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一、節(jié)能形勢(shì)與任務(wù) 水泥粉磨技術(shù)
　　截止2008三年間，我國國民生產(chǎn)總值單位能耗下降了10.08%，后兩年節(jié)能減排任務(wù)仍然艱巨。
　　政府工作報(bào)告提出了2009年節(jié)能減排與生態(tài)環(huán)保六大任務(wù)。
　　國家發(fā)改委八方面加大節(jié)能工作力度。
　　醞釀推出“能評(píng)”制度，重大建設(shè)投資項(xiàng)目立項(xiàng)開工之前必須通過相關(guān)部門的節(jié)能評(píng)價(jià)。
　　原材料工業(yè)技術(shù)改造重點(diǎn)專項(xiàng)提出：支持中西部地區(qū)淘汰落后產(chǎn)能、發(fā)展新型干法水泥。鼓勵(lì)水泥生產(chǎn)處理和利用廢棄物、純低溫余熱發(fā)電、粉磨系統(tǒng)改造等節(jié)能降耗減排技術(shù)應(yīng)用。支持石灰石礦山以提高資源綜合利用率和保護(hù)環(huán)境為目的技術(shù)改造。
　　二、水泥工業(yè)能源消耗水平
近幾年水泥行業(yè)能源消耗情況
年份  水泥產(chǎn)量 能源消耗 萬元增加值 產(chǎn)品綜合能耗 固體廢物
 總產(chǎn)量（萬t） 增長（%） 總量（萬t） 增長（%） 綜合能耗（tce） 增長（%） 噸熟料
  噸水泥 利用量（萬ce） 增長（%）
       能耗（kgce） 增長（%） 能耗（kgce） 增長（%）  
2005 106885 9.85 11730 7.22 14.07 -2.71 148 -1.33 127 -9.25 22905 3.15
2006 13611 15.65 13102 11.7 12.77 -9.25 142 -4.01 120 -5.54 28359 23.81
2007 136100 10.10 14300 8.38 11.76 -7.9 138 -2.0 115 -4.2 35500(預(yù)計(jì)) 25.00
三、水泥粉磨技術(shù)及選擇
　　粉磨工序能耗主要體現(xiàn)在生料制備、煤粉制備和水泥粉磨的環(huán)節(jié)，其電量消耗占水泥生產(chǎn)綜合電耗的72%（生料粉磨電耗約占水泥綜合電耗的24%，水泥粉磨電耗約占水泥綜合電耗的38%）。
　　2008年規(guī)模以上企業(yè)5100家，粉磨企業(yè)1500多家。國家重點(diǎn)支持粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗減排的技術(shù)改造， 粉磨系統(tǒng)節(jié)能潛力很大。
1.       不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)能耗指標(biāo)
序號(hào) 生產(chǎn)線規(guī)模t/d 熟料燒成熱耗（kJ/kg） 熟料綜合電耗（kWh/t） 水泥綜合電耗（kWh/t）
1 1000 3387～3471 70 110
2 2000～2500  3094～3136 68 100
3 3000～3500 3053～3073 68 95～100
4 4000～5000 2969～3053 65 95
5 10000  2927～2969 60 -
2. 影響能耗的主要因素
    1） 水泥粉磨技術(shù)生料粉磨
　�。�1）原料條件：原料易磨性、入磨原料粒度、入磨原料水分。
　�。�2）工藝流程：目前國內(nèi)用于生料粉磨的工藝流程較多，采用的磨機(jī)型式主要有風(fēng)掃式球磨系統(tǒng)、中卸提升循環(huán)磨系統(tǒng)、尾卸提升循環(huán)磨系統(tǒng)、立磨系統(tǒng)以及輥壓機(jī)系統(tǒng)等，近幾年來立磨系統(tǒng)得到廣泛使用。對(duì)于中等易磨性的原料，一般采用立磨系統(tǒng)比采用球磨系統(tǒng)節(jié)電5~6kWh/t生料左右 。
　　（3）生料細(xì)度：對(duì)于球磨系統(tǒng)來說，生料0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加3%左右。對(duì)于立磨系統(tǒng)來說，生料0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加2%左右。
　　（4）節(jié)能技術(shù)：采用改良的耐磨材料作為研磨介質(zhì)、采用高效選粉機(jī)。
　2） 燃料制備
　    （1）燃料條件：燃料的易磨性、入磨燃料水分。
　�。�2）水泥粉磨技術(shù)工藝流程：目前國內(nèi)用于煤粉制備的磨有風(fēng)掃式球磨和輥磨系統(tǒng)，輥磨的電耗約為球磨的一半。對(duì)于易磨性指數(shù)HGI為55的中等易磨性的原煤，煤粉細(xì)度0.08mm篩篩余12%的球磨主機(jī)電耗24.5kWh/t左右，輥磨主機(jī)電耗13 kWh/t左右。
　�。�3）煤粉細(xì)度：對(duì)于球磨系統(tǒng)來說，煤粉0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加3%左右。對(duì)于立磨系統(tǒng)來說，煤粉0.08mm篩篩余每降低1%，則粉磨電耗增加2%左右。
　　3）水泥粉磨
　�。�1）原料條件：熟料性能、混合材的品種和摻加量、原料水分。
　　（2）水泥粉磨技術(shù)工藝流程
 　　球磨機(jī)系統(tǒng)：影響球磨機(jī)粉磨效率的因素較多，包括研磨體級(jí)配、磨機(jī)通風(fēng)、熟料溫度和粉磨工藝等。應(yīng)優(yōu)先采用配高效選粉機(jī)的圈流球磨工藝；
 　　輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)：輥壓機(jī)與球磨機(jī)組成的各種預(yù)粉磨系統(tǒng)（包括循環(huán)預(yù)粉磨、聯(lián)合粉磨、半終粉磨等）已經(jīng)成為水泥粉磨的主要方案，這是由于輥壓機(jī)的粉磨效率約為球磨機(jī)的2倍左右，可以大幅度節(jié)電；
　　輥磨終粉磨系統(tǒng)：粉磨水泥時(shí)輥磨的粉磨效率是球磨機(jī)的1.6~1.8倍，系統(tǒng)節(jié)電30%以上。
　　（3）產(chǎn)品細(xì)度：水泥粉磨電耗與比表面積存在指數(shù)方關(guān)系，該指數(shù)介于1.3~1.6，采用高效選粉機(jī)、比表面積小于4000cm2/g時(shí)可取1.3進(jìn)行計(jì)算，否則取高值。
　　3.不同粉磨設(shè)備能耗比較
項(xiàng)目名稱 粉磨原理 粉磨物料 產(chǎn)品比表面積(m2/kg) 粉磨系統(tǒng)電耗(kwh/t)
球磨機(jī)（閉路） 單顆粒粉碎及研磨 P•O42.5 350 34-36
輥壓機(jī)（+球磨機(jī)） 料層粉碎、一次擠壓 P•O42.5 350 28-30
立式磨（合成水泥） 部分料層粉碎及研磨 P•O42.5 350 26-28
筒輥磨（閉路） 料層粉碎、多次擠壓 P•O42.5 350 24-26
　　4.各類型粉磨系統(tǒng)特點(diǎn)比較
名目 粉磨物料 立磨 球磨 輥壓機(jī) 輥筒磨
粉磨機(jī)理  擠壓/研磨 沖撞/摩擦 壓碎 擠壓/研磨
粉磨動(dòng)強(qiáng)度(MPa)  1.5 -- 4.5 2.5
允許最大喂料水分（%） 生料/礦渣 28 3~8 15 <10
產(chǎn)品細(xì)度（cm2/g勃氏 水泥 >6000 >6000 >5500 >5000
生產(chǎn)多品種水泥時(shí)  最靈活 不靈活 中等 中等
研磨件平均壽命（年） 水泥 >2 >3 >2 >1.5
占地  最少 較多 最多 較少
平均年運(yùn)轉(zhuǎn)率（%）  85~90 80~95 80~85 75~80
系統(tǒng)總電耗（kwh/t）（3500cm2/g）  21 35 2 22
相當(dāng)總投資 （球磨=100）  110 100 120 130
　　5. 不同粉水泥粉磨技術(shù)及設(shè)備能耗比較
　　球磨機(jī)系統(tǒng)：影響球磨機(jī)粉磨效率的因素較多，包括研磨體級(jí)配、磨機(jī)通風(fēng)、熟料溫度和粉磨工藝等。應(yīng)優(yōu)先采用配高效選粉機(jī)的圈流球磨工藝，圈流磨利于產(chǎn)品細(xì)度和溫度的調(diào)節(jié)和控制，粉磨效率比開流磨高10%～20%，成品越細(xì)優(yōu)勢(shì)越明顯。
　　輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)：輥壓機(jī)與球磨機(jī)組成的各種預(yù)粉磨系統(tǒng)（包括循環(huán)預(yù)粉磨、聯(lián)合粉磨、半終粉磨等）已經(jīng)成為水泥粉磨的主要方案，這是由于輥壓機(jī)的粉磨效率約為球磨機(jī)的2倍左右，可以大幅度節(jié)電。輥壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)電水平取決于輥壓機(jī)消耗功率的大小，輥壓機(jī)每消耗1kWh/t,主機(jī)電耗（輥壓機(jī)+球磨機(jī)）可降低0.8 kWh/t～1kWh/t。輥壓機(jī)的功率消耗與投影壓力成線性關(guān)系，循環(huán)預(yù)粉磨輥壓機(jī)投影壓力為5500kN/m2～6500kN/m2，聯(lián)合粉磨投影壓力略低，控制在5000kN/m2～6000kN/m2。
　　輥磨終粉磨系統(tǒng)：粉磨水泥時(shí)輥磨的粉磨效率是球磨機(jī)的1.6~1.8倍，系統(tǒng)節(jié)電30%以上。熟料溫度、入料粒度、磨損程度等對(duì)產(chǎn)量和電耗均有較大影響。關(guān)鍵是終粉磨水泥性能，要通過調(diào)節(jié)粉磨壓力、擋料圈高度、風(fēng)速風(fēng)量，控制出口溫度，采用高性能選粉裝置等措施優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配，保證產(chǎn)品性能。對(duì)于生料磨如分別更替離心式或旋風(fēng)式選粉機(jī)，可增產(chǎn)10%左右或5%左右，降耗1kwh/t左右。用于生料磨的好處主要是分離清晰，成品中過粗顆粒少，有利于燒成，可適當(dāng)放寬細(xì)度。但生料細(xì)度較水泥粗，粗選粉并不是高效籠式選粉機(jī)的長處。因此其增產(chǎn)節(jié)能指標(biāo)要低于水泥磨。
　　預(yù)破碎：“多破少磨”從粉碎機(jī)理上來說是合理的。一方面破碎的單耗遠(yuǎn)比球磨的單耗低，因此后者的無用功大，水泥粉磨技術(shù)粉碎效率低。另一方面入磨粒度降低以后，球磨機(jī)中的鋼球可大大變小，小鋼球?qū)�減少對(duì)物料粉碎所造成的能量過剩的浪費(fèi)。一般來說，大球的比能耗高，小球的比能耗低。
　　6. 粉磨系統(tǒng)的選擇
　　從以上粉磨系統(tǒng)的不同特點(diǎn)可以看出，各系統(tǒng)均有不同程度的優(yōu)勢(shì)和不足，企業(yè)選擇粉磨系統(tǒng)時(shí)，特別是對(duì)現(xiàn)有磨機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)自身的設(shè)備、原料、管理水平、資金狀況等條件，按可選擇方案的性價(jià)比選擇適合自己企業(yè)的方案。
　　7. 工程實(shí)例：
　　天津振興水泥有限公司一線原料磨采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配φ4.8 m旋風(fēng)式選粉機(jī)，原料粉磨功指數(shù)Wi＝8.8 kWh/t，生料細(xì)度R80μm＝13 %，系統(tǒng)產(chǎn)量159t/h，系統(tǒng)電耗23.45kWh/t，循環(huán)負(fù)荷208%時(shí)選粉機(jī)效率63%。
　　天津振興水泥有限公司二線水泥粉磨采用輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，輥壓機(jī)型號(hào)TRP140/140，電機(jī)功率2×800kW，帶V型選粉機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)，球磨機(jī)規(guī)格φ4.2×13，主電機(jī)功率3150kW，配N-3500高效選粉機(jī)。粉磨P.O42.5水泥至3650cm2/g時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)量155t/h，單位電耗32.8kWh/t。該公司一線采用球磨機(jī)規(guī)格φ3.8×13，主電機(jī)功率2500kW的球磨機(jī)圈流系統(tǒng)，配N-1500高效選粉機(jī)，粉磨P.O42.5水泥至3810cm2/g時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)量61t/h，系統(tǒng)電耗42.3kWh/t。如換算到相同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，聯(lián)合粉磨系統(tǒng)節(jié)電7kWh/t。
　唐山冀東水泥股份有限公司本部兩臺(tái)水泥磨增加輥壓機(jī)、打散分級(jí)機(jī)，保證了對(duì)磨內(nèi)粗顆粒的破碎作用，提高了磨機(jī)研磨能力，該項(xiàng)目2006年1月開始施工，歷時(shí)4個(gè)月，完成改造任務(wù)，5月份開始投入運(yùn)行。從運(yùn)行效果看，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量分別提高12.9%和10.3%，水泥粉磨分步電耗下降9.3%，每年節(jié)電814萬kWh，折合標(biāo)煤2930噸。
　　海螺集團(tuán)白馬山水泥廠2000t/d生產(chǎn)線原料磨亦采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配TLS2800高效組合式選粉機(jī)，原料粉磨功指數(shù)Wi＝9.6 kWh/t，生料細(xì)度R80μm＝11 %，系統(tǒng)產(chǎn)量165t/h，系統(tǒng)電耗22.38kWh/t，選粉機(jī)的效率74%。兩廠的產(chǎn)量比達(dá)到100:116。
　　華新水泥集團(tuán)陽新公司5500t/d生產(chǎn)線生料粉磨采用2臺(tái)TRM3841輥磨，電機(jī)功率2240kW。原料輥磨易磨性MF=0.85，粉磨功指數(shù)Wi=12.8kWh/t，系統(tǒng)產(chǎn)量為240t/h，磨機(jī)電耗8.3kWh/t、風(fēng)機(jī)電耗7.1kWh/t、選粉機(jī)電耗0.4kWh/t，總計(jì)15.8kWh/t。如采用中卸球磨系統(tǒng)粉磨類似原料時(shí)，系統(tǒng)電耗22kWh/t左右。
　　越南福山水泥有限公司5500t/d生產(chǎn)線水泥粉磨系統(tǒng)采用了德國萊歇公司提供的LM46.2+2C立式輥磨，主輥直徑2360mm，磨盤轉(zhuǎn)數(shù)24.3rpm，主機(jī)功率3400kW，選粉機(jī)LSKS66CS，裝機(jī)功率200kW。粉磨PCB40水泥至3500cm2/g時(shí)產(chǎn)量150t/h左右，主機(jī)電耗18kWh/t，系統(tǒng)電耗27 kWh/t左右。
　　四、水泥粉磨技術(shù)能效對(duì)標(biāo)
　　1. 水泥企業(yè)綜合能耗對(duì)標(biāo)基線
項(xiàng)   目　 國際較高水平 國內(nèi)較高水平 全國平均水平 
水泥綜合電(kgce/t) 1000～2000t/d（含1000t/d ） 89 100 110
 2000～4000t/d（含2000t/d ） 83 90 100
 4000t/d以上（含4000t/d ） 80 85 95
水泥粉磨企業(yè)水泥綜合電耗(kWh/t) 60萬t/y 34 36 40
 80萬t/y 33 35 39
 120萬t/y 32 34 38
注： *水泥綜合能耗=熟料綜合煤耗×75%+水泥綜合電耗×0.1229+2.5
　　2.  不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線粉磨工序能效指標(biāo)
項(xiàng)    目 國際較高水平 全國較高水平 國內(nèi)平均水平 
1000～2000t/d（含1000t/d ） 原料粉磨（kWh/t 生料） 16 20 24
 煤粉制備（kWh/t 煤粉） 24 30 32
 水泥粉磨（kWh/t 水泥） 29 34 40
2000～4000t/d（含2000t/d ） 原料粉磨（kWh/t 生料） 16 17 23
 煤粉制備（kWh/t 煤粉） 22 23 30
 水泥粉磨（kWh/t 水泥） 28 32 40
4000t/d以上（含4000t/d ） 原料粉磨（kWh/t 生料） 15 16 18
 煤粉制備（kWh/t 煤粉） 20 22 25
 水泥粉磨技術(shù)（kWh/t 水泥） 28 32 40

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