水泥回轉(zhuǎn)窯是水泥熟料的最主要煅燒設備，水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯熱工制度是否穩(wěn)定，直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。目前所有的水泥生產(chǎn)線的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)都存在著程度不等的漏風、漏料等現(xiàn)象。水泥回轉(zhuǎn)窯是在負壓、高溫狀態(tài)中運行，凡是存在漏風的位置都會有冷空氣進入，進入冷空氣吸熱造成水泥燒成系統(tǒng)熱耗、電耗增加，同時會伴隨發(fā)生漏料，回轉(zhuǎn)窯是在負壓條件下運行的，尤其在窯頭和窯尾處，漏風會帶入大量冷空氣，窯內(nèi)熱工制度的穩(wěn)定就遭到破壞，窯內(nèi)空氣也會攜帶物料外泄，增加窯尾分解爐的燃料消耗，并增大風機的負荷，造成生產(chǎn)現(xiàn)場故障增多，設備生產(chǎn)潛能得不到最大發(fā)揮，制約了新型干法水泥的進一步發(fā)展。 

     

　　目前國內(nèi)回轉(zhuǎn)窯窯頭及窯尾密封均存在漏風的問題，漏風率一般在10%～15%左右，在水泥回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)一段時間后，漏風系數(shù)會更進一步增大。對于回轉(zhuǎn)窯窯頭和窯尾密封處的漏風問題，一直是水泥生產(chǎn)企業(yè)的老大難問題，究其原因主要為兩點：一是回轉(zhuǎn)窯本身的運行環(huán)境惡劣，在高溫、氣固換熱及負壓狀態(tài)下工作，窯筒體容易產(chǎn)生軸向、徑向等變形；二是目前窯頭和窯尾密封設計本身存在不足，在窯系統(tǒng)運行一段時間后，進過窯筒體的竄動、變形及高溫物料沖刷后，很容易造成現(xiàn)有窯頭和窯尾密封裝置效率降低。

     

　　針對水泥回轉(zhuǎn)窯爐漏風問題，Te-goo 水泥冶金技術部回轉(zhuǎn)窯爐密封項目組運用熱力學、空氣動力學、材料力學、機械原理等專業(yè)知識，經(jīng)過5年艱苦技術攻關，形成了全套解決方案，密封裝置包括密封器支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、軟連接系統(tǒng)等。此技術顛覆了原有的幾種水泥回轉(zhuǎn)窯密封裝置的設計理念，將窯爐的運動部件與密封部件的功能區(qū)分開，運動部件隨回轉(zhuǎn)窯一起運行，密封部件固定不動且與運動部件有效連接，由于其密封的關鍵位置都避免了運動及摩擦，在回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的徑向及軸向位移時，都不會對現(xiàn)有密封裝置構(gòu)成破壞性影響，確保了密封的長期性和穩(wěn)定性。此核心技術及外圍技術申報獲得該領域的國家發(fā)明專利9項。

 

　　本技術的商業(yè)價值

 

　　目前干法水泥窯主要以煤粉為燃料，現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)窯密封漏風率一般在5%左右。窯頭和窯尾漏風量可達0.05～0.08Nm3/kg.cl，這部分漏風會對水泥生產(chǎn)操作帶來較大的影響。這部分漏入空氣量在窯系統(tǒng)內(nèi)需加熱到950℃左右，因此由漏風所帶來的熱耗增加15～24kcal/kg.cl，折合成標煤耗2.1～3.4kg.ce/t.cl。對于日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線來計算，年增加標準煤耗3400噸～5600噸。如按標準煤折價600元/噸計算，則年增加燃煤采購費用300萬元左右。同時引起的高溫風機及廢氣風機負荷增加，會增加0.5kwh/t.cl電耗，對于日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線，年增加電耗82.5萬kwh，以工業(yè)用電平均價格0.5元/kwh計算，則年增加電費41.25萬元。

 

　　目前Te-goo旗下機構(gòu)已與全國水泥行業(yè)最大的央企簽訂并完成了水泥窯爐密封改造合同，在該企業(yè)下屬年產(chǎn)200萬噸水泥生產(chǎn)線上，順利實現(xiàn)了全國首套水泥回轉(zhuǎn)窯特大高溫動密封裝置的安裝，并已穩(wěn)定運行，測試表明：該裝置環(huán)保、節(jié)能、增產(chǎn)、提質(zhì)效益顯著。

　　

　　經(jīng)濟效益： 經(jīng)過實測數(shù)據(jù)預測，對于5000t/d生產(chǎn)線，采用該密封技術單從煤耗和電耗方面每年可節(jié)約340萬元以上。使用該技術杜絕窯頭窯尾漏風，穩(wěn)定熱工制度，預計可達到提產(chǎn)的3～5%目的，每年可增加60000-100000噸的熟料產(chǎn)量，可新增銷售收入1800萬/年以上。按照以上節(jié)約煤炭、節(jié)約電耗增加產(chǎn)量、提升質(zhì)量及財政節(jié)能、技改補貼綜合測算，預計首年可創(chuàng)造896.25萬/年的經(jīng)濟效益（最后數(shù)據(jù)以企業(yè)報表數(shù)據(jù)為準）。若國內(nèi)3840條水泥生產(chǎn)線全部采用，預計可創(chuàng)造約86.55億/年的經(jīng)濟效益。

 

　　社會和環(huán)保效益：2014年《政府工作報告》確定了單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降3.9%以上，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量下降4%，氮氧化物排放量下降5%等約束性指標。2013年12月環(huán)境保護部和國家質(zhì)檢總局發(fā)布新修訂的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》、《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》等更加嚴格的標準，由于漏風減少可將現(xiàn)有新型干法水泥技術的熱耗降低到2960kj/kg左右，距離第二代新型干法水泥技術指標2680kj/kg更加接近，這將有力地推動我國水泥工業(yè)節(jié)能減排工作的進展。對于日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線來測算，采用該技術后，預計每年可減少排放二氧化碳約8000噸，減少二氧化硫排放約260噸。若國內(nèi)3840條生產(chǎn)線全部改造，每年可減少二氧化碳4000萬噸左右，減少二氧化硫100萬噸左右。

本技術的應用背景 

   

　　據(jù)測算,我國每創(chuàng)造1美元的 GDP產(chǎn)值所消耗的能源是美國的4.3 倍,是日本的11.5倍,其能源的利用率僅為美國的26.9%,日本的11.5%。 因此, 提高能源的使用效率刻不容緩, 根據(jù)國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)顯示，2014年全國規(guī)模以上水泥產(chǎn)量達到24億噸，全年累計水泥產(chǎn)量增長為1.8%。隨著當前我國經(jīng)濟步入了新常態(tài)，水泥行業(yè)的發(fā)展也到了轉(zhuǎn)型升級的關鍵時期。

 

    　

　　2015年工信部以第5號公告發(fā)布《水泥行業(yè)規(guī)范條件（2015年本）》，自 2015 年 3 月 1 日起實施。公告稱修訂發(fā)布《規(guī)范條件》是為落實《國務院關于化解產(chǎn)能嚴重過剩矛盾的指導意見》（國發(fā)〔2013〕41號），推進水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級，強化環(huán)保、能耗、質(zhì)量、安全等標準約束。要求完善市場機制，提高產(chǎn)業(yè)準入的能耗、物耗、水耗和生態(tài)環(huán)保標準，切實發(fā)揮市場配置資源的基礎性作用。以資源環(huán)境承載力上限，倒逼超標產(chǎn)能退出、節(jié)能減排達標和自然環(huán)境改善。

早在2012年中國建材聯(lián)合會就發(fā)起、組織實施 “第二代新型干法水泥技術研發(fā)與創(chuàng)新”項目，與國外最先進的國家對標，從設計優(yōu)化、工藝改革、自主創(chuàng)新、裝備提升、低碳技術開發(fā)、節(jié)能減排等方面進行攻關，用5年左右時間，全面提升新型干發(fā)水泥生產(chǎn)線的產(chǎn)品制造、協(xié)同處置廢棄物、綜合利用資源和減少二氧化碳排放等綠色產(chǎn)業(yè)功能，使我國第二代新型干法水泥技術達到世界領先水平。

   

　　為使第二代新型干法水泥技術裝備技術裝備創(chuàng)新研發(fā)目標更清晰、路徑更明確、內(nèi)涵和標準更清楚，驗收和達標更有依據(jù)，從而推動與提升我國新型干法水泥產(chǎn)品品種、功能、質(zhì)量、資源能源利用效率、能耗與排放等方面屆時達到世界領先水平，2014年9月，《第二代新型干法水泥技術裝備研發(fā)標準》和《第二代新型干法水泥技術裝備驗收規(guī)程》公布，首要提出的就是燒成技術研發(fā)要求，熟料燒成可比熱耗降低到2680kj/kg，熟料電耗18kwh/t。為達到以上目標，新型干法水泥技術研發(fā)必須提高回轉(zhuǎn)窯、預分解系統(tǒng)、燃燒器、冷卻機的功能與效能，進一步提高預熱預分解和高溫燒成過程的燃燒、傳熱效率，其中最現(xiàn)實也是最直接的技術革新就是降低系統(tǒng)設備漏風的影響。

 

　　本技術解決的主要問題

　　

　　水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)存在漏風的主要位置及原因如下：

   

　　1、窯頭密封漏風。窯頭密封方式主要有石墨塊密封、迷宮式密封、魚鱗片密封等形式，但材料被磨損，壓緊裝置不進行調(diào)整，使冷風套與窯頭罩間產(chǎn)生縫隙，有的是鋼絲繩松動，有的是魚鱗片被磨損，或變形不起密封作用，有的是重錘輕，起不到下錘的作用，都會使其產(chǎn)生間隙，有冷空氣進入其內(nèi)，造成入窯二次風、三次風溫度下降。　

   

　　2、窯尾密封漏風。窯尾的密封方式與窯頭密封相似，大部分是石墨塊、迷宮式、氣缸式等密封方式，由于窯尾密封靠近煙室，受窯尾負壓的變化，下料管沖下的熱生料在負壓變化時，向外溢料的可能性較大，在漏風存在的同時也容易產(chǎn)生漏料。窯尾漏風，會使窯系統(tǒng)用風失去平衡，使窯尾煙室溫度下降，增加用煤量，系統(tǒng)煤耗增加，同時窯尾風機負荷增大，不利于節(jié)能降耗。破壞了窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定。窯尾漏風，冷空氣突然進入窯尾，會使窯尾生料面子急刷降溫，易出現(xiàn)結(jié)皮堵塞現(xiàn)象。

   

　　3、窯口變形。 窯口護鐵是安裝在窯筒體上，靠近窯內(nèi)部及端部，都有澆注的耐火澆注料，其目的是使窯口護鐵與高溫氣體及出窯熟料隔開，不進行直接熱傳遞，防止窯口筒體變形。但在實際運行過程中，由于搶燒，盲目追求設備運轉(zhuǎn)率，當窯口澆注料脫落，甚至大面積護口鐵裸露在高溫環(huán)境下，窯口筒體出現(xiàn)被燒紅，仍堅持帶病運轉(zhuǎn)，在高溫下變形嚴重，窯口筒體外形失圓，成了不規(guī)則的喇叭狀，而窯口四周的窯頭罩是規(guī)整的圓形，因此兩者間產(chǎn)生縫隙，出現(xiàn)漏風現(xiàn)象。

   

　　4、窯尾煙室捅料孔，檢查孔密封不嚴。窯尾煙室捅料孔經(jīng)常被打開，進行捅料檢查窯尾煙室結(jié)皮堵塞情況，但由于常開，在關閉時不夠嚴密，有時檢查門蓋澆注料脫落，外殼出現(xiàn)過熱顏色變暗，有的變形，關閉時不嚴密，出現(xiàn)漏風，使窯尾煙室料溫急劇下降，易產(chǎn)生結(jié)皮，越易結(jié)皮，捅堵的頻次越需要增加，打開的次數(shù)越多，出現(xiàn)惡性循環(huán)。冷風隨上升煙道進入分解爐錐體，此處易產(chǎn)生結(jié)皮，這是錐體及縮口出現(xiàn)結(jié)皮的原因之一。

綜合以上漏風問題的原因，為了加強密封堵漏，目前在水泥行業(yè)的解決方案主要有可用巖棉板、石棉繩堵塞，用薄鐵皮外包，或發(fā)保溫涂料等，這些方案都無法長期穩(wěn)定解決回轉(zhuǎn)窯密封問題，目前，只有本技術可以將以上問題全部解決，真正實現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯氣體零泄漏、物料零泄漏。

     

　　本技術的市場競爭力

 

　　本技術方案為目前全國水泥行業(yè)能夠低成本、高效率解決水泥回轉(zhuǎn)窯動密封問題的最優(yōu)選方案，此項目的核心技術均為Te-goo科研團隊獨立研發(fā)，并擁有全面的國家發(fā)明專利保護，具有絕對優(yōu)勢的市場競爭力。此外，在水泥回轉(zhuǎn)窯漏風問題解決后，Te-goo持續(xù)研發(fā)水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精確化管理系統(tǒng)技術，已取得階段性成果，可在下一步行業(yè)應用中發(fā)揮重要作用。

當前水泥行業(yè)處于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要時期，生產(chǎn)企業(yè)亟須通過技術創(chuàng)新和優(yōu)化管理挖掘新的利潤增長點，Te-goo擁有專業(yè)的技術團隊和高效的管理團隊，與水泥行業(yè)的戰(zhàn)略合作伙伴遵循風險共擔，利益共享的原則，按照國家鼓勵的節(jié)能效益分享型合同能源管理模式進行深度合作。Te-goo將努力秉承“實業(yè)報國、科技興邦”的理念，牢牢把握難得的發(fā)展機遇，積極投身“美麗中國”建設，用一流的技術、過硬的產(chǎn)品服務客戶，為中國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)和低碳經(jīng)濟貢獻力量。