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大型化——21世紀(jì)中國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
1 概述
中國(guó)是水泥生產(chǎn)大國(guó)，2000年預(yù)期產(chǎn)量達(dá)5.76億噸，占全球水泥總產(chǎn)量的三分之一。中國(guó)水泥工業(yè)存在的主要問(wèn)題是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理：在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，優(yōu)質(zhì)水泥僅占10%，許多立窯水泥按歐洲標(biāo)準(zhǔn)衡量為不合格廢料。在技術(shù)結(jié)構(gòu)上，工藝落后的立窯產(chǎn)量占總產(chǎn)量的80%，技術(shù)先進(jìn)的新型干法產(chǎn)量?jī)H占約10%；在規(guī)模結(jié)構(gòu)上，全國(guó)水泥廠平均規(guī)模低于10萬(wàn)噸/年，經(jīng)濟(jì)效益差，能源浪費(fèi)，環(huán)境污染嚴(yán)重。
按照國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和國(guó)家建材局對(duì)水泥工業(yè)“十五”規(guī)劃的總體精神；控制總量，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，東部沿海地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展4000t/d及以上預(yù)分解窯，中西部地區(qū)以2000t/d規(guī)模為主。從區(qū)域分布及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上講，開發(fā)國(guó)產(chǎn)化大規(guī)模生產(chǎn)線具有很大的市場(chǎng)潛力。我國(guó)主要水泥生產(chǎn)區(qū)域水泥總產(chǎn)量及新型干法水泥生產(chǎn)量列表比較如下：
從上述圖表比較可知，新型干法水泥生產(chǎn)線在各地的水泥生產(chǎn)總量中的比例不大，從控制總量，以優(yōu)代劣的水泥工業(yè)發(fā)展前景看，新型干法水泥生產(chǎn)線大有發(fā)展前途。
我國(guó)東部沿海地區(qū)和長(zhǎng)江沿岸有著豐富的石灰石資源，而且東部沿海地區(qū)的工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了市場(chǎng)對(duì)于水泥數(shù)量和質(zhì)量的需求。借助于便利的運(yùn)輸條件，在自然資源條件較好的地區(qū)興建大型生產(chǎn)線不僅可以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的市場(chǎng)需求，而且還可以將優(yōu)質(zhì)的熟料供給由立窯廠改造而成的粉磨站，促進(jìn)水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。
我國(guó)今后水泥需求量預(yù)測(cè)（單位：億噸）（采用經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型法對(duì)水泥需求量預(yù)測(cè)）
年 份200020052010
生 產(chǎn)1.52.83.4
基本建設(shè)2.53.64.6
農(nóng) 村2.02.23.0
合 計(jì)6.0±0.38.8±0.311.0±0.5
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速度的持續(xù)發(fā)展，質(zhì)量高、成本低的產(chǎn)品需求量相應(yīng)增長(zhǎng)，大型化生產(chǎn)線以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，最佳化地滿足這種需求。
2 國(guó)外大型預(yù)分解窯現(xiàn)狀及面向二十一世紀(jì)的水泥工業(yè)新特點(diǎn)
2.1 國(guó)外大型預(yù)分解窯的現(xiàn)狀
九十年代國(guó)際上水泥窯以預(yù)分解窯燒成技術(shù)為主流，主要表現(xiàn)在進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各單項(xiàng)裝備技術(shù)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低熱耗和電耗，籍以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)擴(kuò)大原燃料的使用范圍和減少粉塵和有害氣體的排放，以保持可持續(xù)發(fā)展。
新型干法窯不斷向大型化邁進(jìn)，自動(dòng)化水平不斷提高，單機(jī)最大能力已達(dá)10000t/d，噸水泥綜合電耗已降低到90kwh/t，熱耗低于3000KJ/kg-cl，勞動(dòng)生產(chǎn)率已提高到10000～15000t（水泥）/人.年；環(huán)保日益受到重視，目前德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等一些環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)較高的國(guó)家對(duì)新建水泥廠污染物排放的限值為粉塵小于40mg/Nm3，SO2小于200 mg/Nm3，NOx小于500 mg/Nm3。工業(yè)廢物利用：個(gè)別窯用廢燃料約占總?cè)剂系?0%～100%。歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廢燃料平均使用量占總?cè)剂狭康?5%以上。
年 份195019601970198019902000
水泥年產(chǎn)量（百萬(wàn)/年）132.3315568871.91151.81470
回轉(zhuǎn)窯的平均規(guī)模隨著水泥需求量、產(chǎn)量的增長(zhǎng)而擴(kuò)大。五十年代前窯的平均能力約300t/d。當(dāng)時(shí)的世界水泥產(chǎn)量?jī)H為132.3百萬(wàn)噸。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，隨著產(chǎn)量不斷的擴(kuò)大，窯的規(guī)格也隨之?dāng)U大，尤其九十年代發(fā)展更快，投產(chǎn)了較多的5500t/d及7500t/d以及少數(shù)10000t/d級(jí)的回轉(zhuǎn)窯。從1992年到2001年，合計(jì)約72條5000t/d以上生產(chǎn)線投入運(yùn)行，其中5000t/d～6500t/d約48條，7000t/d～8500t/d約20條，9000t/d～10000t/d4條，其區(qū)域分布如下表：
1992～2001年運(yùn)行的大規(guī)模生產(chǎn)線分布表（條）
噸位 中泰印印菲韓朝馬巴日臺(tái)科伊黎埃巴阿墨德瑞加美意沙
t/d國(guó)國(guó)尼度律國(guó)鮮來(lái)基本灣威朗巴及西根西國(guó)典拿國(guó)大特
賓西斯特嫩遷哥大利
亞坦
5000 2 7 3 5 1 5 1 2 1 1 1 1 1 2 2 1 2 1 2 1 1 4 1
～
6500
7500 1 6 8 1211
～
8500
9000 31
～
1000
上述生產(chǎn)線的運(yùn)行，不但克服了大型化裝備運(yùn)行的一系列問(wèn)題，例如大型裝備制造、加工、運(yùn)輸，耐火砌筑，耐高溫、耐磨材料的開發(fā)使用等問(wèn)題，而且必須做到設(shè)備在運(yùn)行中穩(wěn)定、可靠、先進(jìn)。因此一方面使所在工廠取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面推動(dòng)了水泥工業(yè)及相關(guān)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步?？梢哉J(rèn)為5500t/d，7500t/d窯已有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2.2 面向二十一世紀(jì)的水泥工業(yè)的技術(shù)趨勢(shì)
1）設(shè)備大型化，回轉(zhuǎn)窯的單機(jī)最大能力達(dá)12,000t/d，用于生料粉磨的輥式磨的最大能力可達(dá)800t/h，且轉(zhuǎn)率與窯匹配，與之相適應(yīng)的材料及加工方法同步發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元素分析，計(jì)算流體力學(xué)，計(jì)算機(jī)仿真手段可確保大型化設(shè)備的設(shè)計(jì)更可靠有效。
2）低的操作成本及維護(hù)成本
大型化燒成熱耗可低于650kcal/kg，clinker，噸水泥電耗可小于80kwh/t.cement。余熱、替代原燃料的利用、有害有毒廢物利用，不但能節(jié)省原、燃料成本，而且能征收處置費(fèi)用，使產(chǎn)品成本進(jìn)一步降低。
3）自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)過(guò)程控制（各種專家系統(tǒng)），產(chǎn)品質(zhì)量的全方位控制，生產(chǎn)、原燃料、銷售的網(wǎng)絡(luò)化管理，使工廠資本運(yùn)作達(dá)到最佳化。
4）環(huán)境效應(yīng)
水泥工業(yè)進(jìn)一步與環(huán)境相容，不但降低粉塵的排放，而且采用新技術(shù)使氣體中的CO2、NOx、SO2的排放量達(dá)到最小。二十一世紀(jì)水泥企業(yè)在環(huán)保上的目標(biāo)做到“三零一負(fù)”……即在水泥生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的零污染；對(duì)電能和天然礦物燃料的零消耗；對(duì)廢渣、廢料的零排放；不僅如此，水泥企業(yè)還能治理和循環(huán)利用部分有毒、有害廢棄物和城市垃圾等作為二次原燃料，為減輕全社會(huì)的環(huán)境問(wèn)題作出貢獻(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
