水泥行業(yè)是我國國民經濟建設的重要基礎材料產業(yè)，也是主要的能源資源消耗和污染物排放行業(yè)之一。目前，我國擁有水泥企業(yè)近5000家，產量已連續(xù)多年位居世界首位。2010年全國累計水泥總產量18.7億噸，水泥行業(yè)能源消耗總量約占全國能源消耗總量的5%以上。

    當前我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的重要階段，經濟社會發(fā)展面臨著嚴峻的資源和環(huán)境雙重約束。水泥行業(yè)作為我國主要的高能耗、高排放產業(yè)，是工業(yè)領域節(jié)能減排的重點和難點，其節(jié)能減排效果對完成我國能源消耗目標、工業(yè)可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用。因此，進一步加大節(jié)能減排力度，已成為水泥行業(yè)面臨的一項艱巨而緊迫的任務。

    采用富氧助燃裝置可節(jié)煤11.19%，節(jié)煤5169噸

    4月1日，一則令我國水泥行業(yè)倍感振奮的消息從山東煙臺海洋水泥有限公司傳來，我國首臺水泥回轉爐窯富氧助燃節(jié)能裝置在這里正式投入運行。

    運行當日，煙臺能源監(jiān)察大隊按照“全氧、富氧燃燒技術改造節(jié)能評價方法”對這臺大型節(jié)能裝置進行了測試。測試表明，在不增加燃料的前提下，爐窯火焰溫度相對提高了180℃—200℃。經煙臺海洋水泥有限公司運行對比測試，可節(jié)約燃煤11.19%，節(jié)能率達到10.03%，一臺水泥回轉爐窯年節(jié)煤達5169噸。如此顯著的節(jié)能效果令廠方贊嘆不已。

    山東煙臺海洋水泥有限公司始建于1970年，擁有一條日產1000噸熟料的回轉爐窯水泥生產線，年水泥生產能力為40萬噸。據該公司總經理楊國榮介紹，投入運行的這臺節(jié)能裝置采用了局部全富氧助燃技術，每小時設計氧氣流量為2500立方米，在燃用低質煤的情況下，氧氣流量仍可達每小時2700立方米，氧濃度達30%以上。

    這臺富氧助燃節(jié)能裝置是由煙臺華盛燃燒設備工程有限公司研制生產的國家發(fā)明專利產品，填補了該領域的國內空白，達到國際同類產品的領先水平。該公司董事長姜政華說，這臺裝置采用了國內最新的技術制造，為了保障在惡劣環(huán)境下的使用，他們精心設計了自潔式PLC控制空氣過濾裝置，可確保膜組件的使用壽命長達10年以上。同時，該裝置還首次采用了大型集成化膜組件，可使氧氣流量每小時達到20000立方米，能滿足日產10000噸水泥和熱電聯產每小時450噸以下的鍋爐使用。據了解，局部全富氧助燃方式的應用，不僅讓工業(yè)爐窯節(jié)能率達到10%—20%，也使設備的性價比更加合理。

    業(yè)內專家認為，工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐采用富氧助燃節(jié)能裝置是目前實現節(jié)能減排降耗的重要手段。首臺富氧助燃節(jié)能裝置的成功運行，標志著我國水泥回轉爐窯節(jié)能改造工程又邁上了新的臺階。此舉不僅對進一步大力推進我國工業(yè)水泥爐窯節(jié)能改造有著積極的示范作用，對促進我國節(jié)能減排事業(yè)更具有重大的現實意義。

    富氧助燃被譽為燃燒領域的“二次革命”

    因空氣中只有20.9%的氧氣參與燃燒，其余約79%得氮氣不參與燃燒，而且還帶走大量熱量，會造成能源的極大的浪費。膜法制氧、富氧助燃節(jié)能技術的誕生，徹底改變了傳統(tǒng)以普通空氣助燃的老式方法，結束了千百年來僅靠空氣助燃的歷史，被譽為燃燒領域的“二次革命”。

    煙臺華盛燃燒設備工程有限公司董事長姜政華是這臺節(jié)能裝置的發(fā)明研制者。他告訴記者，燃料在燃燒時因缺氧會導致設備熱效率低下，因此造成了極大的能源浪費。研究資料表明，煤炭（包括油品、天然氣）在氧濃度為26%時燃燒最完全，速度最快，溫度最高，熱輻量強度最大。膜法制氧、富氧助燃的燃燒機理就是高分子膜在壓力差的作用下，使空氣中的氧氣優(yōu)先通過，送入燃燒設備中，從而提高工業(yè)爐窯內氧氣的含量，使燃料在燃燒中最大化地轉為熱能，大幅度提高工業(yè)爐窯的燃燒效率，由此達到節(jié)能之目的。

    姜政華介紹，在工業(yè)爐窯上，膜法制氧、富氧助燃節(jié)能裝置適用于石灰、水泥、冶金回轉爐窯、焚燒爐、冶煉爐等。也適用于小型電站鍋爐和工業(yè)鍋爐。近年來，煙臺華盛燃燒設備工程有限公司不斷加大科技投入，已研發(fā)出大量擁有自主知識產權的環(huán)保節(jié)能型產品，并獲得二十余項國家專利。國家發(fā)明專利產品—膜法制氧、富氧助燃節(jié)能裝置于2007年被評為山東省優(yōu)秀節(jié)能新技術新產品獎；2008年榮獲煙臺市優(yōu)秀節(jié)能成果獎；2008年榮獲第六屆國際發(fā)明展覽會金獎；2010年7月被山東省政府授予2009年度山東省優(yōu)秀成果獎；“十二五”期間被列入山東省重點節(jié)能技術、產品和設備第一批推廣目錄。

    在山東煙臺海洋水泥有限公司爐窯現場看到，這臺富氧助燃節(jié)能裝置采用了先進的箱式結構，不僅安裝簡單，而且占地面積小。數字顯示和電腦控制技術使設備操作實現了自動化和無人值守。大型板式膜組件的應用和全變頻設計使該裝置不僅可以滿足用戶制取富氧氣體濃度高的需要，而且具有耗電量小、使用壽命長、節(jié)能率高的特點，技術已達到國際領先水平。

    水泥行業(yè)節(jié)能減排形勢緊迫產能落后即被淘汰

    2010年，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《關于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導意見》。其指導思想是，全面貫徹落實科學發(fā)展觀，嚴格執(zhí)行產業(yè)政策，以降低能源資源消耗、減少污染物排放為目標，加快科技進步，大力推廣應用先進節(jié)能減排技術、工藝、裝備；加大淘汰落后產能力度，推行清潔生產；加強綜合利用，發(fā)展循環(huán)經濟，強化科學管理，努力構建資源節(jié)約與環(huán)境友好型水泥行業(yè)，促進水泥行業(yè)節(jié)約、清潔、低碳和可持續(xù)發(fā)展。

    據了解，“十一五”以來，水泥行業(yè)按照國家節(jié)能減排總體要求，加快產業(yè)結構調整步伐，大力推廣新型干法水泥生產工藝，2009年新型干法水泥產量比重達到70%；截至2010年底，全國已有1316條新型干法水泥生產線，1200條投入運行，年設計熟料產能達14億噸。

    盡管如此，目前我國水泥行業(yè)能源資源消耗高、環(huán)境負荷重的局面還未得到根本性改變，節(jié)能減排仍存在許多突出的問題亟待解決，如單位產品能耗、排放與國際先進水平比較仍有差距。落后產能還占一定比重，節(jié)能減排技術和裝備推廣力度不夠。立磨、輥壓磨等高效粉磨技術和變頻調速技術沒有得到充分應用；水泥行業(yè)節(jié)能減排管理水平需進一步提高。水泥行業(yè)節(jié)能減排統(tǒng)計、監(jiān)測和考核體系還有待建立和完善。

    工業(yè)和信息化部有關人士日前表示，淘汰水泥落后產能主要靠市場，要采用經濟和法律手段、輔以必要的行政手段建立退出機制，通過聯合重組、技術改造等方式加快落后產能淘汰。據介紹，水泥工業(yè)2011年的落后產能淘汰總量已經確定為1.3億噸。業(yè)內人士預計，今年大企業(yè)還需繼續(xù)加強兼并重組，兩三年后全國水泥企業(yè)可能減少到2000家以內。

    推行合同能源管理用能企業(yè)積極性提高

    工業(yè)和信息化部在《關于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導意見》中明確提出：要進一步明確生產企業(yè)是節(jié)能減排的主體，充分發(fā)揮企業(yè)的積極性。企業(yè)要強化節(jié)能減排管理制度建設，設立能源管理負責人，明確崗位責任和目標考核要求。要建立完善節(jié)能減排新機制和優(yōu)惠政策。鼓勵專業(yè)節(jié)能服務公司為水泥企業(yè)提供能源審計、節(jié)能減排工程服務、合同能源管理、節(jié)能項目融資等一系列節(jié)能減排技術應用服務。

    據了解，在山東煙臺海洋水泥有限公司投入運營的這臺水泥回轉爐窯富氧助燃節(jié)能裝置，就是由山東宇彤煤電設備節(jié)能服務有限公司投資的。

    這家公司成立于2010年9月，是國家發(fā)改委、財政部公布的全國第二批享受國家扶持政策的專業(yè)化節(jié)能服務公司。該公司可以提供能源咨詢，可行性研究、項目設計、項目融資、設備采購、人員培訓、節(jié)能量檢測，改造和管理等服務。該公司總經理呂永祥向記者介紹了五種合同能源管理模式。一是設備租賃型�？蛻粝蚬�(jié)能服務公司租賃節(jié)能設備，租賃期滿后設備無償轉讓給客戶，客戶按月或按季度向節(jié)能公司支付設備租金。二是節(jié)能效益支付型�？蛻粑�托節(jié)能公司進行節(jié)能改造，先支付一定比例的預付款，余額用節(jié)能效益支付。三是節(jié)能量保證型。節(jié)能改造工程的全部投入由節(jié)能服務公司先期提供，如達到承諾的節(jié)能量，客戶支付節(jié)能改造工程費用。四是節(jié)能效益分享型。節(jié)能改造工程前期投入由節(jié)能服務公司支付。合同期內節(jié)能服務公司與客戶分享由節(jié)能改造帶來的降耗收益。合同期滿，節(jié)能設備及長期收益全部歸客戶所有。五是能源費用長期托管型。在保證客戶能源成本降低的前提下，客戶能源費用全部交由節(jié)能服務供公司管理，節(jié)能設備長期的運行管理維護，更新改造再投入均由節(jié)能服務公司承擔。

    山東煙臺海洋水泥有限公司采用了節(jié)能效益分享型合同能源管理模式。該公司總經理楊國榮說：“合同能源管理這種新機制對水泥工業(yè)的節(jié)能降耗無疑是一個巨大的促進。節(jié)能減排形勢這么嚴峻，有這么好的設備為什么不用？我們企業(yè)沒有投入一分錢，不僅實現了顯著的節(jié)能效益，而且還能按生產的節(jié)能額得到一定比例的分成。還有，在效益期滿后，設備可以無償轉讓給我們企業(yè)，何樂而不為？”

    4月1日，首臺富氧助燃節(jié)能裝置在山東煙臺海洋水泥有限公司運行之時，山東省內外水泥生產企業(yè)的老總們親自趕到現場，對這臺節(jié)能裝置產生了極大的興趣，紛紛表示自己的企業(yè)也很快會安裝，盡早成為節(jié)能減排的受益者。許多合同能源管理公司的負責人也慕名而來，積極與煙臺華盛燃燒設備工程有限公司展開合作，在全國以合同能源管理方式大力推廣富氧助燃節(jié)能裝置。

    水泥行業(yè)節(jié)能降耗空間巨大新技術應得到迅速推廣

    在4月15日召開的2011年中國國際水泥峰會上，工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司陳燕海司長稱，“十二五”期間，我國水泥工業(yè)要更加注重質量和效益、更加注重環(huán)境和生態(tài)、更加注重科學發(fā)展，要大力支持和鼓勵行業(yè)加強技術創(chuàng)新、推進節(jié)能減排、促進清潔生產、發(fā)展循環(huán)經濟、開發(fā)低碳技術、淘汰落后產能，提高本質安全，加快轉型升級。

    對于水泥行業(yè)的節(jié)能減排，工業(yè)和信息化部在《關于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導意見》中提出了具體要求：“到‘十二五’末，全國水泥生產平均可比熟料綜合能耗小于114千克標準煤/噸，水泥綜合能耗小于93千克標準煤/噸。水泥顆粒物排放在2009年基礎上降低50%，氮氧化物在2009年基礎上降低25%，二氧化碳排放強度進一步下降�！�

    為了實現一系列節(jié)能指標，工業(yè)和信息化部提出了選擇一批有代表性的先進水泥企業(yè)，積極開展“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”企業(yè)創(chuàng)建試點工作，以推進全行業(yè)向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型發(fā)展模式的轉變。

    資料顯示，截至2010年底，我國水泥行業(yè)新上的新型干法回轉窯水泥生產線為1316臺，基本上以日產3000噸/天為主；冶金行業(yè)回轉爐窯200多臺，石灰行業(yè)回轉爐窯200臺左右。對此，煙臺華盛燃燒設備工程有限公司董事長姜政華認為，如以一臺3000噸/天水泥回轉爐窯為例，按年耗煤15萬噸煤（低位發(fā)熱值按一般6000大卡計，煤價按平均1000元/噸計），加裝富氧裝置后節(jié)煤率按平均10%計算，每臺水泥爐窯可節(jié)約煤粉15000噸。如果1316臺新型干法回轉窯水泥生產線中每年有10%的安裝上富氧助燃節(jié)能裝置，即可推廣使用130余臺套，可節(jié)約煤粉195萬噸。煤粉按1000元/噸計，可節(jié)約資金19.5億元。由此可見，在水泥行業(yè)大力推廣富氧助燃節(jié)能裝置所帶來的經濟和社會效益是巨大的。

來源：科技日報