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大型化——21世纪中国水泥工业的发展趋势

1 概述

中国是水泥生产大国，2000年预期产量达5.76亿吨，占全球水泥总产量的三分之一。中国水泥工业存在的主要问题是产业结构不合理：在产品结构上，优质水泥仅占10%，许多立窑水泥按欧洲标准衡量为不合格废料。在技术结构上，工艺落后的立窑产量占总产量的80%，技术先进的新型干法产量仅占约10%；在规模结构上，全国水泥厂平均规模低于10万吨/年，经济效益差，能源浪费，环境污染严重。

按照国家经贸委和国家建材局对水泥工业“十五”规划的总体精神；控制总量，优化产业结构，东部沿海地区重点发展4000t/d及以上预分解窑，中西部地区以2000t/d规模为主。从区域分布及产业结构上讲，开发国产化大规模生产线具有很大的市场潜力。我国主要水泥生产区域水泥总产量及新型干法水泥生产量列表比较如下：

从上述图表比较可知，新型干法水泥生产线在各地的水泥生产总量中的比例不大，从控制总量，以优代劣的水泥工业发展前景看，新型干法水泥生产线大有发展前途。

我国东部沿海地区和长江沿岸有着丰富的石灰石资源，而且东部沿海地区的工业和经济的发展带来了市场对于水泥数量和质量的需求。借助于便利的运输条件，在自然资源条件较好的地区兴建大型生产线不仅可以满足经济发达地区的市场需求，而且还可以将优质的熟料供给由立窑厂改造而成的粉磨站，促进水泥工业的结构调整。

我国今后水泥需求量预测（单位：亿吨）（采用经济计量模型法对水泥需求量预测）
年 份200020052010
生 产1.52.83.4
基本建设2.53.64.6
农 村2.02.23.0
合 计6.0±0.38.8±0.311.0±0.5

随着国民经济高速度的持续发展，质量高、成本低的产品需求量相应增长，大型化生产线以其独特的技术优势，最佳化地满足这种需求。

2 国外大型预分解窑现状及面向二十一世纪的水泥工业新特点

2.1 国外大型预分解窑的现状

九十年代国际上水泥窑以预分解窑烧成技术为主流，主要表现在进一步优化系统内各单项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗，籍以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的使用范围和减少粉尘和有害气体的排放，以保持可持续发展。
新型干法窑不断向大型化迈进，自动化水平不断提高，单机最大能力已达10000t/d，吨水泥综合电耗已降低到90kwh/t，热耗低于3000KJ/kg-cl，劳动生产率已提高到10000～15000t（水泥）/人.年；环保日益受到重视，目前德国、英国、法国等一些环保标准较高的国家对新建水泥厂污染物排放的限值为粉尘小于40mg/Nm3，SO2小于200 mg/Nm3，NOx小于500 mg/Nm3。工业废物利用：个别窑用废燃料约占总燃料的50%～100%。欧洲工业发达国家废燃料平均使用量占总燃料量的15%以上。
年 份195019601970198019902000
水泥年产量（百万/年）132.3315568871.91151.81470

回转窑的平均规模随着水泥需求量、产量的增长而扩大。五十年代前窑的平均能力约300t/d。当时的世界水泥产量仅为132.3百万吨。半个世纪以来，随着产量不断的扩大，窑的规格也随之扩大，尤其九十年代发展更快，投产了较多的5500t/d及7500t/d以及少数10000t/d级的回转窑。从1992年到2001年，合计约72条5000t/d以上生产线投入运行，其中5000t/d～6500t/d约48条，7000t/d～8500t/d约20条，9000t/d～10000t/d4条，其区域分布如下表：

1992～2001年运行的大规模生产线分布表（条）
吨位 中泰印印菲韩朝马巴日台科伊黎埃巴阿墨德瑞加美意沙
t/d国国尼度律国鲜来基本湾威朗巴及西根西国典拿国大特
宾西斯特嫩迁哥大利
亚坦
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

上述生产线的运行，不但克服了大型化装备运行的一系列问题，例如大型装备制造、加工、运输，耐火砌筑，耐高温、耐磨材料的开发使用等问题，而且必须做到设备在运行中稳定、可靠、先进。因此一方面使所在工厂取得了显著的经济效益，另一方面推动了水泥工业及相关工业的技术进步。可以认为5500t/d，7500t/d窑已有丰富的实践经验。

2.2 面向二十一世纪的水泥工业的技术趋势

1）设备大型化，回转窑的单机最大能力达12,000t/d，用于生料粉磨的辊式磨的最大能力可达800t/h，且转率与窑匹配，与之相适应的材料及加工方法同步发展，计算机辅助设计、有限元素分析，计算流体力学，计算机仿真手段可确保大型化设备的设计更可靠有效。

2）低的操作成本及维护成本
大型化烧成热耗可低于650kcal/kg，clinker，吨水泥电耗可小于80kwh/t.cement。余热、替代原燃料的利用、有害有毒废物利用，不但能节省原、燃料成本，而且能征收处置费用，使产品成本进一步降低。

3）自动化程度高，生产过程控制（各种专家系统），产品质量的全方位控制，生产、原燃料、销售的网络化管理，使工厂资本运作达到最佳化。

4）环境效应

水泥工业进一步与环境相容，不但降低粉尘的排放，而且采用新技术使气体中的CO2、NOx、SO2的排放量达到最小。二十一世纪水泥企业在环保上的目标做到“三零一负”……即在水泥生产过程中实现对环境的零污染；对电能和天然矿物燃料的零消耗；对废渣、废料的零排放；不仅如此，水泥企业还能治理和循环利用部分有毒、有害废弃物和城市垃圾等作为二次原燃料，为减轻全社会的环境问题作出贡献，以实现水泥工业可持续发展。