日产4500吨水泥熟料生产线工程节能分析专篇（108页优秀节能分析报告）.doc

- - xx 水泥有限责任公司 日产 4500 吨水泥熟料生产线工程 节能分析专篇节能分析专篇 xx 建筑材料设计研究院建筑材料设计研究院 二二 oo 八年十二月八年十二月 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 1 目目 录录 第一章第一章 总论总论.1 1.1 项目名称、业主名称及项目地址.1 1.2 项目由来和业主情况简介.1 1.3 节能分析篇和节能方案编制单位.2 1.4 项目性质.2 1.5 建设规模、生产方法和产品纲领.2 1.6 项目建设范围.3 1.7 项目建设资金及资金使用计划.3 1.8 项目建设条件简述.4 第二章第二章 设计依据、主要原则及技术方案概述设计依据、主要原则及技术方案概述.10 2.1 设计依据.10 2.2 设计主要原则.11 2.3 节约能源、资源的战略意义.12 2.4 水泥工业能源消耗现状与节能减排潜力.13 2.5 项目技术方案概述.15 第三章第三章 能源品种选用和项目能耗能源品种选用和项目能耗.54 3.1 项目所消耗的能源品种54 3.2 当地能源供应情况分析54 3.3 项目能耗指标及计算56 3.4 项目能耗分析60 3.5 项目能源流程图61 第四章第四章 节能措施综述节能措施综述.62 4.1 热能的节约和合理利用.62 4.2 电气节能64 4.3 总图65 4.4 建筑节能66 4.5 矿山节能.67 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 2 4.6 给排水节能.68 4.7 采暖通风和空气调节节能69 4.8 能源计量设备配备69 第五章第五章 单项节能工程单项节能工程.72 5.1 发电规模.72 5.2 设计原则.72 5.3 设计条件.72 5.4 电站工艺系统.73 5.7 汽轮机循环水系统.75 5.8 化学水处理系统.76 5.9 给水排水.77 5.10 余热发电站电气自动化系统.78 5.11 余热发电工艺主机设备.79 5.12 主要技术经济指标81 5.13 投资概算81 5.14 财务评价84 第六章第六章 能源管理能源管理.97 6.1 能源管理机构及人员配备.97 6.2 能源管理.97 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 3 附图目录附图目录 附图 1.全厂能源流程框图 附图 2.厂区总平面布置图 附图 3.余热发电工艺流程图 附图 4.供电系统图 附图 5.dcs 系统配置图 附图 6.纯水制备工艺流程图 附图 7.给排水系统图 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 1 第一章第一章 总论总论 1.1 项目名称、业主名称及项目地址项目名称、业主名称及项目地址 1.1.1 项目名称及建设地点 项目全称：xxx 水泥有限责任公司日产 4500 吨水泥熟料生产线工程。 项目简称：xxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线。 1.1.2 建设地点：四川省 xxx 市 xxx。 1.2 项目由来和业主情况简介项目由来和业主情况简介 1.2.1 建设单位及法人代表 单位名称：xxx 水泥有限公司 单位地址：四川省 xxx 市 法人代表： 1.2.2 业主情况简介 xxx 水泥有限公司隶属于 xxxxx 公司，是 xxxxx 公司旗下的安徽海螺 水泥股份有限公司（先后于 1997 年和 2002 年在香港和上海上市（香港 h 股，代号 0914；上海 a 股，代号 600585）的全资子公司之一。 xxxxx 公司是我国建材行业的“领头羊”,也是国务院确定并重点扶持 发展的 120 家国家级的大型企业之一，2006 年被国家发改委、国土资源部、 中国人民银行确定为国家重点支持结构调整的全国大型水泥企业 12 家之 首，其总部设在安徽省芜湖市。目前，海螺集团已成为一个以水泥制造业 为主，集化学建材、电力、建筑安装、交通运输、设备制造、电子仪器和 宾馆餐饮于一体的大型综合经济实体，也是我国规模最大的水泥制造企业。 2007 年集团公司共生产熟料 6880 万吨，居全国水泥行业熟料产量排名之 首，跨入全球水泥制造五强行列。 为贯彻实施国家水泥工业结构调整政策，充分发挥各自优势,按照国务 院批准的水泥工业产业发展政策、水泥工业发展专项规划和国家 发展改革委等八部委印发的关于加快水泥工业结构调整的若干意见等 规定，按照 xxxxx 公司“十一五”发展规划纲要，在充分研究了市场和矿 山资源条件具备的前提条件下，决定由 xxx 水泥有限公司在四川省 xx 朝 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 2 天镇大巴山常家坝投资建设新型干法水泥项目，促进当地经济发展。 该项目建设既是发挥海螺集团的企业规模经济效益，实现集团公司长 远发展战略的重要步骤，也是满足当地经济建设的需要。根据国家和四川 省发改委有关规定，我院受业主委托，编制该项目 4500t/d 水泥生产线的 节能分析篇和节能方案。 1.3 节能分析篇和节能方案编制单位节能分析篇和节能方案编制单位 编制单位：xxxxx 工程咨询资格证书：甲级，工咨 xxxxx 号。 发证机关：中华人民共和国国家发展和改革委员会。 1.4 项目性质项目性质 本项目为资源综合利用与环境保护技改工程。建设一条 4500t/d 新型 干法水泥生产线，同时，为充分利用新型干法生产线的废气余热，还建设 一座额定发电功率为 9mw、年发电量为 5415104kwh、年供电量为 5036104kwh 的纯低温余热电站。 1.5 建设规模、生产方法和产品纲领建设规模、生产方法和产品纲领 1.5.1 建设规模 拟建设一条日产 4500 吨熟料水泥生产线。 1.5.2 生产方法 采用带分解炉的五级旋风预热器新型干法窑外分解生产工艺。 1.5.3 产品纲领 通用硅酸盐水泥熟料，产品质量符合国家标准 gb/t21372-2008硅酸 盐水泥熟料要求。 水泥品种：年产 p.o42.5 普通硅酸盐水泥 110 万吨（占 50%），年产 p.c32.5 复合硅酸盐水泥 110 万吨（占 50%）。产品质量符合国家标准 gb175-2007通用硅酸盐水泥要求。 水泥散装和袋装比例为为 70：30。 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 3 1.6 项目建设范围项目建设范围 一条 4500t/d 水泥生产线。从石灰石矿山、破碎（设在石灰石矿山） 及输送到水泥包装、散装为止的生产车间和必要的辅助生产车间以及配套 的纯低温余热发电系统，包括厂区总降压站、综合楼、厂外输电线路、连 接道路、取水泵站和输水管线等工程。 1.7 项目建设资金及资金使用计划项目建设资金及资金使用计划 本项目建设投资估算为 49777.93 万元，流动资金为 6000 万元，其中 铺底流动资金为 1800 万元，报批投资额（建设投资+铺底流动资金） 51577.93 万元。项目总资金由固定资产投资和流动资金两部分构成，总资 金为 55777.93 万元。 全部资金由资本金、长期贷款、短期贷款解决。本项目资本金为 18052.28 万元。 1.7.1 企业自有资金 18052.28 万元，其中，用于建设投资 14939.75 万 元，用于支付建设期贷款利息 1312.53 万元，用于铺底流动资金 1800 万元。 1.7.2 申请银行长期贷款 33525.65 万元，贷款年利率暂按 7.83%计。 1.7.3 流动资金中有 4200 万元申请银行短期贷款解决，年利率暂按 7.47%计。 表 1-1 总资金使用计划与资金筹措表 金额：万元 序号项 目合计 123 1 总投资 6017.525957.52546 1.1 建设投资 5838.675838.67 1.2 建设期利息 118.85118.85 1.3 流动资金 60546 2 资金筹措 2.1 项目资本金 2091.432073.43162 用于建设投资 1954.581954.58 用于流动资金 18162 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 4 用于建设期利息 118.85118.85 2.2 借款 3926.093884.09384 2.2.1 建设投资借款 3884.093884.09 2.2.2 流动资金借款 42384 1.8 项目建设条件简述项目建设条件简述 1.8.1 石灰质原料 项目拟选用矿区位于 xx 城区 18方向，直距 19km，隶属四川省 xxyy 朝天村至朱家村管辖。矿区中心地理坐标东经 10554，北纬 32 38。 区内石灰岩矿层化学组成(%)：含 cao 51.6854.57，mgo 0.601.30，k2o+na2o 0.180.35，so3 0.0190.061，loss 41.1042.65，矿石质好，符合水泥用石灰质原料要求。 矿石质量好且较稳定，是生产水泥的优质石灰石原料。目前业主已委 托中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队正在作地质勘探工作。 1.8.2 辅助原料 1.8.2.1 硅铝质原料 本项目拟采用 xxyy 贺家山泥岩矿石作为硅铝质原料。矿区位于 xx 市 中区 40方向，直距 5km。行政区划隶属 xx 市中区工农镇千佛村管辖。矿 区中心地理坐标东经 1055130，北纬 322815。矿区往西有约 0.5km 乡 间水泥路面公路连接 108 国道川陕高速公路。南东至 xx 约 7km，往北至 yy 约 28km。矿山开采为露天开采方式，可利用资源储量为 3159.1 万吨， 设计生产规模为 20 万吨/年。 贺家山泥岩矿含矿层为下侏罗统白田坝组上部泥岩夹砂岩组成，矿体 呈层状单斜构造产出，纵贯全矿区，长度 140m，厚度 83m，出露最高海 拔约 750m，最低海拔 530m，含矿层底板为石英砂岩层，顶板为中侏罗统 千佛岩组石英质砾岩层。泥岩矿层中所夹细粉砂岩层，据中国建工地勘 中心四川总队调研认为：符合水泥硅质原料砂岩矿石质量标准要求，可综 合利用，且大致了解该矿层中泥岩：砂岩为 9：1。 矿石可由汽车运输进厂。其泥岩的化学成分见表 1-2。 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 5 泥岩化学成分（%） 表 1-2 losssio2al2o3fe2o3caomgok2ona2oso3cl-合计 4.8567.3215.125.481.371.252.01.180.0490.00198.62 1.8.2.2 硅质校正原料 本项目拟采用 xxyy 龙洞背砂岩矿最为硅质校正原料。矿区位于 xxyy45方向，直距 5km。行政区划隶属 xxyy 宣河乡龙门村管辖。矿区中 心地理坐标：东经 1055626，北纬 322936。矿区西边新老 108 国道在 此经过，川陕高速公路也从工作区的西边经过（正在施工）。老 108 国道 南西至 xx 约 35km，至 yy 约 6km，至 yy 大巴口常家河坝拟建水泥厂区 10 km，工作区交通较方便。 龙洞背水泥用硅质原料砂岩矿产于泥盆系上统观雾山组下部灰白色石 英砂岩夹粉砂岩，长 445500m，出露宽度 255356m，厚度 7.67.9m，矿层产状与区内岩层一致，倾向 255285，倾角 1925， 矿体围岩顶板为灰白色核形石灰岩和白云岩，在拟设矿权范围内顶板灰岩 几乎全部剥蚀，在拟设矿权范围的东边顶板灰岩保存较完整，底板为钙质 泥（页）岩层，矿体（层）为灰白色中厚块状细粒石英砂岩。 矿石可由汽车运输进厂。其化学成分见表 1-3。 砂岩化学成分（%） 表 1-3 losssio2al2o3fe2o3caomgok2ona2oso3cl-合计 1.5096.201.030.600.100.100.200.220.00.099.95 1.8.2.3 铁质校正原料 德阳、江油、绵竹等地有大量的硫酸厂，生产硫酸产出的硫酸渣可作 为本项目的铁质校正原料。汽车运输进厂。其化学成分见表 1-4。 硫酸渣化学成分（%） 表 1-4 losssio2al2o3fe2o3caomgoso3k2ona2ocl-合计 2.0523.826.2858.904.161.960.00.00.00.097.17 1.8.3 燃料 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 6 yy 是 xx 重要的产煤县区之一，全区煤炭储量 2000 多万吨,资源总量 达 7406 万吨，主要分布在区境内的曾家片和羊木西北片。2007 年全区煤 炭资源整合后，全区现有煤炭企业 13 家（其中无烟煤 1 家），产能 111 万吨，其中年产 9 万吨 11 家，年产 6 万吨 2 家。全区现有煤矿企业距离 水泥项目拟选厂址 yy 大坝口工业集中区较近（10-35 公里），运输成本较 低。因此，yy 水泥项目所需煤炭来源有保障、运输成本低。 烧成用煤可根据生产情况由市场上采购，汽车运输进厂。煤的工业分 析及煤灰化学成分见表 1-5、表 1-6。 烟煤工业分析（%） 表 1-5 madvadaadfcadst,adqnet.ad（kj/kg） 1.0016.2132.1250.721.9921682.43 煤灰化学成分（%） 表 1-6 losssio2al2o3fe2o3caomgok2ona2oso3cl-合计 /51.7128.4811.792.741.212.091.271.190.12100.6 1.8.4 缓凝剂石膏 本项目生产水泥所需石膏拟外购，主要来自 xx 荣山石膏矿，汽车运 输进厂，运距 47 公里，到厂价格 130 元/吨。 1.8.5 混合材 本项目采用粉煤灰和石灰石作为水泥混合材。利用粉煤灰作为水泥的 混合材既充分实现对废旧资源的综合利用，也能达到减少工业废渣污染环 境的目的。xx 及江油市的广元电厂、嘉川电厂、代池电厂、江油电厂和东 河热电厂有大量的粉煤灰。可以由汽车运输进厂。石灰石利用本项目的自 有矿山。 1.8.6 厂址及交通运输条件 拟建厂址位于四川省 xxxx，厂址西靠嘉陵江（嘉陵江对岸有宝成铁路 通过），南靠广羊（广元羊木）公路，厂址南侧有三元蚕丝绸厂、三 恩能源厂等，厂址北侧 200 米外有明月峡先秦古栈道遗址（有座小山把此 与厂址隔离），东侧约 600 米为 108 国道及广汉高速公路（国道及高速公 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 7 路均在此有出入口）。建设场地长约 800 米、宽约 700 米，地形整体呈东 北高西南低，场地由山坡地和河滩地组成，山坡地的自然坡度达到 25%以 上，河滩地很平坦，场地高程在 496590 米之间，可利用面积约 50 公顷， 可满足建设用地要求。建设场地东侧 200 米处移动公司的信号站，中部有 南北走向的朝楼（yy楼房沟）的乡道穿过，场地内无高压线和地下管 道。厂址范围内有约 80 户居民需搬迁。厂址北距 yy 约 3 公里，棋盘关约 40 公里，陕西宁强约 60 公里；南距 xx 约 20 公里，厂址距宝成铁路朝天 车站及观音坝车站均为 3 公里；东北距石灰石矿山约 2 公里（输送皮带距 离）；电源从附近的广铁线 110kvt 接，生产及生活用水取至嘉陵江。根 据厂址附近的建设资料显示，该场地无不良地质现象，嘉陵江厂址段 50 年一遇的洪水位高程为 507 米，建设场地设计标高不低于 507 米，故无洪 水威胁之忧。 xx 位于四川省的北部，北靠陕西汉中市、甘肃陇南地区，南靠南充市， 东靠巴中地区，西靠绵阳市。xx 距陕西汉中市宁强县约 80 公里，离甘肃 陇南地区文县约 190 公里，距旺苍约 60 公里，距青川约 110 公里，距苍 溪约 120 公里。xx 境内有绵广汉高速公路、108 国道和 212 国道、宝成铁 路通过，2013 年嘉陵江上的飞仙关水电站建成后，嘉陵江的通航能力可达 到 50 吨。公路、铁路运输条件十分便利。 对大件运输沿线路况的初步调查结果表明，本项目所需生产设备的几 何尺寸和重量均未超过与拟建厂址有关公路或铁路的桥涵、隧道的荷载和 限界要求，完全可以由公路运输或公路铁路联合运输进厂。 综上所述，本厂址建厂条件优越，适宜建厂。 1.8.7 电源 本工程电源由 220k v 羊木变电站一回 110kv 架空引来，架空线路总 长约 5km。厂内新建 110/10.5kv 总降压站一座，主变压器采用一台，型号 为 sfz-40000kva/110/10.5kv，变压器综合负荷率约 85%左右。以保证本 工程全厂的生产及生活用电。 石灰石矿山附近有国网 10kv 输电线路作为矿上的供电电源。 另设一台 800 kw 的柴油发电机作为保安电源，供窑辅传、篦冷机风 机、消防水泵等一类负荷的用电。 本项目设纯低温余热发电机组一套，发电机 10kv 出线至总降 10kv xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 8 母线，正常时，与总降并网运行，但不向外部电网供电。 1.8.8 水源 本工程位于 xxyy 大巴口工业园区内，紧靠嘉陵江，水资源丰富。拟 在江边新建 3 口机电井，经泵房加压到净水处理厂处理后进入工业园区内 生活用水高位水池和工业用水高位水池，再通过供水管网供本工程生产、 生活、消防等用水，水质水量能够满足生产、生活、消防需要。 1.8.9 气象 该区域属亚热带温暖湿润气候区，冬寒春暖，夏热秋凉，四季分明， 气候湿和，雨量充沛。 厂址位于朝天镇大巴山常家坝。 厂区年平均气温、平均最高和平均最低气温 年平均温度：16.74 平均最高温度：42.5 平均最低温度：-5.9 最热月月平均相对湿度：72% 最冷月月平均相对湿度：64% 年平均相对湿度、最大和最小相对湿度，绝对湿度 年平均相对湿度：67.3% 年平均最大相对湿度：69% 年平均最小相对湿度：65% 年总降雨量 949.6mm， 年平均风速：.24 m/s 1.8.10 地震 拟建厂址位于四川省 xxyy，该场地暂无工程地质报告,施工图设计开 始前必须补做工程地质勘察。 根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001）四川省 xxyy 抗震设防 烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分组：第二组。 1.8.11 大件运输与外部协作条件 对大件运输沿线路况的初步调查结果表明，本项目所需生产设备的几 何尺寸和重量均未超过与拟建厂址有关公路或铁路的桥涵、隧道的荷载和 限界要求，完全可以由公路运输或公路铁路联合运输进厂。 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 9 本着节省基建投资，充分利用外部协作条件，确定本机修只承担生产 设备的日常维护和小修作业以及一定数量的备品备件制作。所有锻件、铸 件、热处理件以及大部分机加工件，设备的中修和大修全部由社会协作解 决。 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 10 第二章第二章 设计依据、主要原则及技术方案概述设计依据、主要原则及技术方案概述 2.1 设计依据设计依据 2.1.1 节能分析篇编制委托书 2.1.2 四川省环境环保局关于 xxx 水泥有限责任公司新型干法水泥项 目环境影响报告书的批复 2.1.3 四川省水利厅关于 xxx 水泥有限责任公司新型干法水泥项目水 土保持方案报告的批复 2.1.4 建设单位提供的其他基础资料 2.1.9 本项目节能设计严格遵循以下法律法规： (1)中华人民共和国节约能源法（中华人民共和国主席令第七十七 号，2007 年 10 月） (2)国务院关于加快发展循环经济的若干意见国发200522 号 (3)国务院关于加强节能工作的决定（国发200628 号） (4)国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国务院， 2007 年 6 月） (5)关于印发千家企业节能行动实施方案的通知（国家发展改革委， 国家能源办，国家统计局，国家质检总局，国务院国资委，2006 年 4 月） (6)中国节能技术政策大纲（2006 年版）（国家发展改革委， 2006 年 12 月） (7)“十一五”资源综合利用指导意见（国家发展改革委，2006 年 12 月） (8)国务院关于发布实施促进产业结构调整暂行规定的决定 （国发200540 号） (9)国发200611 号国务院关于加快推进产能过剩行业结构调整 的通知 (10)产业结构调整指导目录(2005 年本)（国家发展改革委，2005 年） (11)水泥行业清洁生产评价指标体系（试行）（国家发展改革委， 2007 年 5 月） xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 11 (12)水泥工业产业发展政策（国家发展改革委第 50 号令） (13)水泥工业发展专项规划（发改工业20062222 号） (14)发改运行2006609 号关于加快水泥工业结构调整的若干意见 (15)关于做好淘汰落后水泥生产能力有关工作的通知（特急 发 改办工业2007447 号） (16)四川省中华人民共和国节约能源法实施办法（四川省人 民政府，2001 年） (17)四川省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见（川府发 200538 号） (18)四川省人民政府关于加强节能工作的决定（川府发20078 号） (19)四川省人民政府关于印发四川省加强工业节能降耗工作实施 意见的通知（川府发200731 号） (20)四川省人民政府关于印发四川省节能减排综合性工作方案 的通知（川府发200739 号） (21)水泥工厂设计规范（gb50295-1999） (22)公共建筑节能设计标准（gb50189-1999） (23)小型火力发电厂设计规范（gb50049-94） (24)采暖通风与空气调节设计规范（gb50019-2003） (25)水泥单位产品能源消耗限额（gb16780-2007） (26)水泥工厂节能设计规范（gb50443-2007） 2.2 设计主要原则设计主要原则 (1)认真贯彻执行中华人民共和国节约能源法、水泥工厂节能设 计规范、国务院印发的国家发展改革委等八部委关于加快水泥工业结 构调整的若干意见、水泥工业发展专项规划、水泥工业产业发展 政策等有关节能的法律法规和方针政策，采用节能先进技术、设备和切 实可行的措施，合理利用、节约能源，降低消耗，降低生产成本，提高企 业经济效益和社会综合效益。 (2)优化设计方案，采用现代先进水平的新设备、新工艺。 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 12 (3)本项目工艺设计以性能可靠、技术先进、经济实用、节能降耗为原 则，在确保设备运行稳妥可靠，确保产品质量和环保水平的前提下，优先 选用引进技术、国内制造的高效节能设备，并优化技术方案使本工程获得 建设投资的最大降低和经济效益的最大提高。确保生产线的安全、稳定运 行，尽快实现达标、达产。 (4)重视环保和节能减排，采取有效措施控制、治理粉尘污染，减少物 料生产损失，确保各排放点的粉尘排放浓度达到国家标准。 (5)厂区总平面布置原则：尽量使厂内物流简捷，顺畅；尽量使车间布 置紧凑、合理，节约土地；合理规划场地，使功能分区明确。 (6)配置合理利用能源所需的附属设施、计量设施和电气设施。 2.3 节约能源、资源的战略意义节约能源、资源的战略意义 近几年，在国民经济快速增长的拉动下，特别是高能耗产业发展迅速、 城市化和工业化进程的加速、居民消费结构的升级换代、我国日趋成为世 界加工厂等因素的影响，我国能源资源消费快速增长，如果任由这种趋势 发展，随着经济规模的不断扩大，能源、资源、生态环境对经济增长的约 束将逐渐加大，必将影响到未来社会经济的持续协调发展。 节约能源资源是国家发展经济的一项长远战略方针。中共中央关于 制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议中提出：“在优化结 构、提高效益和降低消耗的基础上，实现 2010 年人均国内生产总值比 2000 年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比 “十五”期末降低 20%左右”。把单位 gdp 能源消耗比十五末期降低 20%作 为国民经济和社会发展第十一个五年规划目标之一，反映了中央政府转变 增长方式，转变发展模式的决心，其战略意义十分深刻。 “十一五”期间，我国工业将为实现规划目标扮演重要的角色和起决定 性的作用。现代化工艺水平与大量落后的工艺水平共存的客观国情，加上 目前以煤为主的能源消费结构以及所处的发展阶段，使得我国目前的能源 效率水平、单位产品能耗与经济发达国家相比，仍然有很大的差距，这也 意味着我国仍有相当大的节能潜力。 从企业自身利益来说，合理利用、节约能源资源可有效降低产品成本， 提高经济效益和市场竞争力。 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 13 2.4 水泥工业能源消耗现状与节能减排潜力水泥工业能源消耗现状与节能减排潜力 （1）水泥工业采用的能源品种 我国水泥工业主要以燃煤为主，回转窑一般使用烟煤；立窑使用无烟 煤，对燃煤的质量有一定的性能要求。随着技术进步，近年来低挥发份煤 和无烟煤均可用于回转窑水泥熟料煅烧。此外，水泥厂在生产过程中还消 耗大量的电能。 （2）能源消耗现状及趋势 水泥生产能源耗量约占全国能源消耗量的 7%左右，其中煤炭消耗量 约占全国总消耗量的 15%。水泥生产中，主要消耗的能源为热能和电能， 热能用于烘干原料和煅烧水泥熟料，而电能在整个水泥制造过程中都在消 耗。 水泥生产技术的出现已有近 200 年的历史，但我国水泥工业仅有数十 年的发展历史，现有多种水泥熟料煅烧窑型并存，各种窑型的热耗差别较 大。我国各类水泥窑平均热耗及热效率详见下表： 我国各类水泥窑平均热耗及热效率对比表 窑型机立窑湿法窑干法中空窑新型干法窑 吨熟料标准煤耗(kg/t)140200271110 热效率（%）3240283517265055 注：上表为 2006 年统计数据 水泥生产各个工艺过程都需要耗电，依据工艺技术条件的不同，各个 工艺过程的电耗差别较大。例如，技术先进的大型球磨机的生料粉磨系统 的电耗可低于 17kwh/t，而落后的小型球磨机的生料粉磨系统的电耗可高 达 25kwh/t。 统计数据表明，我国水泥产量 45%左右仍由落后的工艺装备(如立窑、 干法中空窑和湿法窑等窑型)生产，能源利用效率非常低下。近年来，随着 新型干法水泥生产技术的日渐成熟，新型干法水泥生产线占水泥厂比例逐 渐加大，水泥综合能耗在下降，仅 1995 年2005 年的 10 年间下降了约 12.6%，2006 年比 2005 年下降了 3%，2007 年比 2006 年下降了 4%。 国家发展和改革委员会于 2006 年 10 月 17 日颁布的水泥工业产业 发展政策和水泥工业产业专项规划均已明确指出“国家鼓励地方和 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 14 企业以淘汰落后生产能力方式发展新型干法水泥，重点支持在有资源的地 区建设日产 4000 吨及以上规模新型干法水泥项目。除一些受市场容量和 运输条件限制的特殊地区外，限制新建日产 2000 吨以下新型干法水泥， 建设此类项目，必须经过国家投资主管部门核准。”随着新型干法工艺所 占比例的逐步提高，水泥的单位能耗还将进一步下降。 （3）我国水泥能源消耗与世界先进水平比较 我国水泥工业存在着多种类型水泥生产窑型，对于同一类型水泥窑由 于生产规模、设备选型、工艺流程、原料特性、管理水平、员工素质等因 素影响，能耗也有所不同。国外先进水泥工艺均采用新型干法水泥窑。与 世界先进水平相比较，国内先进水平与之差距不大，但国内一般水平与国 外先进水平的差距还是较大。与国际先进水平比，水泥综合能耗高 23.6%。按 1kwh 电能需要 0.404kg 标准煤计，国际先进水平每吨水泥综合 电耗折算为 38kg 标准煤，我国每吨水泥综合电耗折算为 44kg 标准煤。根 据建材联合会信息部统计，2007 年我国吨熟料综合能耗 148kg 标煤，吨水 泥综合能耗 115kg 标煤。 （4）水泥工业节能减排主要路径与潜力 水泥工业节能减排根本途径是采用新型干法水泥生产工艺取代落后的 立窑、干法中空窑和湿法窑等生产工艺。以 2004 年的水泥产量为例，如 将新型干法生产的量，每提高 1 个百分点，以其所需熟料耗用的能源计算， 可节约标煤 32.74 万吨（以新型干法与机立窑的平均技术水平计）。 2000 年，我国投产的新型干法生产线只有 129 条，熟料产能 6656 万 吨。之后，国家宏观调控对水泥工业结构进行调整，发挥市场在资源配置 中基础性作用，市场经济这只无形的手真正开始发挥作用。加上固定资产 投资上升较快的牵动，到 2007 年底，已投产的新型干法生产线达 798 条， 熟料产能达到了 60746 万吨。通过新型干法工艺替代落后工艺，新型干法 水泥比重已上升到 55%。 第二是大力推广余热发电。据不完全统计，到 2007 年底，全国已建 成纯低温余热发电生产线 122 条，机组 92 台，装机容量 740mw，发电能 力为 49.6 亿 kwh，相当于节约标准煤 182 万吨，减排 co2473 万吨。水泥 工厂余热发电对水泥行业节能降耗减排起到了非常积极的作用。预计到 2010 年底，采用余热发电的生产线将达到 40%。 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 15 第三是运用循环经济的理念，充分利用工业废弃物。十五期间，水泥 工业年消纳工业废渣超过 2 亿吨，占工业废渣总利用量的一半以上。预计 到 2010 年，水泥行业工业废渣年利用量将达到 2.5 亿吨以上。 第四是采用现代化技术推进新型干法技术进步，不断降低工业能源消 耗、加大资源综合利用、减少对环境的排放。 根据资源供给条件和市场需求，尽可能采用规模较大的新型干法水泥 生产线、合理利用热能、配套低温余热发电和选用节能设备是水泥工业主 要的节能减排路径。由于我国采用立窑等落后生产工艺的生产能力占有相 当比重，因此以新型干法生产技术替代落后生产工艺，实现水泥工业节能 降耗的潜力十分巨大。 2.5 项目技术方案概述项目技术方案概述 2.5.1 石灰石矿山 2.5.1.1 矿山工作制度及生产能力 矿山年工作 300 天，每天工作 2 班，每班工作 8 小时，钻孔、爆破及 其他辅助工种每天工作 1 班。 根据生产线对石灰石原料的需求，考虑开采运输损失 2%及生产不均 衡系数 1.1，矿山年生产能力为 209 万吨，平均班产量为 3484t，最大班产 量为 3832t。 2.5.1.2 矿山开采及开拓运输方案 根据矿山地形、地质条件，确定本矿山采矿方法为自上而下、水平分 台阶的露天采矿方法。遵循“采剥并举、剥离先行”的原则对矿石资源进 行有序开发利用。 矿区地势呈东高西低，南、北低中部高特征，相对高差较大。矿区距 拟建厂区直距约 2km，已有简易道路相通。石灰石破碎站设在矿山，采用 公路开拓、汽车运输系统。运矿道路按矿山 iii 级道路标准设计，双车道， 泥结碎石路面，路面宽 10m。 2.5.1.3 石灰石破碎及输送方案 水泥生产线年需石灰石碎石 2044510 吨（含混合材），破碎及输送能 力考虑水泥生产线扩建，考虑生产不均衡系数 1.1，破碎机能力按 1500 吨/ 小时设计。 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 16 工艺流程为：采矿工作面潜孔钻机钻孔中深孔爆破液压挖掘机铲 装矿用自卸汽车运输到破碎站破碎皮带输送厂区石灰石预均化堆场。 在破碎站及转运站等产尘点设收尘器进行除尘。 2.5.1.4 辅助生产设施 a.工业场地 矿山工业场地设在破碎站附近、上山道路边上地势较平缓处，内设矿 山办公室、材料库、机汽修车间、食堂、值班室和厕所等。矿山油库设在 工业场地附近，设 2 个 30m3 卧式埋地油罐和 2 台加油机。矿山另配置洒 水车、交通车、客货两用车和救护车等。 b.爆破材料库 爆破材料库设在距矿山爆破安全界线外较隐蔽处，与周边建构筑物的 距离应满足爆破安全规程要求。设有炸药库、雷管库、值班室、警卫岗亭、 50m3 消防水池，库区周围按爆破安全规程要求设密实围墙，围墙高度不 小于 2m。炸药库库容量设计为 5t，雷管库库容量为 20000 发。爆破开采 用炸药由当地民爆站直接提供，炸药库仅为未用完炸药储存。 炸药库联络道路按矿山三级道路设计，泥结碎石路面，路基宽 5m，道 路最大纵坡不大于 8%，平均纵坡不大于 6%。 2.5.2 原料配料 2.5.2.1 生产方法 采用新型预分解窑干法生产工艺，建设一条日产熟料 4500 吨水泥生产 线。 2.5.2.2 配料设计所用原、燃料成分的选取 配料设计所采用的主要原料成分数据来源： （1）石灰石采用朝天镇赖家垭灰岩矿的石灰岩。 （2）其它原料及燃料则为来自建设单位提供的资料。 本项目采用石灰石、泥岩、砂岩和硫酸渣四组分原料配料。 配料设计所用原、燃料化学成分见表 2-1 和 2-2。 配料所用原、燃料化学成分（%） 表 2-1 物 料石灰石泥岩砂岩硫酸渣煤灰 loss42.514.851.502.050.0 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 17 sio21.7667.3296.2023.8251.71 al2o31.8215.121.036.2828.48 fe2o30.385.480.6058.9011.79 cao52.081.370.104.162.74 mgo0.861.250.101.961.21 k2o0.452.000.200.02.09 na2o0.151.180.220.01.27 so30.100.050.00.01.19 cl-0.0150.0010.00.00.12 合计%100.1398.6299.9597.17100.60 煤的工业分析（%） 表 2-2 madvadaadfcadst,adqnet.ad（kj/kg） 1.0016.2132.1250.721.9921682.4 2.5.2.3 熟料烧成热耗及煤灰掺入量 熟料热耗设定为：3050.0kj/kg.cl（729.4kcal/kg.cl） 煤灰掺入量为：4.52% 2.5.2.4 熟料率值的选择 根据国内外新型预分解窑生产实践经验，结合本工程产品方案及原、 燃材料的特性，本研究报告建议水泥熟料的矿物组成为： 硅酸盐水泥熟料：c3s 5560% c3s+c2s=7585% 设计控制熟料配料目标率值范围如下： 石灰饱和系数：kh=0.890.91 硅酸率：sm=2.502.70 铝氧率：im=1.401.70 2.5.2.5 配料计算结果 2.5.2.5.1 原料配比及理论料耗 原料配比及理论料耗见表 2-3。 原料配比及理论料耗 表 2-3 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 18 石灰石 （%） 泥岩 （%） 砂岩 （%） 硫酸渣 （%） 生料理论料耗 （kg/kg.cl） 84.535.428.161.891.5003 2.5.2.5.2 生、熟料化学成分 生料化学成分见表 2-4，熟料化学成分见表 2-5。 生料化学成分（%） 表 2-4 losssio2al2o3fe2o3caomgok2ona2oso3cl 36.3613.442.561.7844.180.840.510.210.090.0127 熟料化学成分（%） 表 2-5 sio2al2o3fe2o3caomgok2ona2oso3cl 22.505.133.2066.411.320.850.370.180.0245 2.5.2.5.3 熟料率值及矿物组成 熟料率值及矿物组成见表 2-6。 熟料率值及矿物组成 表 2-6 名 称项 目数 据 kh0.90 sm2.70 im1.60 l.s.f93.4 熟料率值 hm2.154 c3s59.85 c2s19.37 c3a8.17 c4af9.77 矿物组成 （%） c3s+c2s79.22 l1400 24.72 液相量（%） l1450 25.13 2.5.2.6 有害成分分析 经配料计算熟料中 mgo 含量为 1.31%，生料、熟料中有害成分见表 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 19 2-7。 生料、熟料有害成分（%） 表 2-7 有害成分生料熟料 mgo0.841.31 k2o0.510.85 na2o0.210.37 k2o+na2o0.711.22 cl-0.01270.0245 na当量 0.540.93 so30.090.18 窑内smol/rmol 0.86 原、燃料带入的钾、钠、氯、硫等挥发性组份在预热器窑系统内处于 闭路循环状态，它在高温下挥发后到低温区又重新凝集，凝集后可使物料 熔点降低，引起预热器内结皮、堵塞、料流不畅。此种已富集钾、钠的生 料进入熟料中，如果超过一定限量时，会影响熟料的质量，使砼发生碱-集 料反应。因此对生料中的挥发性组份加以适当控制限量是非常重要的。一 般控制生料中的碱含量（k2o+na2o）1.0%，氯含量（cl-）应0.015%， 水泥熟料中要求 mgo5%，窑中硫碱摩尔比（mols/molr2o）1.0。 按照上述配料方案，生料中碱含量（k2o+na2o）为 0.71%，小于 1.0%； 氯含量（cl-）为 0.0127%，窑中硫碱摩尔比 s/r 为 0.86，有害成分符合新 型预分解窑干法生产系统对有害成分的控制指标的要求，不会引起预热器 内结皮、堵塞等现象。 2.5.2.7 配料方案评价 a.本设计分别采用石灰石、泥岩、砂岩和硫酸渣四组分配料；计算结 果各率值均在正常范围内,熟料率值和矿物组成均符合国家 gb 175- 2007通用硅酸盐水泥中的规定。可以生产出质量好、标号高的水泥。 b.按新型干法生产对生料中有害成分的控制要求： mgo3%，k2o+na2o1%，so31%，cl-0.015%。从表 4-9 看出，原料 中有害成分均在规范要求之内未超标，能生产出品质优良的水泥。 c.因砂岩和硫酸渣的有害成分不全，建议业主补做有害成分分析，便 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 20 于下一步工程设计。 2.5.2.8 结论及建议 （1）本厂所需各原、燃材料来源均已基本落实，储量（供货量）均可 满足生产需要。其质量优良，有害成份含量低，为生产优质水泥熟料提供 了保障。 （2）根据本项目原燃料特点，参照国内新型干法生产线的生产实践经 验，建议采用如下熟料率值（普通硅酸盐水泥熟料）指导生产： 石灰饱和系数：kh=0.900.02 硅酸率：sm=2.700.10 铝氧率：im=1.600.10 （3）采用新型预分解生产线，设置石灰石和原煤预均化设施对生产更 为有利。 （4）生料磨采用立磨，本项目石灰石中 sio2含量很低，估计易磨性 很好，但为准确选择磨机，如采用立磨仍需对原料作易磨性试验。 2.5.3 生产工艺 2.5.3.1 生产方法 工艺设计遵循以下规范和标准： gb 50295-1999水泥工厂设计规范 gb/t21372-2008硅酸盐水泥熟料 gb 4915-2004水泥工业大气污染物排放标准 gb 175-2007通用硅酸盐水泥 gb 16780-2007水泥单位产品能源消耗限额 gb 50443-2007水泥工厂节能设计规范 根据本项目的生产规模和原、燃材料情况，并适应国家相关产业政策， 采用目前最先进的新型干法窑外分解生产工艺，建设一条日产 4500 吨熟 料新型干法水泥生产线。熟料煅烧设备为 4.874m 回转窑与带 cdc 分解 炉的五级低压损旋风预热器组成的窑外分解系统，年产水泥熟料 148.5 万 吨，年产水泥 220 万吨。 2.5.3.2 生产规模与产品品种 2.5.3.2.1 生产规模 熟料：日产硅酸盐水泥熟料 4500 吨 xx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 21 年产硅酸盐水泥熟料 148.5 万吨 水泥：年产水泥 220 万吨 2.5.3.2.2 产品品种 根据周围地区水泥市场需求现状并适应该地区发展战略规划的要求， 本工程产品品种设定为： 年产 p.o42.5 普通硅酸盐水泥 110 万吨（占 50%） 年产 p.c32.5 复合硅酸盐水泥 110 万吨（占 50%） 水泥袋、散装比例为 30：70 项目实施后，在实际生产中可根据市场需求调整产品结构，生产其它 品种水泥。 2.5.3.2.3 全厂物料平衡 用于物料平衡计算的已知条件列举如下： 1.干生料烧失量：36.36% 2.煤灰掺入量：4.52% 3.回转窑运转率：90.41% （330d/a） 4.燃料低位热值：21682.4kj/kg（5185.2kcal/kg） 5.熟料热耗：3050kj/kg.cl（729.4kcal/kg.cl） 全厂物料平衡见表 2-8。 xxxx 日产 4500 吨水泥熟料生产线项目节能分析篇 22 xxxxxx 日产日产 45004500 吨水泥熟料生产线项目物料平衡表吨水泥熟料生产线项目物料平衡表 表 2-8 每吨熟料消耗定额（kg/t）物料平衡量（t） 干燥的含水的干燥的含天然水分的 物料名称 天 然 水 分 （%） 干 基 配 比 （%） 生 产 损 失 （%） 理论实际实际每小时每天每年每小时每天每年 石灰石1.50 84.531.001268.121280.931300.43240.175764.171902175243.835851.951931142 泥岩6.00 8.161.00122.49123.73131.6323.20556.7818373724.68592.32195465 砂岩10.00 5.421.0081.2782.0991.2115.39369.4012190117.10410.44135445 硫酸渣15.00 1.891.0028.3828.6733.725.37128.99425686.32151.7650080 生 料 1500.25 281.306751.142227877 熟 料 187.5045001485000 p.o42.5 50.00.00 138.893333.331100000 石膏3.05.01.00 63.1365.087.0854170.05561177.3046175.3157852