水泥回轉(zhuǎn)窯是水泥熟料的最主要煅燒設(shè)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(fēng)、漏料等現(xiàn)象。水泥回轉(zhuǎn)窯是在負(fù)壓、高溫狀態(tài)中運(yùn)行，凡是存在漏風(fēng)的位置都會(huì)有冷空氣進(jìn)入，進(jìn)入冷空氣吸熱造成水泥燒成系統(tǒng)熱耗、電耗增加，同時(shí)會(huì)伴隨發(fā)生漏料，回轉(zhuǎn)窯是在負(fù)壓條件下運(yùn)行的，尤其在窯頭和窯尾處，漏風(fēng)會(huì)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(huì)攜帶物料外泄，增加窯尾分解爐的燃料消耗，并增大風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，造成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)故障增多，設(shè)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(jìn)一步發(fā)展。 

     

　　目前國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)窯窯頭及窯尾密封均存在漏風(fēng)的問(wèn)題，漏風(fēng)率一般在10%～15%左右，在水泥回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，漏風(fēng)系數(shù)會(huì)更進(jìn)一步增大。對(duì)于回轉(zhuǎn)窯窯頭和窯尾密封處的漏風(fēng)問(wèn)題，一直是水泥生產(chǎn)企業(yè)的老大難問(wèn)題，究其原因主要為兩點(diǎn)：一是回轉(zhuǎn)窯本身的運(yùn)行環(huán)境惡劣，在高溫、氣固換熱及負(fù)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(shè)計(jì)本身存在不足，在窯系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，進(jìn)過(guò)窯筒體的竄動(dòng)、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(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯爐漏風(fēng)問(wèn)題，Te-goo 水泥冶金技術(shù)部回轉(zhuǎn)窯爐密封項(xiàng)目組運(yùn)用熱力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理等專業(yè)知識(shí)，經(jīng)過(guò)5年艱苦技術(shù)攻關(guān)，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(shù)顛覆了原有的幾種水泥回轉(zhuǎn)窯密封裝置的設(shè)計(jì)理念，將窯爐的運(yùn)動(dòng)部件與密封部件的功能區(qū)分開，運(yùn)動(dòng)部件隨回轉(zhuǎn)窯一起運(yùn)行，密封部件固定不動(dòng)且與運(yùn)動(dòng)部件有效連接，由于其密封的關(guān)鍵位置都避免了運(yùn)動(dòng)及摩擦，在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的徑向及軸向位移時(shí)，都不會(huì)對(duì)現(xiàn)有密封裝置構(gòu)成破壞性影響，確保了密封的長(zhǎng)期性和穩(wěn)定性。此核心技術(shù)及外圍技術(shù)申報(bào)獲得該領(lǐng)域的國(guó)家發(fā)明專利9項(xiàng)。

 

　　本技術(shù)的商業(yè)價(jià)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(fēng)率一般在5%左右。窯頭和窯尾漏風(fēng)量可達(dá)0.05～0.08Nm3/kg.cl，這部分漏風(fēng)會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)操作帶來(lái)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(fēng)所帶來(lái)的熱耗增加15～24kcal/kg.cl，折合成標(biāo)煤耗2.1～3.4kg.ce/t.cl。對(duì)于日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線來(lái)計(jì)算，年增加標(biāo)準(zhǔn)煤耗3400噸～5600噸。如按標(biāo)準(zhǔn)煤折價(jià)600元/噸計(jì)算，則年增加燃煤采購(gòu)費(fèi)用300萬(wàn)元左右。同時(shí)引起的高溫風(fēng)機(jī)及廢氣風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加，會(huì)增加0.5kwh/t.cl電耗，對(duì)于日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線，年增加電耗82.5萬(wàn)kwh，以工業(yè)用電平均價(jià)格0.5元/kwh計(jì)算，則年增加電費(fèi)41.25萬(wàn)元。

 

　　目前Te-goo旗下機(jī)構(gòu)已與全國(guó)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(wàn)噸水泥生產(chǎn)線上，順利實(shí)現(xiàn)了全國(guó)首套水泥回轉(zhuǎn)窯特大高溫動(dòng)密封裝置的安裝，并已穩(wěn)定運(yùn)行，測(cè)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(jì)效益： 經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，對(duì)于5000t/d生產(chǎn)線，采用該密封技術(shù)單從煤耗和電耗方面每年可節(jié)約340萬(wàn)元以上。使用該技術(shù)杜絕窯頭窯尾漏風(fēng)，穩(wěn)定熱工制度，預(yù)計(jì)可達(dá)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(wàn)/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(cái)政節(jié)能、技改補(bǔ)貼綜合測(cè)算，預(yù)計(jì)首年可創(chuàng)造896.25萬(wàn)/年的經(jīng)濟(jì)效益（最后數(shù)據(jù)以企業(yè)報(bào)表數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）。若國(guó)內(nèi)3840條水泥生產(chǎn)線全部采用，預(yù)計(jì)可創(chuàng)造約86.55億/年的經(jīng)濟(jì)效益。

 

　　社會(huì)和環(huán)保效益：2014年《政府工作報(bào)告》確定了單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降3.9%以上，單位國(guó)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(biāo)。2013年12月環(huán)境保護(hù)部和國(guó)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(biāo)準(zhǔn)》、《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》等更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，由于漏風(fēng)減少可將現(xiàn)有新型干法水泥技術(shù)的熱耗降低到2960kj/kg左右，距離第二代新型干法水泥技術(shù)指標(biāo)2680kj/kg更加接近，這將有力地推動(dòng)我國(guó)水泥工業(yè)節(jié)能減排工作的進(jìn)展。對(duì)于日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線來(lái)測(cè)算，采用該技術(shù)后，預(yù)計(jì)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(guó)內(nèi)3840條生產(chǎn)線全部改造，每年可減少二氧化碳4000萬(wàn)噸左右，減少二氧化硫100萬(wàn)噸左右。

本技術(shù)的應(yīng)用背景 

   

　　據(jù)測(cè)算,我國(guó)每創(chuàng)造1美元的 GDP產(chǎn)值所消耗的能源是美國(guó)的4.3 倍,是日本的11.5倍,其能源的利用率僅為美國(guó)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(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)顯示，2014年全國(guó)規(guī)模以上水泥產(chǎn)量達(dá)到24億噸，全年累計(jì)水泥產(chǎn)量增長(zhǎng)為1.8%。隨著當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入了新常態(tài)，水泥行業(yè)的發(fā)展也到了轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。

 

    　

　　2015年工信部以第5號(hào)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(shí)施。公告稱修訂發(fā)布《規(guī)范條件》是為落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩矛盾的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2013〕41號(hào)），推進(jìn)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)，強(qiáng)化環(huán)保、能耗、質(zhì)量、安全等標(biāo)準(zhǔn)約束。要求完善市場(chǎng)機(jī)制，提高產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入的能耗、物耗、水耗和生態(tài)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)發(fā)揮市場(chǎng)配置資源的基礎(chǔ)性作用。以資源環(huán)境承載力上限，倒逼超標(biāo)產(chǎn)能退出、節(jié)能減排達(dá)標(biāo)和自然環(huán)境改善。

早在2012年中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)就發(fā)起、組織實(shí)施 “第二代新型干法水泥技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新”項(xiàng)目，與國(guó)外最先進(jìn)的國(guó)家對(duì)標(biāo)，從設(shè)計(jì)優(yōu)化、工藝改革、自主創(chuàng)新、裝備提升、低碳技術(shù)開發(fā)、節(jié)能減排等方面進(jìn)行攻關(guān)，用5年左右時(shí)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(guó)第二代新型干法水泥技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

   

　　為使第二代新型干法水泥技術(shù)裝備技術(shù)裝備創(chuàng)新研發(fā)目標(biāo)更清晰、路徑更明確、內(nèi)涵和標(biāo)準(zhǔn)更清楚，驗(yàn)收和達(dá)標(biāo)更有依據(jù)，從而推動(dòng)與提升我國(guó)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(shí)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，2014年9月，《第二代新型干法水泥技術(shù)裝備研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)》和《第二代新型干法水泥技術(shù)裝備驗(yàn)收規(guī)程》公布，首要提出的就是燒成技術(shù)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(dá)到以上目標(biāo)，新型干法水泥技術(shù)研發(fā)必須提高回轉(zhuǎn)窯、預(yù)分解系統(tǒng)、燃燒器、冷卻機(jī)的功能與效能，進(jìn)一步提高預(yù)熱預(yù)分解和高溫?zé)蛇^(guò)程的燃燒、傳熱效率，其中最現(xiàn)實(shí)也是最直接的技術(shù)革新就是降低系統(tǒng)設(shè)備漏風(fēng)的影響。

 

　　本技術(shù)解決的主要問(wèn)題

　　

　　水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)存在漏風(fēng)的主要位置及原因如下：

   

　　1、窯頭密封漏風(fēng)。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(jìn)行調(diào)整，使冷風(fēng)套與窯頭罩間產(chǎn)生縫隙，有的是鋼絲繩松動(dòng)，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(huì)使其產(chǎn)生間隙，有冷空氣進(jìn)入其內(nèi)，造成入窯二次風(fēng)、三次風(fēng)溫度下降。　

   

　　2、窯尾密封漏風(fēng)。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(fù)壓的變化，下料管沖下的熱生料在負(fù)壓變化時(shí)，向外溢料的可能性較大，在漏風(fēng)存在的同時(shí)也容易產(chǎn)生漏料。窯尾漏風(fēng)，會(huì)使窯系統(tǒng)用風(fēng)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(shí)窯尾風(fēng)機(jī)負(fù)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(fēng)，冷空氣突然進(jìn)入窯尾，會(huì)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(hù)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(hù)鐵與高溫氣體及出窯熟料隔開，不進(jìn)行直接熱傳遞，防止窯口筒體變形。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于搶燒，盲目追求設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，當(dāng)窯口澆注料脫落，甚至大面積護(hù)口鐵裸露在高溫環(huán)境下，窯口筒體出現(xiàn)被燒紅，仍堅(jiān)持帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，在高溫下變形嚴(yán)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(fēng)現(xiàn)象。

   

　　4、窯尾煙室捅料孔，檢查孔密封不嚴(yán)。窯尾煙室捅料孔經(jīng)常被打開，進(jìn)行捅料檢查窯尾煙室結(jié)皮堵塞情況，但由于常開，在關(guān)閉時(shí)不夠嚴(yán)密，有時(shí)檢查門蓋澆注料脫落，外殼出現(xiàn)過(guò)熱顏色變暗，有的變形，關(guān)閉時(shí)不嚴(yán)密，出現(xiàn)漏風(fēng)，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(fēng)隨上升煙道進(jìn)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(fēng)問(wèn)題的原因，為了加強(qiáng)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(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定解決回轉(zhuǎn)窯密封問(wèn)題，目前，只有本技術(shù)可以將以上問(wèn)題全部解決，真正實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯氣體零泄漏、物料零泄漏。

     

　　本技術(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

 

　　本技術(shù)方案為目前全國(guó)水泥行業(yè)能夠低成本、高效率解決水泥回轉(zhuǎn)窯動(dòng)密封問(wèn)題的最優(yōu)選方案，此項(xiàng)目的核心技術(shù)均為Te-goo科研團(tuán)隊(duì)獨(dú)立研發(fā)，并擁有全面的國(guó)家發(fā)明專利保護(hù)，具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，在水泥回轉(zhuǎn)窯漏風(fēng)問(wèn)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(shù)，已取得階段性成果，可在下一步行業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

當(dāng)前水泥行業(yè)處于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要時(shí)期，生產(chǎn)企業(yè)亟須通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化管理挖掘新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，Te-goo擁有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和高效的管理團(tuán)隊(duì)，與水泥行業(yè)的戰(zhàn)略合作伙伴遵循風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，利益共享的原則，按照國(guó)家鼓勵(lì)的節(jié)能效益分享型合同能源管理模式進(jìn)行深度合作。Te-goo將努力秉承“實(shí)業(yè)報(bào)國(guó)、科技興邦”的理念，牢牢把握難得的發(fā)展機(jī)遇，積極投身“美麗中國(guó)”建設(shè)，用一流的技術(shù)、過(guò)硬的產(chǎn)品服務(wù)客戶，為中國(guó)的節(jié)能環(huán)保事業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)力量。