GB16780《水泥单位产品能源消耗限额》标准中能耗限额指标确定方法.pdf

慧 n g b l6 7 8 0 2 0 0 7 水泥单位产品能源消耗限额 标准中 能耗限额指标的确定方法 天津水泥工业设计研究院有限公司肖秋菊刘继开陶从喜 g b l 6 7 8 0 2 0 0 7 水泥单位产品能源消耗限额 由天津水泥工业设计研究院有限公司 中国建筑 材料科学研究总院和合肥水泥研究设计院制定 该标准已于2 0 0 7 年1 2 月3 日发布 2 0 0 8 年6 月1 日起实施 为使各水泥生产企业对该标准有更深的了解 本文对标准中能耗限额指标的确定方法进 行详细的介绍 l 概述 由于目前国内不少新型干法生产线仅生产水泥熟料 熟料转到水泥粉磨企业 粉磨站 进行粉 磨 因此标准中能耗指标包括水泥熟料生产线 可比熟料综合电耗 和水泥粉磨企业 水泥粉磨站 可比水泥综合电耗 指标 此外 目前国家有关统计部门统计的水泥能耗包括水泥生产的煤耗以 及电耗 并将电耗折算成标煤量 为与之对应 标准中限额指标包括 可比熟料综合能耗 和 可 比水泥综合能耗 限额 按照国家发展和改革委员会的要求 此次标准中能耗限额分为现有水泥企 业水泥单位产品能源消耗限额 新建水泥企业水泥单位产品能源消耗限额准入值和水泥企业水泥单 位产品能源消耗限额目标值三个等级 作为产品标准 标准中能耗限额指标根据水泥和水泥熟料生 产线的规模分类 对于能耗限额指标的确定 水泥单位产品能源消耗限额主要根据调研的情况及代表性企业标定 的能耗 参考各种规模生产线的平均熟料烧成热耗 综合电耗 按照标准中的修正方法修正后确定 水泥单位产品能耗限额目标值主要根据国际上发达国家的生产指标及国内一些企业先进的指标确 定 保证目前国内有部分企业的指标能达到目标值 新建水泥生产企业能源消耗限额主要根据国家 目前的产业政策及目前不同规模新建生产线的技术指标 按照标准中的修正方法修正后确定 2 能耗限额指标分类说明 标准中能源消耗限额指标按水泥和水泥熟料生产线的规模分类 并增加水泥粉磨企业 截止 2 0 0 5 年投产的新型干法熟料生产线见表1 表i 截止2 0 0 5 年投产的新型干法熟料生产线情况 7 0 0 l 1 0 0 1 5 0 0 2 3 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 一5 0 0 0 规模t d 1 0 0 02 0 0 0l o 0 0 0合计 9 0 01 4 0 01 8 0 02 8 0 03 5 0 0 4 5 0 08 0 0 0 生产线数4 11 4 27 52 64 61 6 51 6 1 58 546 1 5 熟料能力万 9 1 64 4 0 22 8 2 41 2 5 62 8 5 21 2 7 7 51 5 2 81 8 8 21 3 5 2 21 2 4 04 3 1 9 7 t a 占熟料总产 2 1 2l o 1 96 5 42 9 l6 6 0 2 9 5 7 3 5 44 3 63 1 3 02 8 71 0 0 能比例 从表l 可以看出目前我国新型干法生产线1 0 0 0 2 0 0 0 t d 规模生产线 含1 0 0 0t d 数量占新 型干法生产线总数的3 9 5 2 0 0 0 4 0 0 0t d 规模生产线 含2 0 0 0t d 数量占总生产线的3 6 9 4 0 0 0 t d 规模生产线含 4 0 0 0t d 数量占总生产线的1 6 9 规模小于1 0 0 0 t d 的生产线主 要是少量新型干法生产线 旋风预热器窑 立筒预热器窑 立波尔窑 余热发电窑 湿法窑 中空 干法窑以及大量的立窑 经过近几年来的结构调整 立波尔窑 余热发电窑 湿法窑 中空干法窑 等窑型逐渐被淘汰 目前只有少量生产线仍在继续运转 国家水泥工业产业政策 2 中规定 重点 支持在有资源的地区建设日产4 0 0 0 吨及以上规模新型干法水泥项目 建设大型熟料基地 和 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2 0 0 0 吨以下新型干法水泥生产线 因 此现有水泥企业水泥单位产品能耗限额中将水泥和水泥熟料生产线分为4 0 0 0 t d 以上 含4 0 0 0 t d 1 7 7 薏瑶墨缪西矿 矽 2 0 0 0t d 4 0 0 0t d 1 0 0 0t d 2 0 0 0t d 含2 0 0 0 t d 和1 0 0 0t d 以下四种规模 对于新建水 泥企业水泥单位产品能耗限额和水泥企业水泥单位产品能耗限额目标值 则仅包含4 0 0 0 t d 以上 含 4 0 0 0 t d 2 0 0 0t d 4 0 0 0t d 的指标 对于水泥粉磨企业 由于水泥粉磨企业的能耗主要受工艺 流程及设备配置的影响 与生产规模对应的关系不大 因此水泥粉磨企业的能耗不按规模分类 3 能耗限额指标的确定 目前国内熟料产量1 0 0 0 t d 以上的生产线基本均为新型干法生产线 近几年我国水泥工业不同 规模新型干法生产线设计能耗指标见表2 受原燃材料的影响 同一规模生产线的熟料烧成热耗有 一定波动 从表中可以看出 不同规模生产线的熟料烧成热耗和水泥综合电耗相差较大 生产线规 模越大 熟料烧成热耗和水泥综合电耗越低 表2 近几年我国水泥工业新型干法不同规模生产线设计能耗指标 生产线规模熟料烧成热耗熟料综合电耗水泥综合电耗 序号 t d k c a y k g k w b t k 呲 li o o o8 l o 8 3 07 0l l o 22 0 0 0 2 5 0 07 4 0 7 5 06 8l o o 33 0 0 0 3 5 0 07 3 0 7 3 56 8 9 5 1 0 0 44 0 0 0 5 0 0 07 1 0 7 3 06 59 5 51 0 0 0 07 0 0 7 1 06 0 生产线设计的能耗指标指水泥生产企业在满足设计条件下最佳运行状况时的能耗 根据水泥生 产企业3 天的运行情况考核 由于生产线在一年的运转过程中 存在设备临时故障必须停窑保温及 窑系统烘窑时产量低于设计产量等多方面原因 系统存在止料运行 没有产量或在低产量状态下运 行的情况 与正常生产情况相比 其单位产品的能耗大大增加 因此一般水泥企业按年度统计的熟 料烧成热耗比设计值高5 1 3 左右 各水泥企业由于设备方面的原因和管理水平等多方面的差 异 按年度统计的能耗指标与设计的能耗指标相比相差较大 我国大中型预分解窑历年平均规模 熟料烧成熟耗统计见表3 表3 我国大中型预分解窑历年平均规模 熟料烧成热耗统计表 项目单位 1 9 9 52 0 0 02 0 0 l2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 年平均台时产能万t 年4 4 5 54 6 7 14 6 9 55 0 1 25 4 6 26 5 8 2 6 8 5 6 日平均产能t 囊棚 1 4 3 71 5 0 6 1 5 1 41 6 1 6 1 7 6 32 1 2 32 2 测定热耗 k i k g 格 3 2 8 4 53 2 7 5 03 2 7 4 03 2 6 9 73 2 3 9 23 1 8 9 13 3 3 5 6 实际热耗 k j k g 赫辑 3 6 2 1 13 6 l o 63 6 0 9 53 5 9 3 83 5 7 1 33 5 1 5 93 5 0 2 4 实际耗煤量 蚝标 t 鼻辩 1 2 3 71 2 3 31 2 3 31 2 2 71 2 2 01 2 0 11 1 9 6 从各省统计的水泥企业能耗情况来看相差比较大 如山东省回转窑水泥企业总能耗情况为 熟 料烧成标煤耗1 2 1 4 3 k g t 熟料 水泥综合电耗为1 l o k w h t 水泥 熟料单位电耗为6 4k w h t 熟料 立窑水泥熟料标煤耗先进指标为1 1 5k g t 熟料 平均为i 3 8k g t 熟料 立窑水泥综合电耗在6 3 1 0 0k w h t 水泥 平均为7 5k w h t 水泥 1 广东省2 0 0 4 年全省水泥熟料标煤耗平均为1 4 5k g t 熟 料 新型干法回转窑熟料为1 1 9k g t 熟料 福建省新型干法水泥企业熟料标煤耗为1 1 2 7k g t 熟料 先进的低于1 0 9 3k g t 熟料 水泥综合电耗约1 1 0k w h t 水泥 先进的低于1 0 0k w h t 水泥 立窑企业熟料标煤耗超过1 1 9 6k g t 熟料 先进的约1 0 7 6k g t 熟料 水泥综合电耗超过1 0 0k 1 1 1 t 水泥 先进的约7 5k w h t 水泥 天津水泥工业设计研究院有限公司近几年来对国内部分有代表性的新型干法水泥熟料生产线 进行了热工标定工作 从热工标定的结果可以看出 同规模生产线熟料烧成热耗相差较大 部分生 产线热工标定期间熟料烧成热耗甚至大大超过设计指标 从收集的各水泥企业实际运行情况的资料 来看 4 0 0 0 t d 以上 包括4 0 0 0 t d 生产线水泥企业按年度统计熟料烧成标煤耗为1 0 4 3 1 2 3k g t 熟料 2 0 0 0 4 0 0 0 t d 包括2 0 0 0 t d 生产线水泥企业按年度统计的熟料标煤耗为1 1 0 9 1 3 2 3k g t 熟料 1 0 0 0 2 0 0 0 t d 包括1 0 0 0 t d 生产线水泥企业按年度统计的熟料标煤耗平均为1 3 3 3k g t 1 7 8 熟料左右 1 0 0 0 t d 以下新型干法生产线水泥企业按年度统计的熟料标煤耗平均为1 4 0 8k g t 熟料 左右 目前大中型新型干法水泥生产过程中各工段加工电耗见表4 表4 大中型干法水泥生产过程中各工段加工电耗 原材料破生料均化熟料煅烧水泥粉磨包装运输合计 项目生料粉磨 碎 均化 球磨生电耗k w h t 术蠢5 52 6 4 6 62 4 24 1 85 5l l o 产线 百分比 52 462 23 85l o o 辊式磨电耗k w l 讥木矗52 462 2 3 851 0 0 生产线 百分比 52 462 23 851 0 0 g b 5 0 4 4 3 2 0 0 7 水泥厂节能设计规范 中要求新建新型干法生产线各子系统电耗分布如下 1 石灰石破碎车间综合电耗值为2k 1 l t 石灰石 石灰石破碎的电耗不包括碎石输送用电量 2 原料粉磨系统电耗值为1 7 2 2k w h t 生料 原料粉磨的电耗不包括废气处理用电量 3 烧成系统电耗值为2 4 3 0k w h t 熟料 烧成系统的电耗计算范围从生料均化库底至熟料库项 4 煤粉制备系统电耗值为2 5 一 3 5k 1 h t 煤粉 煤粉制备的电耗包括煤粉输送的用电量 5 水泥粉磨系统电耗值为3 3 一 4 2 k w h t 水泥 水泥粉磨的电耗不包括熟料库底的用电量 6 包装系统电耗值为l 2k w h t 水泥 包装系统的电耗包括水泥库底的用电量 考虑废气处理及熟料库底的电耗 对新建水泥熟料生产线和水泥生产线的综合电耗的计算可以 提供一定参考 为了较全面地了解我国水泥粉磨站的水泥综合电耗指标情况 科学地制定g b l 6 7 8 0 2 0 0 7 水 泥单位产品能源消耗限额 标准中有关水泥粉磨站的水泥综合电耗指标 合肥水泥研究设计院对国 内已投产的水泥粉磨站进行了大量调研工作 同时也调查了部分不同窑型水泥生产企业水泥粉磨秀 统的水泥综合电耗指标情况 并征求了部分水泥粉磨方面专家的意见 基本情况如下 1 现有水泥粉磨站主要特点 1 水泥粉磨系统采用的流程种类多 2 单套系统的规模差别大 3 混合材种类多 易磨性差别大 4 技术和管理水平差别大 因此 不同水泥粉磨站的水泥综合电耗相差较大 2 现有水泥粉磨站水泥综合电耗大致情况 1 可比水泥综合电耗为3 4 4 8k w h t 的水泥产量 9 0 2 可比水泥综合电耗 4 8k w h t 的水泥产量 5 4 可比水泥综合电耗 4 5k w h t 的水泥产量 2 0 3 近几年新建的水泥粉磨站 规模 般都在2 0 万吨 年以上 并且5 0 万吨 年以上的占很大比例 如采用辊压机等先进技术和装备 则可比水泥综合电耗可以达到3 4 一3 8 k w h t 由于各厂所处的地理位置和生产情况相差比较大 因此在能耗计算时应对一些影响能耗的主要 因素进行修正 如处于高海拔地区的水泥企业的能耗肯定比平原地区的水泥企业的能耗高 此外 由于水泥熟料和水泥的强度不一样 对能耗也会产生较大影响 同时 如果水泥企业使用废弃物作 为替代原料时 由于废弃物一般水分较高 烘干时需消耗大量燃料 使用废弃物时在熟料烧成过程 1 7 9 奈 慧工论捧函儡c c e f 中也可能会比不使用废弃物时熟料烧成热耗大大增加 对这一类国家政策鼓励的情况 在考核水泥 企业能耗时应特殊考虑 将处理废弃物消耗的能耗从生产能耗中扣除 对于利用窑头和窑尾废气进 行余热发电和其它余热利用的情况 也应该将余热利用的热量折算成标煤量从能耗中扣除 本标准 主要考虑从以下方面对水泥企业的能耗进行修正 1 熟料2 8 d 抗压强度 熟料2 8 d 抗压强度受多种因素的影响 如原燃材料品质 熟料煅烧情况及熟料冷却情况等 熟 料2 8 d 强度高 可以提高水泥中混合材的掺量 达到较好的节能效果 为鼓励水泥企业通过提高熟 料强度来达到节能效果 本标准按下面公式对水泥熟料生产企业的能耗进行修正 矗t a l k 式中 8 一熟料强度等级修正系数 卜 i 统计期内熟料平均2 8 d 抗压强度 单位为兆帕 聍a 5 2 5 统计期内熟料平均抗压强度修正到5 2 5 m p a 不同熟料2 8 d 抗压强度对应的修正系数见表5 表5 熟料2 8 d 抗压强度对应的修正系数 熟料强度h p a 5 05 l5 25 35 45 55 65 7 修正系数 1 0 1 21 0 0 71 0 0 20 9 9 80 9 9 3 0 9 8 8 0 9 8 40 9 8 0 熟料强度1 5 p a5 85 96 06 16 26 36 46 5 修正系数 0 9 7 50 9 7 10 9 6 7o 9 6 30 9 5 90 9 5 50 9 5 20 9 4 8 从上表可看出 熟料强度越高 修正系数越小 即修正后的能耗小于修正前的能耗 中国建筑材料科学研究总院对不同工艺生产的硅酸盐水泥熟料的强度情况进行过调研 调研结 果见表6 从中可以看出 不同窑型3 d 和2 8 d 抗压强度分布情况基本相同 表6不同工艺生产的水泥熟料的强度情况坩 窑型立窑 湿法窑i 中空窑 立波尔窑新型干法2 0 0 0 t d 以上 工艺线数 2 2 46 08 l2 4 最大4 2 53 6 73 7 6 抗 3 d最小1 8 41 9 82 0 6 压 平均 2 8 9 72 7 8 52 8 9 72 9 8 0 强最大6 4 36 2 86 4 8 度2 8 d最小4 4 24 7 65 0 平均5 2 4 l5 5 5 65 6 6 05 7 4 8 2 水泥2 8 d 抗压强度 水泥2 8 d 抗压强度受多种因素的影响 如熟料质量 水泥混合材种类及掺量 水泥的细度等 由于水泥品种不同 混合材的掺量也不同 水泥粉磨的电耗也不同 在同样的混合材种类和掺量情 况下 水泥细度越细 水泥的强度会更高 但水泥粉磨的电耗也更高 由于目前通用硅酸盐水泥标 准中取消了普通硅酸盐水泥3 2 5 强度等级水泥 目前国家产业政策导向为简化水泥品种 提高水泥 的强度 因此将水泥2 8 d 抗压强度修正的基准定为强度等级4 2 5 本标准按下面公式对水泥生产企 业的能耗进行修正 1 8 0 d 薏 n 式中 d 水泥强度等级修正系数 占 统计期内水泥加权平均强度 单位为兆帕 船a 4 2 5 统计期内水泥平均强度修正到4 2 5 m p a 不同水泥2 8 d 抗压强度对应的修正系数见表7 表7 水泥2 8 d 抗压强度对应的修正系数 水泥强度m p a 3 23 33 43 53 63 73 83 9 修正系数1 0 7 4 1 0 6 51 0 5 71 0 5 01 0 4 21 0 3 51 0 2 81 0 2 2 水泥强度m p a 4 04 14 24 34 4 4 5 4 6 4 7 修正系数 1 0 1 51 0 0 91 0 0 30 9 9 70 9 9 10 9 8 60 9 8 00 9 7 5 水泥强度抒a4 8 4 95 05 15 25 35 45 5 修正系数0 9 7 00 9 6 50 9 6 00 9 5 50 9 5 l0 9 4 60 9 4 20 9 3 8 水泥强度m p a 5 65 75 85 96 06 16 26 3 修正系数0 9 3 3 0 9 2 90 9 2 5o 9 2 l0 9 1 70 9 1 40 9 1 00 9 0 6 从上表可看出 水泥强度越高 修正系数越小 即修正后的能耗小于修正前的能耗 3 海拔高度修正 海拔高度不一样 对水泥生产的能耗影响也不一样 当水泥企业所在地区海拔高度低于1 0 0 0 米 时 海拔高度对能耗的影响很小 可以不修正 当海拔高度超过1 0 0 0 米时 特别是超过2 0 0 0 米时 对能耗的影响会比较明显 同样配置的水泥熟料生产线 在高海拔地区水泥熟料的产量将大大降低 电耗也相应增大 本标准按下面公式对水泥生产企业的能耗进行修正 矿医 小1 i f 百 式中 眉 一海拔修正系数 纺 嗨平面环境大气压 1 0 1 3 2 5 帕 p a 户j 卜一当地环境大气压 单位为帕 p a 4 混合材掺量修正 水泥中混合材掺量不同 对水泥粉磨电耗的影响也不同 因此应进行修正 由于水泥中所掺混 合材品种不同 对电耗的影响也不同 如当掺加同样比例的矿渣和粉煤灰作为混合材对比 在水泥 细度相同的情况下 参加矿渣时水泥粉磨的电耗将大大高于掺加粉煤灰 由于混合材对电耗的影响 比较复杂 本标准仅按照混合材掺量进行修正 将修正的基准定为普通硅酸盐水泥中混合材允许的 最大掺量2 0 计算 并按下面公式对水泥生产企业的综合电耗进行修正 口 0 3 f b 2 0 式中 p 一混合材掺量修正系数 卜统计期内混合材掺量百分数 0 3 混合材掺量每改变1 o 影响水泥综合电耗百分比的统计平均值 2 0 普通硅酸盐水泥中混合材允许的最大掺量百分数 3 1 现有水泥企业水泥单位产品能源消耗限额的确定 对于现有水泥企业 水泥单位产品能源消耗限额中可比熟料综合能耗和可比水泥综合电耗计算 时 电耗折标煤量按电力折标准煤当量系数0 1 2 2 9k g k w h 计算 目前国内水泥中熟料的平均 1 8 1 息 京珏 i 配比为7 5 左右 因此可比水泥综合能耗计算中熟料的比例按7 5 计算 可比熟料综 合能耗和可比水泥综合能耗分别根据可比熟料综合标煤耗和可比熟料综合电耗及可比水泥综 合电耗计算后经四舍五入后取整数 并包含混合材烘干所消耗的约2k g t 标煤耗 对于4 0 0 0 t d 以上 含4 0 0 0 t d 生产线 熟料综合标煤耗限额定为1 2 5k g t 熟料综合电耗 定为7 0k w h t 水泥综合电耗定为1 1 0k w h t 对于2 0 0 0 4 0 0 0 t d 含2 0 0 0 t d 生产线 熟料 综合标煤耗限额定为1 3 0k g t 熟料综合电耗定为7 5k w h t 水泥综合电耗定为1 1 5k 1 l t 对于1 0 0 0 一2 0 0 0 t d 含1 0 0 0 t d 生产线 熟料综合标煤耗限额定为1 3 5k g t 熟料综合电耗 定为7 8k w h t 水泥综合电耗定为1 2 0 k w h t 对于1 0 0 0 t d 以下生产线 熟料综合标煤耗限额定 为1 4 0k g t 熟料综合电耗定为8 0k w h t 水泥综合电耗定为1 2 5 k i r h t 按照以上修正方法 进行修正后 各能耗限额见表8 表8 现有水泥企业水泥单位产品能源消耗限额 可比熟料可比熟科可比水泥可比熟料可比水泥 综合煤耗综合电耗 综合电耗 综合能耗综合能耗 分类 限额限定值限额限定值限额限定值限额限定值限额限定值 k g c c tk w h t k w h t k g c c a k g c c c 4 0 0 0 t d 以上 含4 0 0 0 t d 1 2 0 6 8 1 0 5 1 2 8 1 0 5 2 0 0 0 4 0 0 0 t d 含2 0 0 0 t d 1 2 5 7 3 1 1 0 1 3 4 1 0 9 1 0 0 0 2 0 0 0 t d 含1 0 0 0 t d 1 3 0 7 6 l1 5 1 3 9 1 1 4 1 0 0 0 t d 以下 1 3 5 7 8 1 2 0 1 4 5 11 8 水泥粉磨企业 4 5 a 对只生产水泥熟料的水泥企业 b 对生产水泥的水泥企业 包括水泥粉磨企业 3 2 新建水泥企业水泥单位产品能源消耗限额的确定 对于新建水泥企业 4 0 0 0 t d 以上 含4 0 0 0 t d 生产线熟料综合标煤耗限额定为1 1 5k g t 熟料综合电耗定为6 4k w h t 水泥综合电耗定为9 5k l r h t 对于2 0 0 0 4 0 0 0 t d 含2 0 0 0 t d 生产线 熟料综合标煤耗限额定为