水泥技术和装备走向世球,承担了大量新型干法水泥的国外项目的设计、施工、安装与设备供应。
1.2新型干法水泥生产线成为我国水泥工业发展的主流
2500t/d熟料的水泥生产线年产熟料77.5万吨,折合水泥110万吨;(427条)
5000t/d熟料的水泥生产线年产熟料155万吨,折合水泥220万吨;(270条,产能占45.27%)
10000t/d熟料的水泥生产线年产熟料310万吨,折合水泥440万吨。
(2条)
1.3新型干法水泥的主要装备完全实现国产化
2500t/d熟料的水泥生产线所需的预热器系统、分解炉、立磨、篦冷机、辊压机及与之配套的大型减速机、高压电机完全国产化。
5000t/d熟料的水泥生产线所需的立磨及与之配套的减速机因国产设备处于试用阶段,其他设备均国产化。
1.4节能降耗实现低碳可持续发展是水泥工业永恒的主题
表1“十一五”期间水泥行业能源消耗情况
年份
水泥产量
能源消耗
产品综合能耗
总产量
(万吨)
增长(%)
总量
增长(%)
吨熟料
吨水泥
能耗
(kgce)
增长
(%)
能耗
(kgce)
增长
(%)
2006
123611
15.65
12606
7.47
142
-4.01
120
-5.54
2007
136100
10.10
13890
10.19
138
-2.0
115
-4.2
2008
140311
3.09
13933
0.31
130.48
-5.45
103.47
-10.0
2009
164800
17.45
14733
5.74
124.15
-4.85
95.08
-8.11
2009年全国水泥总能耗折合标煤1.47亿吨,占全国能源消耗的4.74%。
主要节能技术
(1)粉磨新技术
①水泥综合电耗组成:
生料粉磨电耗占24%;煤粉粉磨占10%;水泥粉磨占38%。
②生料粉磨采用立磨节电5-6Kwh/t;
③煤粉粉磨采用立磨节省50%电量,主机电耗约13Kwh/t;
水泥粉磨采用辊压机加球磨机系统电耗在28-30Kwh/t左右。
(2)助磨剂技术
①提高磨机台时产量10%-25%;
②降低磨机电耗25%左右;
③提高水泥强度3-5Mpa.
(3)烧成技术
6级预热器预分解炉系统
①二支承短回转窑
②高性能大推力燃烧器
③煤粉助燃剂
④步进式无漏料冷却机
⑤高性能耐火材料
⑥工业废渣替代原燃材料
(4)纯余热低温发电利用技术
可以实现吨熟料发电35-42Kwh/t,减少碳排放,降低生产成本,增加企业经济效益。
(5)通用设备节能技术
①控制生料质量
②提高设备精度
③窑尾安装气体分析仪
④优化压缩空气系统
⑤简化工艺流程
⑥收尘器采用优质滤袋、降低阻力
⑦采用新式皮带机托辊等
(6)电气节能技术及配置
①高压供电等级采用110KV电压,低压供电等级采用10KV电压,变电所、配电站尽量靠近负荷中心,减少配电级数。
②根据负荷性质、用电容量,合理确定变压器容量、台数和运行方式。
选择低损耗变压器。
③选用高效电动机,采用无功功率补偿提高功率因数。
④风机采用变频调速器,可以降低电耗30%。
⑤低压电机节电。
⑥绿色照明。
2湖南水泥工业现状与发展
2.1湖南水泥现状的特点
(1)机立窑水泥等落后产能淘汰进度慢;
(2)新型干法水泥发展快;
(3)诸侯混战、产能集中度低;
(4)盲目发展导致产能过剩过早出现。
2.22008年湖南省水泥消耗量
总消耗量:
6087万吨
其中:
新型干法3000万吨,占50%;
机立窑水泥3000万吨,占50%。
(湖南现有机立窑产能4300万吨,未来几年由市场机制进行落后产能淘汰,达到产业结构调整)
2.3湖南省新型干法水泥产能现状
湖南省新型干法水泥已经投产生产线40条,熟料产能累计3784.8万吨,折合水泥4920万吨。
其中:
(1)湖南南方:
1215.2万吨,占32.1%;
(2)湖南海螺:
710.0万吨,占18.8%;
(3)中材水泥:
387.5万吨,占10.2%;
(4)华新水泥:
310.0万吨,占8.2%;
(5)长沙印山台192.2万吨,占5.0%;
(6)其他(冀东水泥、怀化金大地水泥、邵阳云峰水泥等)814.9万吨,占21.5%。
以上资料至2010年4月底止。
目前,湖南新型干法水泥水泥产能已经达3784.8万吨,折合水泥产能4920万吨。
到2011年上半年,新增熟料产能1417.5万吨,折合水泥1842万吨。
明年,湖南省将形成新型干法水泥熟料产能5202万吨,折合水泥产能6762万吨。
2.4湖南水泥工业的发展与展望
(1)新型干法水泥发展加快,预计到2010年占全省水泥总产能的80%以上。
(2)5000t/d熟料水泥生产线成为主流。
(3)能耗进一步降低,环保效果更理想。
(4)2010年底将出现水泥产能严重过剩,企业竞争更加剧烈,整体盈利水平降低。
3高新技术及设备在水泥行业的应用
3.1立磨
立磨又叫辊式磨。
主要生产厂家有德国PFEIFFER公司,丹麦史密斯公司,美国莱歇公司等国际著名企业。
立磨用于粉磨水泥生料或水泥熟料,具有体积小、重量轻、占地少、电耗低、易损件寿命长等一系列优点,因此,近年来在工业发达国家广泛得到应用。
立磨是一种辊式磨,它是非常恰当地利用研磨力集破碎、研磨、选粉、烘干、物料输送五大功能于一体的一种新型磨机,它靠风力输送物料,也属于风扫磨的一种。
3.2辊压机
高压辊磨机又称“辊压机”、“挤压机”,是利用静压粉碎原理发展起来的一种高效节能的新技术粉碎设备,是目前国内矿山行业实现“多碎少磨”的首选设备。
高压辊磨机通过对矿石施加静载高压,使其内部受到极大的损伤而产生众多的裂纹,甚至挤压成更细的颗粒,从而大幅减少了后续磨矿的工作量,达到增产、节能的目的。
3.3新型工艺技术与设备的应用
(1)烧无烟煤的分解炉
(2)低压阻的旋风预热器
(3)多通道煤粉燃烧器
(4)准确度高的煤粉计量秤
(5)高品质的耐火材料和浇注料
(6)各种均化设施与设备
3.4纯余热发电技术
第二代纯余热电站发电技术,引进日本水泥窑纯低温余热发电热力系统技术及设备技术。
采用带有中温二级余热发电系统及相应的中温、低温立式余热锅炉(HPH锅炉、SP锅炉、HPL锅炉)、补汽式汽轮机等技术。
(图:
窑尾SP锅炉)
使水泥窑纯低温余热发电能力比目前常规水泥窑纯低温余热发电技术提高14.5~31.25%。
技术要点
利用水泥窑窑尾预热器排出的350℃以下废气设置一台窑尾预热器余热锅炉(简称SP锅炉);利用熟料冷却机排出的350℃以下废气,通过改变窑头熟料冷却机废气排放方式:
利用熟料冷却机排出的部分360℃以下废气设置一台冷却机余热锅炉(简称AQC锅炉)、利用熟料冷却机排出的部分500℃以下废气设置一台独立的熟料冷却机废气余热过热器(简称ASH过热器);为余热锅炉及余热过热器设置补汽式蒸汽轮机,发电系统主蒸汽参数为1.27~3.43MPa—340~435℃、补汽参数为0~0.2MPa—饱和~160℃、余热发电能力为3140kJ/kg熟料——38~45kwh/t熟料。
2010-5-20
第二讲水泥标准与技术进步动态
丁美荣
湖南省建材行业管理办公室
内容提要:
1.近二年发布及今明二年将制订、修订的水泥标准
2.相关标准简介及有关问题的探讨、建议
3.掺兑废渣比例计算公式的比较及探讨
4.关于我省水泥工业发展的几点思考
1近二年发布的水泥标准及今明二年将要制订、修订的水泥标准
1.12009年发布的水泥标准
标准号
标准名称
实施日期
GB/T176-2008
水泥化学分析方法
2009-4-1
GB/T203-2008
用于水泥中的粒化高炉矿渣
2009-4-1
GB/T205-2008
铝酸盐水泥化学分析方法
2008-7-1
GB/T749-2008
水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法
2009-4-1
GB2938-2008
低热微膨胀水泥
2008-8-1
GB/T8074-2008
水泥比表面积测定方法勃氏法
2008-8-1
GB8076-2008
混凝土外加剂
2009-12-30
GB/T12573-2008
水泥取样方法
2009-4-1
GB/T12959-2008
水泥水化热测定方法
2008-8-1
GB/T16911-2008
水泥生产防尘技术规程
2009-4-1
GB/T18046-2008
用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉
2008-7-1
GB/T21372-2008
硅酸盐水泥熟料
2008-8-1
GB/T5483-2008
天然石膏
2009-4-1
GB/T-21371-2008
用于水泥中的工业副产石膏
2008-8-1
GB/T212-2008
煤的工业分析(代替GB/T212-2001,GB/T15334-1994,GB/T18856-2002)
2009-4-1
GB/T212-2008
煤的发热量测定方法
2009-5-1
GB/T213-2008
煤中全水分的测定方法
2008-6-1
GB/T12960-2008
水泥组分的定量测定
2007-10-1
GB/T474-2008
煤样的制备方法
GB/T475-2008
商品煤样人工采取方法
GB/T18666-2008
商品煤质量抽查和验收方法
GB/T20491-2006
用于水泥和混凝土中的钢渣粉
GB/T50476-2008
混疑土结构耐久性设计规范
GB50295-2008
水泥工厂节能设计规范
GB/T22336-2008
企业节能标准体系编制通则
JC506-2008
无声破碎剂
2008-12-1
JC/T1073-2008
水泥中氯离子的化学分析方法
2008-7-1
JC/T1082-2008
低热钢渣硅酸盐水泥
2008-12-1
JC/T1083-2008
水泥与减水剂相容性试验方法
2008-12-1
JC/T1084-2008
中国ISO标准砂化学分析方法
2008-12-1
JC/T1085-2008
水泥用X射线荧光分析仪
2008-12-1
JC/T1086-2008
水泥氯离子扩散系数检验方法
2008-12-1
JC/T1087-2008
钢渣道路水泥
2008-12-1
JC/T1088-2008
粒化电炉磷渣化学分析方法
2008-12-1
ZJQ-SG-017-2006
混凝土结构工程施工质量标准
JC/T1090-2008
钢渣砌筑水泥
2008-12-1
YB/T022-2008
用于水泥中的钢渣
1.22009年发布的水泥标准
机械化水泥立窑
热工测量方法
JC/T731-2009
行业标准
推荐性标准
方法标准
继续有效
掺入水泥中的
回转窑窑灰
JC/T742-2009
行业标准
推荐性标准
产品标准
机械化水泥立窑
热工计算
JC/T732-2009
行业标准
推荐性标准
方法标准
继续有效
水泥胶砂含气量
测定方法
JC/T601-2009
行业标准
推荐性标准
方法标准
继续有效
水泥用硅质原料
化学分析方法
JC/T874-2009
行业标准
推荐性标准
方法标准
继续有效
水泥用铁质原料
化学分析方法
JC/T850-2009
行业标准
推荐性标准
方法标准
继续有效
通用水泥质量等级
JC/T452-2009
行业标准
推荐性标准
基础通用标准
继续有效
用于水泥中的粒化
高炉钛矿渣
JC/T418-2009
行业标准
推荐性标准
产品标准
继续有效
用于水泥中的粒化
增钙液态渣
JC/T454-2009
行业标准
推荐性标准
产品标准
继续有效
自应力铁铝酸盐水泥
JC/T437-2009
行业标准
推荐性标准
产品标准
继续有效
镁渣硅酸盐水泥
GB/T23933-2009
明矾石膨胀水泥化学
分析方法
JC/T312-2009
膨胀水泥膨胀率试验
方法
JC/T313-2009
评定水泥强度匀质性
试验方法
JC/T578-2009
硫铝酸钙改性
硅酸盐水泥
JC/T1099-2009
机械化水泥立窑热工
测量方法
JC/T731-2009
机械化水泥立窑热工
计算方法
JC/T732-2009
掺入水泥中的回转窑
窑灰
JC/T742-2009
石灰石硅酸盐水泥
JC/T600-2009
水化水泥胶砂中硫
酸钙含量的测定方法
JC/T668-2009
水泥生料球性能测定
方法
JC/T455-2009
通用水泥质量等级
JC/T452-2009
行业标准
推荐性标准
基础通用标准
继续有效
水泥早期凝固检验方法
JC/T602-2009
行业标准
推荐性标准
方法标准
继续有效
水泥生产原料中废渣
掺加量的测定方法
20072600-T-609
1.3今明二年将要制订、修订的水泥标准
钢渣道路矿渣水泥
20078417-Q-609
国家标准
强制性标准
产品标准
低热钢渣矿渣水泥
20078412-Q-609
国家标准
强制性标准
产品标准
烘干机热工测量方法与计算
JC/T543-1994
行业标准
推荐性标准
方法标准
修订
建材用粉煤灰、煤矸石化学分析方法
20072569-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
建材用硅灰化学分析方法
20072570-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
建材用石灰石化学分析方法
GB/T5762-2000
国家标准
推荐性标准
方法标准
修订
建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学
分析方法
20090812-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
铝酸盐水泥
GB201-2000
国家标准
强制性标准
产品标准
修订
石膏化学分析方法
GB/T5484-2000
国家标准
推荐性标准
方法标准
修订
水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性
检验方法
GB/T1346-2001
国家标准
推荐性标准
方法标准
修订
水泥产品中重金属浸出限值
20078441-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥的命名、定义和术语
GB/T4131-1997
国家标准
推荐性标准
基础通用标准
修订
水泥工业清洁生产技术要求
20083362-T-609
国家标准
推荐性标准
管理标准
水泥化学分析废液中有毒有害物质的处理
20090814-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗
计算方法
JC/T730-2007
行业标准
推荐性标准
方法标准
整合JC/T730,JC/T733,
并转化为国家标准
水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗
测试和计算方法
20083358-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥回转窑热平衡测定方法
JC/T733-2007
行业标准
推荐性标准
方法标准
整合JC/T730,JC/T733,
并转化为国家标准
水泥密度测定方法
GB/T208-1994
国家标准
推荐性标准
方法标准
修订
水泥企业综合能效测试和审核方法
20083359-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥强度快速检验方法(电阻率法)
发改办工业[2007]
1415号/86号
行业标准
推荐性标准
方法标准
水泥生产电能能耗测定及评价方法
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥生产企业二氧化碳排放量计算方法
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥生产企业能源消耗审计计量与检测
20082047-Q-609
国家标准
强制性标准
方法标准
水泥生产协同处置废弃物技术规范
20078444-Q-609
国家标准
强制性标准
管理标准
水泥生产原料中废渣掺加量的测定方法
20072600-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥生料易烧性试验方法
JC/T735-2005
行业标准
推荐性标准
方法标准
转化为国家标准
水泥压蒸安定性试验方法
GB/T750-1992
国家标准
推荐性标准
方法标准
修订
水泥窑废气热—电转换系统热平衡测定,
计算与能效评价方法
20083360-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥原料易磨性试验方法
JC/T734-2005
行业标准
推荐性标准
方法标准
转化为国家标准
水泥中氯离子的化学分析方法
JC/T1073-2008
行业标准
推荐性标准
方法标准
废止
水泥中水溶性铬(Ⅵ)的限量及测定方法
20067432-Q-609
国家标准
强制性标准
方法标准
水泥助磨剂
JC/T667-2004
行业标准
推荐性标准
产品标准
转化为国家标准
无电极电阻率仪测定水泥凝结时间
检测方法
发改办工业[2007]
1415号/87号
行业标准
推荐性标准
方法标准
用于干粉砂浆的铝酸钙添加剂
20082057-T-609
国家标准
推荐性标准
产品标准
用于水泥和混凝土中的粒化电炉磷渣粉
20083361-T-609
国家标准
推荐性标准
产品标准
用于水泥及混凝土中矿渣化学分析方法
20072571-T-609
国家标准
推荐性标准
方法标准
水泥生料易烧性试验方法
JC/T735-2005
水泥生料易烧性试验方法
20082048-T-609
复合硫铝酸盐水泥
发改办工业[2008]
1242号
干混砂浆物理性能试验方法
20082051-T-609
无电极电阻率仪测定水泥凝结时间
检测方法
发改办工业[2007]
1415号/87号
行业标准
推荐性标准
方法标准
水泥生产企业二氧化碳排放量计算方法
水泥生产企业能源消耗审计计量与检测
20082047-Q-609
水泥生产协同处置废弃物技术规范
20078444-Q-609
2相关标准简介及有关问题的探讨、建议
标准是妥协、协商的产物(投票、民主决定),是技术进步的总结(先进性)。
协商就肯定会有矛盾,不同的企业、生产工艺其立场也不会完全相同,不同利益的代表施加影响,迴转窑企业影响大,反之立窑……有些条款就可能不一样。
2.1GB175通用硅酸盐水泥标准简介
2.1.1由过去的全文强制改为条文强制。
国际标准都是推荐性。
我国处于转轨时期,加入WTO前后,清理标准,但仍保留了部分强制性标准,视同技术法规,标准的内容也是如此,如国外产品标准一般不包括合格评定程序,GB175这次将检验规则,判定规则列入。
09年6月发布了第一号修改单,8.4条氯离子按JC/T420进行试验,改为按GB/T176进行试验.
2.1.2将原各品种水泥的定义取消,对通用硅酸盐水泥进行了定义和分类,组分与材料结合在一起。
(1)普通硅酸盐水泥中,改为“活性混合材料掺加量为>5%且≤20%,其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第4.2.4条的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合本标准第4.2.5条的窑灰代替”;
(2)将矿渣硅酸盐水泥中矿渣掺加量改为“”>20%且≤70%,并分为A型和B型。
A型矿渣掺量>20%且≤50%,代号P·S·A;B型矿渣掺量>50%且≤70%,代号P·S·B;
(3)将火山灰质硅酸盐水泥中火山灰质混合材料掺量由“20%-50%”改为“>20%且≤40%”;
(4)将复合硅酸盐水泥中混合材料总掺加量改为“>20%且≤50%”;
(5)取消了复合硅酸盐水泥中允许掺加粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化碳素铬铁渣、高炉钛矿渣等混合材料以及符合附录A新开辟的混合材料,并将附录A取消;
(6)活性混合材料是指符合GB/T203粒化高炉矿渣:
GB/T18046
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