中国国际基金有限公司工业运营管理部
水泥节能环保技术改造参考资料
泰安中联5000t/d熟料生产示范线的目标是各项指标都要达到世界水泥行业领先水平：
熟料标准煤耗确保95公斤、力争92公斤；
熟料综合电耗确保50度、力争45度；
PO42.5水泥综合电耗确保70度、力争65度；
全员劳动生产率确保20000吨/年/人、力争35000吨/年/人；
投资控制目标不突破原5000吨/日的设计概算；智能制造实施专家优化系统以及无人值守系统。
示范线建设的标准
“五全”：全变频、全消音、全封闭、全收尘、全利废；
“四个一流”：工艺一流、技术一流、环境一流、形象一流；
“四不漏”：不漏风、不漏料、不漏油、不漏水。
同时泰安中联也要做水泥行业两化融合的典范。信息化，包括水泥各个方面的内容，即：全面质量管理系统、设备管理系统、能源管理系统、成本在线核算系统、报表自动输出系统。
该项目的智能制造包括八个方面的内容。一是矿山智能开采系统；二个是在线分析自动控制系统，这个分析系统现在是分两种，一个是化学成分在线分析系统，还有一个是颗粒在线分析系统；三是生产线全线专家优化系统，包括生料、烧成、水泥、煤磨几个方面；四是生产现场无人值守系统，整个生产线包括骨料线都实现无人值守；五是进厂原燃材料的自动检测、计量系统；六是厂内物流自动管理系统；七是互联网远程监控、诊断系统；八是生产管理无线终端管控系统。
示范线的特点
一是矿山开采智能化，二是原料处理无均化，这个项目的设计没有使用堆场，没有生料均化库。其他还有生产管理信息化、生产控制自动化、耐火材料无铬化、物料粉磨无球化、生产现场无人化、生产过程可视化的特点。这个项目目前设计了150个摄像头，把生产线的主要环节都纳入到中控室监测当中，未来还要再增加100个点，就是250个点的摄像信号在中控室全都能看到。
泰安示范线优化定员的方法
泰安中联是一个简洁化的一个组织机构，泰安示范线一期全厂定员100人、二期全厂定员目标为60人。我们优化定员的
—公司、中层、班组；第二点是提高全员的素质，提升基本素质及一岗多能；第三点学习日本水泥行业先进的做法，提高专业化、社会协作化的水平。第四点提高生产线自动化的水平，实施生产线无人值守方案，这样才能使人员精简下来。5000t/d的生产线目前大概的水平是300人，泰安中联目前为100人。
泰安中联组织结构图
示范线的技术设计
智能矿山开采系统，这是生产线的第一个环节，也是一个基础环节。首先这个矿山建立一个模型，通过在线分析仪分析成分，来指挥GPS调度系统、卡车调度系统去各个点运输矿石，要求精细化。这个系统都是自动化完成的，物料也经过精确的计量，进入系统当中。
智能矿山开采系统
生料磨的节能设计，首先是采用了辊压机终粉磨系统，这个智能化的控制一是在线分析仪，是化学成分的分析，再一个就是颗粒分析仪，就是两个分析仪实施在线分析，进行着生产过程的智能控制。
在低能耗预热器设计方案中，首先采用了六级预热器，中间采取了很多节能措施，比如设计一级筒出口温度低于260度；
由50毫米增加到100毫米；使用低导热耐火材料；采用隔热扒钉；设计密封性能好的人孔门。
低能耗回转窑系统采用了两档短窑设计，实现快速煅烧、降低窑筒体表面散热；使用低导热耐火材料—降低散热；设计高性能的窑头、窑尾密封系统—降低漏风；使用低能耗燃烧器--节煤、节电；天燃气点火系统可节约点火用油50%以上；采用第四代中间带辊破篦冷机，冷却效率高；使用胶带熟料拉链机降低电耗；智能专家系统可以提高稳定性节煤、节电、稳定质量；使用的低阻力电袋复合收尘器与立式煤磨均有节电作用。
关于节能水泥立磨方案，一是采用立式磨；二是采用在线颗粒分析仪；三是采用自动化操作系统。
关于进厂原煤自动检测系统，泰安中联的所有进厂原材料都是经过在线分析仪进行自动检测，载煤车辆进厂经过地磅时自动取样、检测、计量，全过程无人介入。
取样均匀、准确。
原煤自动检测，样品经过自动缩分后用在线分析仪自动检测，检测的结果及时、准确。
原煤自动计量，载煤车辆经过地磅自动计量，数据自动录入计算机系统。这个系统解决了水泥厂关于原煤管理的一个大难题。不少企业都想在这块做好管理，但是管理难度相当大。这个系统是我们和丹东东方测控联合开发的，在这个环节得到了丹东东方测控的大力支持。
高品质产品的定位
该线的产品以优良的品质定位为高端市场；取消了袋装水泥，高端散装水泥专供商品混凝土搅拌站及大型工程，促进散装水泥事业的发展；取消了包装机，简化了流程，降低了投资。
目前示范线项目指标完成情况
目前示范线项目指标完成情况一是熟料的综合电耗达到48.56kWh/t-cl，已经低于设计50度的目标。熟料的标准煤耗达到煤耗96.85kg/t-cl
，随着调试过程的深入及专家优化系统的投入运行完全有把握达到95公斤的设计目标。PO42.5水泥电耗：水泥磨投产后有把握低于70度。生产线定员，一期已实现100人。生产线建设投资，生产线部分已控制在原概算内。
在全面实现确保指标的基础上，我们坚定信心向着更高的目标迈进—争取年底实现力争目标。
目前示范线项目获得了两项荣誉，一是工信部智能制造试点示范项目，这是全国46家水泥行业唯一一个项目，目前设计标准已经达到了行业领先水平。
二是荣获全球契约中国网络2015年关注气候中国峰会—— “中国绿色技术创新成果”项目，也是中国十大绿色创新成果。
骨料+商混+水泥+熟料一体化企业
泰安中联这条示范线可以说是一个骨料+商混+水泥+熟料一体化的企业。5000t/d熟料的这条生产线；配备一台水泥磨，年产能100万吨；配备了双180商混站，年产能60 万立方。
同时即将开工建设年产能200万吨的低能耗骨料线，这个骨料线是中联水泥
(223.64元/吨，-0.97%)重大技术创新项目，这个项目来讲要求这个示范线必须通过节能技术先进的测试，目前的指标是和现在制定的指标比，电耗低50%、占地低70%，投资抵30%，目前方案已确定，年底建成投产。这条线为什么有这么高的指标，因为在这条线上全部取消皮带输送环节。
生活垃圾的协同处置
这条线配套的生活垃圾协同处理的设置，这个项目中联的技术也是有很大的项目优势。一是处理量大，每天可处理生活垃圾500t，是其他方案处理量的2倍。二是既利用回转窑协同处理，又对窑系统的产量、运行无影响。三是效益高，在没有政府补贴的前提下，普通的处理生产线每年要亏损1500万元以上，这条线我们的技术每年能盈利2000万元以上。这条线的方案技术已经成熟，正与政府协同垃圾资源。
打造成建材产业链工业园区
泰安中联要打造成建材产业链工业园区。骨料线可以消耗低品质的石灰石；矿山的优品石灰石用于生产优质熟料，进而生产高端水泥；水泥、骨料提供给商混；最终简化销售环节，只有一个出口，销售商品混凝土，就是整个生产链水泥、骨料、混凝土最终归到一个销售环节。
结语
通过项目的研发，我们中联技术团队的深刻体会：一是只要敢想、敢为就没有做不成的事。二是我们敢于向专业的研究院所挑战。三是我们敢于向水泥行业世界领先水平跨越。我们有信心在众多怀疑的目光中，将技术创新项目由不可能变为可能。我们坚信在中国建材集团的领导下，在做水泥行业的典范愿景的指引下，我们中联水泥的技术团队会加倍努力，极力推动水泥技术
的创新、革新，为中国建材集团引领行业健康发展的进程中添砖加瓦。为水泥行业的技术进步做出贡献。
冀东日彰节能风机制造有限公司
目前，水泥行业产能过剩已是不争的事实，设备的节能降耗、换代升级是水泥企业在经济新常态下走出困境的重要途径。水泥厂电能的30%~45%消耗在风机上，因此选用高效节能风机降低电耗，可使水泥企业降低生产成本、提升竞争力、维持生存发展。
冀东日彰节能风机制造有限公司专门设计制造销售高效节能离心风机，承接各种通风系统的节能改造项目。由公司专业定制的水泥生产线风机可实现同比节能10%-30%以上，风机现场测试最高效率可达80%以上。以日产2500/5000吨熟料生产线为例，风机系统整体节能技改可实施风机装机容量为10000kW左右，按15%节能率和80%运转率计算，可实现年节电量700万kW·h以上和吨熟料节电4到8度电。
怎样降低风机电耗——了解风机电耗高的主要原因
第一，风机本身效率低——技术落后，结构老化；
第二，系列化生产——标准型号风机，存在选型空档；
第三，风机系统问题——系统阻力，未在高效区运行。
从第一点来讲，目前国内使用的还是沿用国内五六十年代的风机技术，最先进的技术也是80年代初期引进英国豪顿的技术，导致技术落后、结构老化。日彰风机在这方面有优质的结构，和国内的不同。
风机作为流体输送机械，输送的介质在流动过程中合理的流场是保证输送机械在工作中减少流动损失提高效率的关键，各个零部件形状、结构的细小变化都会对风机的流场产生影响。
日彰风机经过长期的研究工作，并将新的空气动力学理论分析方法引入风机的开发中来，针对不同形式不同型号的风机的各个零部件详细地进行空气动力学计算及分析，进而寻找出了最佳的气动结构设计。
日彰风机叶轮立体图
独特的叶轮结构——圆弧直板叠加型叶片、锥弧形前盘、锯齿形中盘。
国内的要不是直板的要不就是弧形的，没有圆弧直板叠加的结构。圆弧直板叠加型结构的优点在于气体进入叶片的时候比较流畅，后边的直板可以使气体加速。前盘是弧形和锥形叠加，原理与叶片相同。锯齿形中盘的作用是减少转轴转面的同时也避免了气体冲突液流时的稳流和分离损失。
除了结构优势，在选材与保护方面也进行了独特的设计。叶轮采用S700MC高强度钢板焊接而成。耐磨处理根据含尘浓度，采用喷涂、堆焊耐磨材料、使用耐磨复合板、镶嵌陶瓷片等方式进行。
壳体
第二个是壳体。空间和曲线与叶轮良好匹配是保证风机性能的关键，也是效率的保证。因此若要改造就要配套，不能单换一个，否则既降低了效率又有电耗。日彰风机的壳体全部使用等离子下料，保证了壳体的精准尺寸和它的外观体验。
调风门
调风门，调风门与性能也大有关系。风机进口的第一个部件就是调风门。筏板的结构采用的是双板扣合菱形结构，哪怕风机使用的是电频调速，把风门全开的时候气体介质也可以均匀地通过筏板两侧，刚性好、灵活、密封性好、阻力小。
风机电耗高的第二个原因是系列化生产。这对风机厂来说是好的，它可以降低它的生产成本，而且还可以拓展它的风机。但是对于水泥企业来讲它是不好的，标准型号风机存在选型空档，如果厂家选择的参数可能与水泥窑使用的不是很配，对水泥厂，即适用方是不利的。
第三个风机电耗高的原因就是系统问题，在设计之初的工况与实际工况是不尽相同的。系统阻力会使风机运转在非高效区。针对这点，日彰风机采取的办法就是量身定制，通过先行测试并根据实际况设计风机，使提供的风机更贴合实际使用工况，根据生产线运转情况及用户要求对每台风机进行一对一定做。
在现场测试时会了解海拔、生产情况、工艺参数、电耗等，在测试风量风量、风压、温度等期间核，会对地基及风机旋向等安装尺寸进行测试，保证改造后的安装尺寸也是方便的。
测试报告会根据测试数据，详细分析风机运转情况，与用户沟通技改意向及要求，进行经济技术分析，最后形成测试报告。
然后是确定方案，根据确定好的参数，结合现场情况及客户意见，提出技改方案，该方案完全针对用户的工艺状况，专属设计相适用的机型与机号，保持原电机不变，原基础不做更改。
因此需要的技改周期是1个月技术准备+2个半月生产周期+10天安装周期。
日彰风机为保障品质所做的工作
有了良好的设计结构和量身定做的设计理念是不够的，对于一台高品质的风机还需要有品质的保障。为了保障产品的品质，日彰风机轴承、轴承座全部使用进口轴承SKF\\FAG\\TIMKEN，转子根据运转情况选用强制润滑或水冷却。主轴全部选用42CrMo，调质后精加工。临界转速安全系数全部在1.35以上；联轴器全部选用膜片联轴器。
所有钢板均使用等离子设备下料，保证了精度高、尺寸准确、应力小、不变形。
主轴及叶轮中所有焊缝，包括主板与轮毂、叶片与前盘中盘等均进行超声波、着色探伤检测。
叶轮与主轴采用自主研制的500t压力机压装，避免热装产生应力变形。
日彰风机的转子动平衡质量严格控制在G2.5以上，远超国家标准，现场实际运转中，现场使用风机振动值2mm/s左右，有的风机可达1mm/s以下。
风机出厂前在所有的部件均要做组装试验，壳体之间组装时打入销子调整，现场安装时仅按销子组对即可；叶轮与集风器的插深是影响风机性能的主要安装尺寸，在组对实验时将对其实际调整组对，并作记号，保证现场安装无问题。
日彰风机以打造高品的风机产品为己任，生产高端产品为目标，从产品研发设计、制造、涂装、运输到交付使用及服务，整个过程严格按照质量管理程序执行。
技改案例
目前，冀东日彰具有在国内行业中最多的节能风机应用成功案例，拥有在用超过20条水泥生产线整体节能改造应用经验，成功应用于冀东水泥、金隅(256.25元/吨，0%)水泥、东华水泥、高争建材、南方水泥(235.62元/吨，0%)等。
日彰风机在水泥厂针对的主要目标是原料磨循环风机、窑尾排风机、煤磨排风机、窑头排风机和水泥磨排风机等的改造。
案例一：窑尾高温风机用于富阳南方水泥有限公司5000t/d生产线
以下数值，技改后取2014年4月1日测试，技改前取自2013年11月11日测试，具体数值见下表：
由上表数据可知技改前后，
1、电机功率共计减少576kW；考虑产量减少影响电机功率26.79kW,实际功率减少
2、按照年运转率85%，用电价0.6元/度计算，
3、技改后年节电量为：549×24×365×0.85＝409万度电
4、年实现节能效益为：409×0.6＝245万元
改造前中控数据截图
改造后中控数据截图
案例二：2#原料循环风机用于山东东华水泥有限公司5000t/d生产线
以下数值，技改后取2014年3月12日测试，技改前取自2013年11月21日测试，具体数值见下表：
由上表数据可知技改前后，
3、电机功率共计减少260kW；
4、按照年运转率80%，用电价0.6元/度计算，
技改后年节电量为：260×24×365×0.8＝182万度电
年实现节能效益为：182×0.6＝109.2万元
表1：2013年10月至2014年3月2#循环风机熟料电耗统计（数据采集于能源管理系统）
表2：2014年3月26至4月10日2#循环风机熟料电耗统计（数据采集于能源管理系统）
电量分析
时间选择：生产相对稳定前提，2#循环风机运行正常。
改造前：2013年10月至12月，现场生产稳定的情况下，2#循环风机在熟料电耗为13.68kW·h/t；
2#循环风机于2014年2月初完成改造
改造后： 2014年3个月份，现场生产稳定的情况下，2#循环风机熟料电耗为13kW·h/t，同时从2014年3月26日至4月10日统计看，2#循环风机熟料电耗尽为11.24kW·h/t；
分析结论：相比改造前，2#循环风机熟料平均电耗减少0.68KWh/t，电耗差值达2.44kW·h/t，实现了节能降耗。
案例三：窑尾高温风机用于富阳山亚南方水泥有限公司5000t/d生产线
以下数值，技改后取2014年3月8日测试，技改前取自2013年11月7日测试，具体数值见下表：
由上表数据可知技改前后，
1、、电机功率共计减少514kW；考虑产量减少影响电机功率37kW,实际功率减少
2、、按照年运转率85%，用电价0.6元/度计算，
3、技改后年节电量为：477×24×365×0.85＝355万度电
4、年实现节能效益为：355×0.6＝213万元
其他案例：
诸葛南方水泥有限公司煤磨排风机（5000t/d）
1、效率提升近一倍，电机功率共计减少245kW；
2、按照年运转率85%，用电价0.6元/度计算，
3、技改后年节电量为：245×24×365×0.85＝182.427万度电
4、年实现节能效益为：182.427×0.6＝109.456万元
江西永丰南方水泥有限公司窑尾高温风机（5000t/d）
1、电机功率共计减少309kW；
2、按照年运转率85%，用电价0.6元/度计算，
3、技改后年节电量为：309×24×365×0.85＝230.0814万度电
4、年实现节能效益为：230.0814×0.6＝138.0488万元
冀东水泥秦岭有限公司原料循环风机（5000t/d）
风机传动组振动下降至1mm/s以下，风机产量达标运转良好，同时电流下降至350A，后续有待验收测试。
江西永丰南方水泥有限公司窑尾高温风机（5000t/d）
风机运转良好，产量因其他设备原因差20t/h，原风机运转电流160A,现风机运转电流下降至120A，后续有待验收测试。
湖北大冶尖峰水泥有限公司原料循环风机（5000t/d）
新建辊压机生料循环系统风机。35t。
溧阳天山(228.33元/吨，0%)水泥有限公司窑尾排风机（5000t/d）
垃圾焚烧项目并电改袋技改。后续有待验收测试。
宜兴天山水泥有限公司窑尾排风机（2500t/d）
电改袋项目，目前还未发货。
溧水天山水泥有限公司窑尾排风机（5000t/d）
电改袋项目。
