?一、节能形势与任务
截止2008三年间，我国国民生产总值单位能耗下降了10.08%，后两年节能减排任务仍然艰巨。
政府工作报告提出了2009年节能减排与生态环保六大任务。
国家发改委八方面加大节能工作力度。
酝酿推出“能评”制度，重大建设投资项目立项开工之前必须通过相关部门的节能评价。
原材料工业技术改造重点专项提出：支持中西部地区淘汰落后产能、发展新型干法水泥。鼓励水泥生产处理和利用废弃物、纯低温余热发电、粉磨系统改造等节能降耗减排技术应用。支持石灰石矿山以提高资源综合利用率和保护环境为目的技术改造。
二、水泥工业能源消耗水平
近几年水泥行业能源消耗情况
年份 水泥产量 能源消耗 万元增加值 产品综合能耗 固体废物 总产量（万t） 增长（%） 总量（万t） 增长（%） 综合能耗（tce） 增长（%） 吨熟料 ? 吨水泥 利用量（万ce） 增长（%） 能耗（kgce） 增长（%） 能耗（kgce） 增长（%） 2005 106885 9.85 11730 7.22 14.07 -2.71 148 -1.33 127 -9.25 22905 3.15 2006 13611 15.65 13102 11.7 12.77 -9.25 142 -4.01 120 -5.54 28359 23.81 2007 136100 10.10 14300 8.38 11.76 -7.9 138 -2.0 115 -4.2 35500(预计) 25.00
三、粉磨技术及选择
粉磨工序能耗主要体现在生料制备、煤粉制备和水泥粉磨的环节，其电量消耗占水泥生产综合电耗的72%（生料粉磨电耗约占水泥综合电耗的24%，水泥粉磨电耗约占水泥综合电耗的38%）。
2008年规模以上企业5100家，粉磨企业1500多家。国家重点支持粉磨系统节能降耗减排的技术改造， 粉磨系统节能潜力很大。
1.?????? 不同规模生产线设计能耗指标
|
序号 |
生产线规模t/d |
熟料烧成热耗（kJ/kg） |
熟料综合电耗（kWh/t） |
水泥综合电耗（kWh/t） |
|
1 |
1000 |
3387～3471 |
70 |
110 |
|
2 |
2000～2500 |
3094～3136 |
68 |
100 |
|
3 |
3000～3500 |
3053～3073 |
68 |
95～100 |
|
4 |
4000～5000 |
2969～3053 |
65 |
95 |
|
5 |
10000 |
2927～2969 |
60 |
- |
2. 影响能耗的主要因素
1） 生料粉磨
（1）原料条件：原料易磨性、入磨原料粒度、入磨原料水分。
（2）工艺流程：目前国内用于生料粉磨的工艺流程较多，采用的磨机型式主要有风扫式球磨系统、中卸提升循环磨系统、尾卸提升循环磨系统、立磨系统以及辊压机系统等，近几年来立磨系统得到广泛使用。对于中等易磨性的原料，一般采用立磨系统比采用球磨系统节电5~6kWh/t生料左右 。
（3）生料细度：对于球磨系统来说，生料0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加3%左右。对于立磨系统来说，生料0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加2%左右。
（4）节能技术：采用改良的耐磨材料作为研磨介质、采用高效选粉机。
2） 燃料制备
（1）燃料条件：燃料的易磨性、入磨燃料水分。
（2）工艺流程：目前国内用于煤粉制备的磨有风扫式球磨和辊磨系统，辊磨的电耗约为球磨的一半。对于易磨性指数HGI为55的中等易磨性的原煤，煤粉细度0.08mm筛筛余12%的球磨主机电耗24.5kWh/t左右，辊磨主机电耗13 kWh/t左右。
（3）煤粉细度：对于球磨系统来说，煤粉0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加3%左右。对于立磨系统来说，煤粉0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加2%左右。
3）水泥粉磨
（1）原料条件：熟料性能、混合材的品种和掺加量、原料水分。
（2）工艺流程
?球磨机系统：影响球磨机粉磨效率的因素较多，包括研磨体级配、磨机通风、熟料温度和粉磨工艺等。应优先采用配高效选粉机的圈流球磨工艺；
?辊压机预粉磨系统：辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等）已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电；
辊磨终粉磨系统：粉磨水泥时辊磨的粉磨效率是球磨机的1.6~1.8倍，系统节电30%以上。
（3）产品细度：水泥粉磨电耗与比表面积存在指数方关系，该指数介于1.3~1.6，采用高效选粉机、比表面积小于4000cm2/g时可取1.3进行计算，否则取高值。
3.不同粉磨设备能耗比较
|
项目名称 |
粉磨原理 |
粉磨物料 |
产品比表面积(m2/kg) |
粉磨系统电耗(kwh/t) |
|
球磨机（闭路） |
单颗粒粉碎及研磨 |
P·O42.5 |
350 |
34-36 |
|
辊压机（+球磨机） |
料层粉碎、一次挤压 |
P·O42.5 |
350 |
28-30 |
|
立式磨（合成水泥） |
部分料层粉碎及研磨 |
P·O42.5 |
350 |
26-28 |
|
筒辊磨（闭路） |
料层粉碎、多次挤压 |
P·O42.5 |
350 |
24-26 |
4.各类型粉磨系统特点比较
|
名目 |
粉磨物料 |
立磨 |
球磨 |
辊压机 |
辊筒磨 |
|
粉磨机理 |
挤压/研磨 |
冲撞/摩擦 |
压碎 |
挤压/研磨 | |
|
粉磨动强度(MPa) |
1.5 |
-- |
4.5 |
2.5 | |
|
允许最大喂料水分（%） |
生料/矿渣 |
28 |
3~8 |
15 |
<10 |
|
产品细度（cm2/g勃氏 |
水泥 |
>6000 |
>6000 |
>5500 |
>5000 |
|
生产多品种水泥时 |
最灵活 |
不灵活 |
中等 |
中等 | |
|
研磨件平均寿命（年） |
水泥 |
>2 |
>3 |
>2 |
>1.5 |
|
占地 |
最少 |
较多 |
最多 |
较少 | |
|
平均年运转率（%） |
85~90 |
80~95 |
80~85 |
75~80 | |
|
系统总电耗（kwh/t）（3500cm2/g） |
21 |
35 |
2 |
22 | |
|
相当总投资 （球磨=100） |
110 |
100 |
120 |
130 |
5. 不同粉磨技术及设备能耗比较
球磨机系统：影响球磨机粉磨效率的因素较多，包括研磨体级配、磨机通风、熟料温度和粉磨工艺等。应优先采用配高效选粉机的圈流球磨工艺，圈流磨利于产品细度和温度的调节和控制，粉磨效率比开流磨高10%～20%，成品越细优势越明显。
辊压机预粉磨系统：辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等）已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电。辊压机系统节电水平取决于辊压机消耗功率的大小，辊压机每消耗1kWh/t,主机电耗（辊压机+球磨机）可降低0.8 kWh/t～1kWh/t。辊压机的功率消耗与投影压力成线性关系，循环预粉磨辊压机投影压力为5500kN/m2～6500kN/m2，联合粉磨投影压力略低，控制在5000kN/m2～6000kN/m2。
辊磨终粉磨系统：粉磨水泥时辊磨的粉磨效率是球磨机的1.6~1.8倍，系统节电30%以上。熟料温度、入料粒度、磨损程度等对产量和电耗均有较大影响。关键是终粉磨水泥性能，要通过调节粉磨压力、挡料圈高度、风速风量，控制出口温度，采用高性能选粉装置等措施优化水泥颗粒级配，保证产品性能。对于生料磨如分别更替离心式或旋风式选粉机，可增产10%左右或5%左右，降耗1kwh/t左右。用于生料磨的好处主要是分离清晰，成品中过粗颗粒少，有利于烧成，可适当放宽细度。但生料细度较水泥粗，粗选粉并不是高效笼式选粉机的长处。因此其增产节能指标要低于水泥磨。
预破碎：“多破少磨”从粉碎机理上来说是合理的。一方面破碎的单耗远比球磨的单耗低，因此后者的无用功大，粉碎效率低。另一方面入磨粒度降低以后，球磨机中的钢球可大大变小，小钢球将减少对物料粉碎所造成的能量过剩的浪费。一般来说，大球的比能耗高，小球的比能耗低。
6. 粉磨系统的选择
从以上粉磨系统的不同特点可以看出，各系统均有不同程度的优势和不足，企业选择粉磨系统时，特别是对现有磨机进行改造时，应根据自身的设备、原料、管理水平、资金状况等条件，按可选择方案的性价比选择适合自己企业的方案。
7. 工程实例：
天津振兴水泥有限公司一线原料磨采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配φ4.8 m旋风式选粉机，原料粉磨功指数Wi＝8.8 kWh/t，生料细度R80μm＝13 %，系统产量159t/h，系统电耗23.45kWh/t，循环负荷208%时选粉机效率63%。
天津振兴水泥有限公司二线水泥粉磨采用辊压机联合粉磨系统，辊压机型号TRP140/140，电机功率2×800kW，带V型选粉机和循环风机，球磨机规格φ4.2×13，主电机功率3150kW，配N-3500高效选粉机。粉磨P.O42.5水泥至3650cm2/g时系统产量155t/h，单位电耗32.8kWh/t。该公司一线采用球磨机规格φ3.8×13，主电机功率2500kW的球磨机圈流系统，配N-1500高效选粉机，粉磨P.O42.5水泥至3810cm2/g时系统产量61t/h，系统电耗42.3kWh/t。如换算到相同标准时，联合粉磨系统节电7kWh/t。
唐山冀东水泥股份有限公司本部两台水泥磨增加辊压机、打散分级机，保证了对磨内粗颗粒的破碎作用，提高了磨机研磨能力，该项目2006年1月开始施工，历时4个月，完成改造任务，5月份开始投入运行。从运行效果看，台时产量分别提高12.9%和10.3%，水泥粉磨分步电耗下降9.3%，每年节电814万kWh，折合标煤2930吨。
海螺集团白马山水泥厂2000t/d生产线原料磨亦采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配TLS2800高效组合式选粉机，原料粉磨功指数Wi＝9.6 kWh/t，生料细度R80μm＝11 %，系统产量165t/h，系统电耗22.38kWh/t，选粉机的效率74%。两厂的产量比达到100:116。
华新水泥集团阳新公司5500t/d生产线生料粉磨采用2台TRM3841辊磨，电机功率2240kW。原料辊磨易磨性MF=0.85，粉磨功指数Wi=12.8kWh/t，系统产量为240t/h，磨机电耗8.3kWh/t、风机电耗7.1kWh/t、选粉机电耗0.4kWh/t，总计15.8kWh/t。如采用中卸球磨系统粉磨类似原料时，系统电耗22kWh/t左右。
越南福山水泥有限公司5500t/d生产线水泥粉磨系统采用了德国莱歇公司提供的LM46.2+2C立式辊磨，主辊直径2360mm，磨盘转数24.3rpm，主机功率3400kW，选粉机LSKS66CS，装机功率200kW。粉磨PCB40水泥至3500cm2/g时产量150t/h左右，主机电耗18kWh/t，系统电耗27 kWh/t左右。
四、水泥粉磨能效对标
1. 水泥企业综合能耗对标基线
|
项?? 目 |
国际先进水平 |
国内先进水平 |
全国平均水平 |
? |
|
水泥综合电(kgce/t) |
1000～2000t/d（含1000t/d ） |
89 |
100 |
110 |
|
2000～4000t/d（含2000t/d ） |
83 |
90 |
100 | |
|
4000t/d以上（含4000t/d ） |
80 |
85 |
95 | |
|
水泥粉磨企业水泥综合电耗(kWh/t) |
60万t/y |
34 |
36 |
40 |
|
80万t/y |
33 |
35 |
39 | |
|
120万t/y |
32 |
34 |
38 |
注： *水泥综合能耗=熟料综合煤耗×75%+水泥综合电耗×0.1229+2.5
2.? 不同规模水泥生产线粉磨工序能效指标
|
项??? 目 |
国际先进水平 |
全国先进水平 |
国内平均水平 |
? |
|
1000～2000t/d（含1000t/d ） |
原料粉磨（kWh/t 生料） |
16 |
20 |
24 |
|
煤粉制备（kWh/t 煤粉） |
24 |
30 |
32 | |
|
水泥粉磨（kWh/t 水泥） |
29 |
34 |
40 | |
|
2000～4000t/d（含2000t/d ） |
原料粉磨（kWh/t 生料） |
16 |
17 |
23 |
|
煤粉制备（kWh/t 煤粉） |
22 |
23 |
30 | |
|
水泥粉磨（kWh/t 水泥） |
28 |
32 |
40 | |
|
4000t/d以上（含4000t/d ） |
原料粉磨（kWh/t 生料） |
15 |
16 |
18 |
|
煤粉制备（kWh/t 煤粉） |
20 |
22 |
25 | |
|
水泥粉磨（kWh/t 水泥） |
28 |
32 |
40 |