新型干法水泥工艺发展对压缩机设备的需求

GM记者：什么是新型干法水泥生产工艺，它与传统的生产工艺有什么区别？
谢副主任：水泥烧成工艺分为回转窑和立窑。传统的回转窑就是指湿法窑、立波尔窑、中空干法窑等。这些窑共同的问题就是能耗高，1kg熟料消耗能量在5 800~8 000kJ（大概400~2 000kcal），有的甚至在10 000kJ（2500kcal）以上。第二就是立窑，立窑生产的水泥质量不稳定，这是立窑最大的缺点。
产生于20世纪50年代初的预热器窑，它的优点是在回转窑后面加一套预热器系统，用出回转窑后 1 000℃的尾气来预热生料。1950年在德国首先开发出来，烧成能耗节约了40%。到70年代初，日本在预热器基础上加一个分解炉，叫窑外分解炉窑，就是现在新型干法工艺技术的核心，窑的产量翻一番，能耗又比原来传统窑节省50%。
新型干法水泥工艺可以说是全世界水泥技术的发展方向，比如德国、日本、韩国、美国等都采用了新型干法水泥生产方式，有的国家甚至达到100%新型干法水泥生产工艺。
发展到现在，我们国家现在有40%左右的水泥产量采用新型干法生产工艺，传统回转窑只剩下很少了，大概只有5 000多万t，但我国水泥生产最大量的是立窑。由于立窑建设投资很少，成本低。原来立窑占80%多，现在占50%多。由于地域大，经济发展水平不平衡，所以中国的水泥工业就有了最先进和最落后的生产工艺并存的特点。
GM记者：2005年中国水泥工业发展是怎样的情况，2006年前景如何？
谢副主任：总体而言，我们国家的水泥产量是全球水泥产量的一半左右，其他国家水泥产量加起来还没有我们多。从1985年我们就是世界第一的水泥生产大国。这20年来，我们一直是世界第一。就总量而言，我们每年的产量是10亿多t，世界其他的水泥生产国每年最多生产还不到1亿t。如果没有中国，世界水泥就不叫“世界”水泥了（笑）。
说到2005年的中国水泥工业，可以用这么几个数字概括。现在的统计还没出来，我估计产量在10.5亿t左右。这个数字就占了世界水泥工业总产量的一半。再谈水泥生产工艺发展，最先进的生产工艺——新型干法，大概在4亿t，可能超过4亿t，占到40%。这就说明了中国的水泥工业现状。还有60%是落后的水泥工艺。
2006年中国水泥工业的前景，有中国特点：我国国民经济发展很快；而我国原来基础比较落后，这几年加大基础设施建设。有一种说法，看一个国家的物质文明，要看水泥的堆积情况（笑）。物质文明直观表现在建筑物或构筑物上，如楼宇、道路、桥梁、宫殿、机场、水坝等。
2006年要保持GDP快速增长，保持就业等，加之市场需求，所以水泥的产量还要增长。其次，水泥项目的建设规划还会继续实施，前几年已经预投入的，现在还要继续建设、投产运行。第三是中国水泥工业的压缩空间很大，要淘汰落后，这是客观必然。新型干法产量大，能耗低，运行成本低，产品质量好。这些优势，促使新型干法有一个快速的发展阶段。所以，我预测2006年水泥的产量将超过11亿t。
不过，中国水泥总量已经过大。2003~2005年间，1年增长近1亿t，这个速度太快，使得水泥价格走低、利润空间缩小，水泥工业发展速度可能放缓。
2005年国家提出建设节约型社会的要求，2006年，水泥工业在发展的同时，要更加注重节能，环境保护，资源综合利用。中国水泥工业的这些方面发展将更快。
以上是2006年中国水泥工业的发展及特点。
GM记者：国家建设节约型社会的要求对水泥工业将产生什么影响？
谢副主任：市场需求变化不大，市场不会减少，对产量影响不大。今后水泥工业发展方针，趋向节能环保，重点是节能，国家政策要求节能20%。水泥工业节能的空间比较大。水泥工业是耗热、耗电大户。水泥生产流程比化工、冶金更复杂，水泥工业的矿山开采和冶金矿山开采差不多，而水泥生产还有均化、配料、粉磨、再均化、煅烧（回转窑加预热分解）、冷却（高速冷却，要鼓风），诸多工艺后，产出的是半成品，即熟料；之后还要配料，加混合材、石膏、粉磨。由此可见，水泥工艺流程很长，设备很多。如风机，要大量应用。一个篦冷机上有4~5台大风机，一个水泥厂要用到十几台各式各样的风机。水泥生产的电耗可以大幅降低。国际先进的水平1t水泥耗电在85kW·h，国内先进的生产水平可达到95 kW·h，而大部分是100 kW·h以上。其中各种风机要消耗电量很大，所以风机的节能十分重要。
再有，水泥工业要进行余热利用技术开发，研究低温发电技术，用200~300℃热量用来发电。经计算，1t熟料产生的废气余热量可发电35~40 kW·h。总之，今后水泥生产中的余热利用、节电和发电技术是中国水泥工业工作的重点之一，因此，通用机械节能问题就成为了一个重要问题。对2006年来说，水泥工业与通用机械密切相关。
GM记者：新形势是否对落后的水泥生产方法形成制约，同时给新型干法水泥项目提供好的发展机会？
谢副主任：是的，发展新型干法和淘汰落后工艺的趋势是一定的，但还要具体问题具体分析。受资源、市场、交通运输等条件的限制，立窑还会存在，完全消灭是不可能的。
GM记者：新型干法水泥生产工艺中用到哪些通用机械设备，这些设备能耗情况如何？
谢副主任：新型干法水泥生产工艺中用到的通用机械设备有：风机、减速机、阀门、空气压缩机、轴承、泵，还有输送机械等。
关于这些设备的生产，1985年国家建材局和原机械部有约定。当时水泥厂所需的设备很多都要进口。建设水泥厂，需要进口大量的设备。使水泥厂建设投资居高不下，势必制约我国水泥工业的发展，我们要抓装备国产化。当时我在科技司，水泥生产的专业设备由建材行业组织研制或引进消化吸收；对于通用设备，由原机械部承担，应用于水泥工业的，由原建材部门和机械部共同选择通用机械厂和水泥设备专业厂共同研制开发。这样可以竞争，促进科技进步。我们不搞部门保护，保护落后就势必影响发展。比如引进立磨时由沈阳重型机械有限公司承担，引进大型磨机减速机由洛阳石厂山机械厂、东方气轮机有限公司和唐山水泥机械厂共同制造，最后谁做的好用就用谁的。因为水泥生产工艺有自己的特点，所以通用设备制造时我们提出一些技术要求（笑）。
不过，经过这么多年的发展，变化很大。原来引进2 000t/d的新型干法，当时就算是大的、先进的水泥生产工艺了，现在，已经发展到了1万t/d的生产线。这两年，先后有4条1万t/d的生产线投入运行。
说到水泥工业应用的通用机械，风机可以算是第一大类设备，水泥厂用的特别多，现在看来，风机的生产企业也有很大的变化。比如高温风机，原来的老牌风机厂有重庆通用工业（集团）有限责任公司、四平鼓风机厂，后来，四平地区又出现了十几家风机厂，情况很复杂，现在又多出一家浙江义乌星耀风机有限公司。目前，水泥企业用的大部分高温风机是上面提到的这三家的产品。罗茨风机，传统的是天津鼓风机总厂，近几年，长沙鼓风机厂有限责任公司后来居上，最近山东省汇丰机械（集团）有限公司发展很快。离心风机，有南通金通灵风机有限公司等。
总之，国内的风机产品基本能满足中国水泥工业的需要，像章丘、宜兴、四平等地区，风机厂家很多，不能一一列举。不过，总的感觉，风机是耗能设备，风机这一块是我们今后工作的重点。同样的风机，国内的产品耗能比国外的高许多。比如，美国的风机等，其本身耗电量是8kW·h，国内最好的产品是9kW·h。一般的都在10kW·h以上。这还是单机情况下，如加上系统，会更多。变频调速可以节能，但价格太高。除了大型企业、大型设备之外，一般的水泥企业都不愿意购买。国内如果能解决价格问题，将是对水泥节能一大贡献。如果把风机能耗降下来，生产1t水泥就可降低电耗5~6kW·h。但是，要节能降耗，单靠我们一个部门不行，需要通用机械行业来配合。
水泥工业用到的第二大类通用机械设备是减速机产品，对于减速机，水泥工业有特殊的技术要求。如水泥磨减速机的最大特点是低速重载，转动惯量大，转矩大，与一般的减速机不一样。1986年，我们引进软齿面减速机，但也没有发展起来。1986年，我到德国弗兰德等公司考察，了解情况，软齿面技术在大型化方面存在问题。这几年来，重庆齿轮箱厂有限公司的硬齿面技术发展很快，南京高精齿轮股份有限公司这方面投入也很多。这两家企业的产品鉴定我都参加了。他们生产的4 000kW以下硬齿面减速机可以配套我们的3 000～4 000t/d生产线。4 800kW的减速机，目前国内还没应用。现在所用的4条1万t生产线的减速机全部是进口产品。
还有生料磨减速机，生料磨多是立磨，立磨减速机与球磨还有区别，立磨的减速机是伞齿轮结构，需要专用加工设备。现在，国内2 500t/d以下的生产线，重庆齿轮箱厂有限公司和南京高精齿轮股份有限公司的产品可以配套，2 500t/d以上生产线的减速机，70%以上都是用弗兰德的产品。
现在，可以采取设计两台磨机的办法，尽量使用国内减速机产品，给我们的企业更多的机会。比如5 000t/d生产线，用两台生料磨、两台水泥磨，减速机完全可以在国内采购。不过一条生产线用太多的磨机也不是办法，所以我们期望国内尽快研制出5 000t/d的配套减速机，这样可以解决1万t/d生产线。
水泥工业用的小型减速机也很多，比如提升机减速机。以前，合肥水泥设计院设计的提升机全部使用弗兰德的减速机，现在国内的产品也能满足需要。小型减速机方面，国内比较好的企业如泰州的泰兴减速机公司硬齿面减速机。
第三类通用机械是阀门产品。阀门方面，一是各种流量控制阀，各种管路上的气体都需要阀门控制，比如蝶阀、闸阀、球阀等。这些产品现在都是设计院根据实际需要，比如吨位、管路情况，压力等设计成非标产品。
二是流量阀，用于生料均化库等。前几年水泥项目建设设备的招投标中，需要从国外进口的产品有减速机、提升机和流量阀，现在前两个产品国内可以解决，但流量阀还是需要进口，主要进口的是德国依博阀。
目前，国内生产的控制阀最大的问题是开关不能到位。用于计流量的阀门要求精度高，动作准确。阀门控制不到位，和电动执行机构有关，执行机构的优劣是流量阀好坏的关键。现在国内阀门上很多电动执行机构也是进口的，国内比较好的生产电动执行机构的厂家有天津百利二通有限公司，不过和国外的产品相比，还存在差距。
三是脉冲阀，现在国内还解决不了，用的都是进口的，一个是美国的ASCO公司的，另外一个是澳大利亚的高原（GOYEN）控制有限公司的。脉冲阀用于袋式收尘器的清灰系统。此类阀的特点是动作频繁，速度快。国内的产品容易磨损，质量不过关。最近，我参加的几个项目招标评审中，脉冲阀都是上面提到的两个国外公司的产品。
第四大类是空压机、轴承等产品。现在，国内生产的空压机产品基本可以满足水泥工业的需求。而且空压机的生产厂家也比较多，分布在无锡、南京、上海等地区，我们基本从这些地区选购产品。轴承方面，有哈尔滨、洛阳和瓦房店等轴承企业，他们的产品基本消灭了以前存在的滚珠破碎和壳体开裂等问题。
GM记者：中国水泥工业的发展应该注意哪些问题，通用机械设备企业应该做些什么？
谢副主任：中国水泥工业发展的这20~30年间，我们在装备上下了不少工夫。现在，我们可以说是世界水平。比如，最近沙特要建设两条1万t/d水泥生产线，投资5.8亿美元，在全世界招标，那么多国际著名水泥建设公司竞争，结果中国的公司中标了（笑），这要归功于我们的国产化。从20世纪80年代开始，我们抓水泥装备的国产化建设，下了很大的工夫。当初，建设一条2 000t/d水泥生产线要七八百万美元外汇，大部分用于购买进口设备。现在建设一条5 000t/d或1万t/d水泥生产线，购买进口设备需要大量外汇，不得了啊。在最近连续的几年内，中国每年都增加近1亿t水泥产量，如果还像以前靠买进口设备，一年就要花掉几亿美元，国家哪有那么多外汇支持，中国水泥工业如何发展？现在，5 000t/d以下水泥生产线设备的国产化率在95%以上，1万t/d生产线也可以达到60%~70%。我们在快速发展的同时，也为国家节省了外汇用于其他方面的发展建设。由此可见，不进行国产化就不可能有发展，而进行国产化关键是要投入力量，下功夫。
水泥通用设备中还有一大块是输送机械，输送机械的发展方向也是大型化。新型干法窑的高度不断延伸，现在可达100m以上，对提升机产品提出了挑战。2003年以前招标时用的提升机基本部要从德国奥蒙德和标马等国外公司进口，现在国内有合肥水泥研究设计院等多家公司可以提供产品，国外产品的价格也降了下来（笑），合肥院的提升机占有70%国内市场。现在，输送机械完全可以在国内选购产品。所以，自主开发是必然的出路。
开发不是简单的国产化，要弄清设计思想，引进的技术和产品在应用中发现问题，要进行改造和技术提升。我发现设计院引进技术后能迅速创新，而装备制造厂这方面的能力有所欠缺。我们装备厂最大的问题是自身的开发能力弱，装备厂引进的技术只能保持3~5年，但很快就落后了。但设计院可以在原有技术上开发第二代、第三代产品，所以装备制造企业应加强自身的技术创新能力，不自己创新将难以发展。
设备研制出来，不是能用就行，还要想到后面如何发展，国外设备老在变化，朝着能耗降低，可靠性更高发展，我们也要有发展的眼光，这才是我们立足的根本。
GM记者：建设节约型社会对新型干法水泥生产设备提出了哪些方面的要求？
谢副主任：大型化、高效率集约化、节能。
中国水泥工业今后的发展要发展大型水泥生产线，按照国家的发展政策，东部要发展4 000t/d以上的水泥生产线，西部要发展2 000t/d以上的水泥生产线。大型化和集约化是相符合的，可以提高人均劳动生产率；另外大型化也是国际的发展趋势。原来我们有个生产100万t的水泥厂就觉得非常大了（笑），现在海螺铜陵水泥厂产量已超过1 000t/d。海螺集团的规模是7 000万t。
水泥厂的规模大要求生产线必然大型化，这就要求生产设备向大型化方向发展。再有是高效集约化，这就要求设备的制造企业改进技术，提高设备的能效。节能是国家的要求，所以设备的制造商和工艺的设计者都要考虑这个问题。
建设节约型社会对水泥工业还有一方面的要求，这就是资源综合利用，搞循环经济。水泥工业相对于其他工业的优势是可以“吃”废料。过去，我们的水泥工业靠天然矿石，现在，我们可以从很多工业废渣中提取原料，比如冶金的钢渣、矿渣，粉煤灰等，甚至垃圾、有毒废料都可以利用。垃圾焚烧炉的温度只能达到1 000~1 100℃，有害物烧不干净，而水泥窑的温度达到1 700~1 800℃，什么有害物都能分解，既节省天然资源，又为社会做了贡献。
近几年，水泥的清洁生产发展迅速，我们也非常重视，但我们与世界的先进水平相比差距还很大。