水泥集團(tuán)節(jié)能改造技術(shù)方案

水泥集團(tuán)5000t/d水泥生產(chǎn)線節(jié)能改造技術(shù)方案北京國(guó)鼎藍(lán)天科技發(fā)展有限公司北京華恒信遠(yuǎn)科技有限公司2014年5月

目錄摘要 第一部分項(xiàng)目概況 1、企業(yè)概況 2、項(xiàng)目實(shí)施背景 3、當(dāng)前水泥生產(chǎn)線存在問題 第二部分技術(shù)方案 1、分解爐節(jié)能技術(shù)方案 2、空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)方案 3、潤(rùn)滑油系統(tǒng)節(jié)油技術(shù)方案 4、水泥窯微油點(diǎn)火系統(tǒng) 5、余熱發(fā)電水泵節(jié)能技術(shù)方案 第三部分節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)效益分析 1、投資及預(yù)期收益分析 1.1、分解爐節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)效益分析 1.2、空壓機(jī)改造經(jīng)濟(jì)效益分析 1.3、潤(rùn)滑油系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析 1.4、微油點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析 1.5、余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵改造經(jīng)濟(jì)效益分析 2、綜合經(jīng)濟(jì)效益分析 第四部分投資建設(shè)方式 1、常規(guī)建設(shè)方式 第五部分結(jié)論 第六部分部分實(shí)施案例

摘要當(dāng)前5000t/d新型干式水泥生產(chǎn)線，存在明顯的節(jié)能、節(jié)油的空間。其中包括：分解爐、空壓機(jī)、余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、窯爐點(diǎn)火過程。具體改造方案如下：對(duì)于分解爐，可采用節(jié)煤專家系統(tǒng)智能控制，替代當(dāng)前人工操作；對(duì)于空壓機(jī)，可采用中央集控方式變頻控制空壓機(jī)運(yùn)行，同時(shí)改造壓縮空氣管路減少壓損，改造空壓機(jī)油路系統(tǒng)，提高空壓機(jī)能效；對(duì)于破碎機(jī)、生料磨、熟料磨、回轉(zhuǎn)窯、磨煤機(jī)等潤(rùn)滑油系統(tǒng)，采用離心凈油器，減少潤(rùn)滑油消耗；對(duì)于窯爐點(diǎn)火，采用微油點(diǎn)火技術(shù)，減少燃油消耗；對(duì)于余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵，可采用葉輪改造或更換水泵、變頻控制等方式，提高水泵實(shí)際運(yùn)行能效。各單項(xiàng)節(jié)能改造預(yù)期收益及經(jīng)濟(jì)效益分析見下表：項(xiàng)目最高節(jié)能、節(jié)油量年節(jié)能收益（萬元）投資額（萬元）靜態(tài)投資回收期（年）分解爐改造2200t標(biāo)煤1541500.97空壓機(jī)改造39.6萬kWh31.68180.57潤(rùn)滑油過濾處理50t潤(rùn)滑油56550.98窯爐燃燒器32t燃油12.48131.04余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵33.3萬kWh26.64542.03合計(jì)280.8290綜合節(jié)能改造完成后，每年可節(jié)省標(biāo)煤2200t，節(jié)電72.9萬kWh，節(jié)省潤(rùn)滑油消耗50t，節(jié)省燃油消耗32t；預(yù)期獲得年收益280.8萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著；同時(shí)，可減少碳排放約6581.3t，減少二氧化硫排放56.8t，社會(huì)效益顯著。本項(xiàng)目由甲方（業(yè)主方）出資建設(shè)，采用常規(guī)建設(shè)方式，乙方提供相關(guān)工程服務(wù)。因此本項(xiàng)目具有良好的可實(shí)施性。

第一部分項(xiàng)目概況1、企業(yè)概況2、項(xiàng)目實(shí)施背景我國(guó)是能源消耗大國(guó)，數(shù)據(jù)表明，目前每百萬美元消耗，我國(guó)是世界平均水平的3.1倍，是OECD（經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織）國(guó)家和地區(qū)的4.3倍，更是日本的9倍，節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境形勢(shì)十分嚴(yán)峻。出于保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的考慮，我國(guó)已經(jīng)將節(jié)能減排工作列為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國(guó)策，節(jié)能市場(chǎng)潛力巨大。水泥行業(yè)作為能源消耗的重點(diǎn)行業(yè)，節(jié)能減排工作勢(shì)在必行，已經(jīng)成為企業(yè)生存與發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵問題。中央《“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃剛要》中提出，堅(jiān)持大幅降低能源消耗強(qiáng)度、顯著減少主要污染物排放總量、合理控制能源消費(fèi)總量相結(jié)合，形成加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的倒逼機(jī)制；堅(jiān)持優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、強(qiáng)化工程措施、加強(qiáng)管理引導(dǎo)相結(jié)合，大幅度提高能源利用效率，顯著減少污染物排放；加快構(gòu)建政府為主導(dǎo)、企業(yè)為主體、市場(chǎng)有效驅(qū)動(dòng)、全社會(huì)共同參與的推進(jìn)節(jié)能減排工作格局，確保實(shí)現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排約束性目標(biāo)，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)?！兑?guī)劃》要求：到2015年，全國(guó)萬元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤（按2005年價(jià)格計(jì)算），比2010年的1.034噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降16%（比2005年的1.276噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降32%）。到2015年，單位工業(yè)增加值（規(guī)模以上）能耗比2010年下降21%左右。其中，關(guān)于水泥行業(yè)，要求水泥熟料綜合能耗從115千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸將至112千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。《規(guī)劃》要求，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)。運(yùn)用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合。推廣大型新型干法水泥生產(chǎn)線。普及純低溫余熱發(fā)電技術(shù)。到2015年水泥純低溫余熱發(fā)電比例提高到70%以上。推進(jìn)水泥粉磨、熟料生產(chǎn)等節(jié)能改造。在國(guó)務(wù)院《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，明確指出：節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)是指為節(jié)約能源資源、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保障的產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家加快培育和發(fā)展的7個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，是調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的內(nèi)在要求，是推動(dòng)節(jié)能減排，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會(huì)，積極應(yīng)對(duì)氣候變化，搶占未來競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇?！栋l(fā)展規(guī)劃》要求，大力發(fā)展以合同能源管理為主要模式的節(jié)能服務(wù)業(yè)，到2015年，采用合同能源管理機(jī)制的節(jié)能服務(wù)業(yè)銷售額年均增速保持30%，力爭(zhēng)節(jié)能服務(wù)業(yè)總產(chǎn)值突破3000億元，累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能能力6000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。到2015年，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到4.5萬億元，增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為2%左右。3、當(dāng)前水泥生產(chǎn)線存在問題當(dāng)前，**集團(tuán)水泥生產(chǎn)線主要是5000t/d新型干式生產(chǎn)線，并配有余熱發(fā)電系統(tǒng)。盡管生產(chǎn)工藝及廢余熱利用等相關(guān)技術(shù)已經(jīng)走在國(guó)內(nèi)前列，但仍存在如下問題：1）雖然水泥生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)DCS中央集控，但對(duì)于某些部位的精細(xì)控制仍由人工來實(shí)現(xiàn)。例如分解爐溫度控制。由于存在工況變化頻繁、測(cè)控點(diǎn)少的問題和分解爐自身非線性、大滯后、時(shí)變的特性，使得實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)分解爐溫度大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象，直接影響回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)因優(yōu)化控制涉及較少，操作工的操作水平、操作失誤等因素，造成部分能源浪費(fèi)，并影響影響對(duì)水泥熟料的質(zhì)量。2）水泥生產(chǎn)線存在壓縮空氣需求。壓縮空氣需求負(fù)荷隨生產(chǎn)工況的變化存在較大波動(dòng)。受空壓機(jī)自身調(diào)控所限，存在用氣低負(fù)荷期空壓機(jī)低能效負(fù)載運(yùn)行現(xiàn)象，造成能源浪費(fèi)。3）水泥生產(chǎn)的主要設(shè)備：破碎機(jī)、生料磨、熟料磨、回轉(zhuǎn)窯、磨煤機(jī)、輸送機(jī)、風(fēng)機(jī)、冷卻機(jī)等設(shè)備的軸承、齒輪箱等部件需要潤(rùn)滑。尤其破碎、研磨、輸送、焙燒等粉塵教大工藝環(huán)節(jié)，潤(rùn)滑油極易污染。目前這些部位潤(rùn)滑油處理普遍采用濾芯式濾油器凈化。因凈化效果不好，需要經(jīng)常換油，不僅造成潤(rùn)滑油的浪費(fèi)，也大幅增加了維護(hù)工作量，甚至導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重的故障事故。4）水泥窯每次檢修點(diǎn)火，需要消耗大量燃油。不僅燃油成本遠(yuǎn)高于煤炭，因石油是我國(guó)緊缺資源，也不利于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。5）水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，已成為當(dāng)前水泥生產(chǎn)線必不可缺少的部分。為了保證系統(tǒng)安全，發(fā)電系統(tǒng)的水泵，如給水泵、凝水泵、循環(huán)水泵等，在設(shè)計(jì)選型時(shí)選定揚(yáng)程通常出高設(shè)計(jì)需求值10~20%。這使得水泵的實(shí)際運(yùn)行工況遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離水泵本身的最佳設(shè)計(jì)運(yùn)行工況，造成水泵能效低下，能源浪費(fèi)。綜上，當(dāng)前5000t/d新型干式生產(chǎn)線仍存在較大工藝改進(jìn)空間及節(jié)能空間。

第二部分技術(shù)方案1、分解爐節(jié)能技術(shù)方案1.1、目前生產(chǎn)線分解爐運(yùn)行狀況分析分解爐作為預(yù)分解窯的核心設(shè)備，其主要功能是承擔(dān)熟料煅燒過程中耗熱最多的碳酸鹽分解任務(wù)，其耗煤量巨大，約占水泥燒成過程的60%，它既是一個(gè)燃燒爐，同時(shí)也是一個(gè)化工反應(yīng)裝置，具有燃料燃燒、氣固換熱和碳酸鹽分解等多種功能。達(dá)到其理想的控制調(diào)節(jié)存在一定的困難，主要原因在于：a預(yù)熱部分從預(yù)熱器到分解爐始終處于全密閉狀態(tài)，無法檢測(cè)到實(shí)際的燃燒狀態(tài)，對(duì)于分解爐的控制只能通過分解爐中部溫度的穩(wěn)定來實(shí)現(xiàn)；b系統(tǒng)喂煤量、生料喂料量、三次風(fēng)的風(fēng)溫、風(fēng)壓對(duì)分解爐溫度等參數(shù)均有一定影響，且各因素之間存在非線性耦合關(guān)系，造成分解爐出口溫度調(diào)節(jié)的大滯后性和工況波動(dòng)的嚴(yán)重性。鑒于以上原因，目前生產(chǎn)線采用人工控制，而由于不同水平的中控操作員對(duì)分解爐的控制效果差別很大，存在分解爐溫度波動(dòng)大的現(xiàn)象：溫度過高容易引起預(yù)熱器結(jié)皮，影響窯系統(tǒng)正常運(yùn)行；溫度過低，則造成入窯分解率過低，增加窯系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，不能充分發(fā)揮分解爐作用。同時(shí)，分解爐內(nèi)溫度大幅波動(dòng)也造成熟料產(chǎn)量低、質(zhì)量差并且能耗大的問題，1.2、分解爐節(jié)能專家系統(tǒng)技改方案分解爐及窯系統(tǒng)示意圖見圖1。該項(xiàng)節(jié)能技術(shù)主要是對(duì)熟料生產(chǎn)線的生料下料量、二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫，喂煤下料量，分解爐出口溫度，C1，C2，C3，C4，C5口的溫度和壓力等燒成關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，分析預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)大量變量之間的關(guān)系，建立預(yù)測(cè)模型，結(jié)合水泥分解爐專家?guī)靵砜刂平o煤量，達(dá)到生產(chǎn)中風(fēng)、煤、料合理配比，穩(wěn)定工況，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，提高氣固之間的熱交換率，穩(wěn)定生料在分解爐內(nèi)的最佳分解率，使F-GaO接近最佳值，在一定程度上提高熟料的質(zhì)量；減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)熟料生產(chǎn)窯爐的連續(xù)運(yùn)行周期，提高產(chǎn)能，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)能減排的目的。圖1.1分解爐及窯系統(tǒng)示意圖優(yōu)化控制系統(tǒng)分為兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，即分解爐溫度優(yōu)化設(shè)定系統(tǒng)和分解爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)：前者根據(jù)由生料三率值KH、n、p和生料細(xì)度建立起的基于LS-SVM的分解爐溫度預(yù)設(shè)定模型得出分解爐出口溫度的預(yù)設(shè)定值，然后經(jīng)其于專家系統(tǒng)的溫度設(shè)定補(bǔ)償模型和基于Fuzzy系統(tǒng)的溫度設(shè)定校正模型對(duì)分解爐溫度預(yù)設(shè)定值進(jìn)行補(bǔ)償校正，得出當(dāng)前工況下分解爐出口溫度的最優(yōu)設(shè)定值；然后分解爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)以此最優(yōu)設(shè)定值作為系統(tǒng)的設(shè)定值，通過多模態(tài)控制自動(dòng)識(shí)別出不同的模態(tài)，選擇相應(yīng)的算法對(duì)變速積分PID控制進(jìn)行校正，將分解爐溫度穩(wěn)定在最優(yōu)設(shè)定值上。1.3、本技術(shù)優(yōu)越性分析分解爐系統(tǒng)固有的時(shí)變、大滯后、非線性的特性和工況波動(dòng)大的問題使得傳統(tǒng)的控制方式無法取得理想的應(yīng)用效果。雖然國(guó)外的水泥優(yōu)化控制研究與應(yīng)用領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)，但由于國(guó)外優(yōu)化控制軟件價(jià)格昂貴、技術(shù)保密和國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)測(cè)控點(diǎn)少、工況波動(dòng)大的現(xiàn)狀，使得國(guó)外先進(jìn)的水泥優(yōu)化控制技術(shù)無法在國(guó)內(nèi)的水泥企業(yè)取得良好的應(yīng)用效果；而國(guó)內(nèi)的智能控制的研究成果尚未在國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)得到廣泛的推廣，與真正的工業(yè)應(yīng)用還有很大的距離。與其它同類技術(shù)相比，本分解爐節(jié)能專家系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：1)可達(dá)到分解爐內(nèi)各參數(shù)精準(zhǔn)的控制效果。窯尾分解爐出口溫度趨于平穩(wěn)波動(dòng)，80%以上的時(shí)間將溫度穩(wěn)定在設(shè)定值的上下5℃范圍之內(nèi)；窯況從總體上趨于穩(wěn)定，為熟料產(chǎn)量的上升和質(zhì)量的提高創(chuàng)造良好的條件，使生料在分解爐內(nèi)F-GaO2）爐窯的用煤量得到高比例控制，提高了窯爐的壽命及運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少了有害廢氣排放。3）穩(wěn)定工況下24小時(shí)無人值守。項(xiàng)目的實(shí)施徹底改變分解爐長(zhǎng)期處于人工操作的局面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。作為窯操作員的輔助軟件，能夠長(zhǎng)時(shí)間多天的連續(xù)運(yùn)行。4）快速定制過程和成熟的專家尋優(yōu)系統(tǒng)。 5）應(yīng)用案例多，節(jié)能效益顯著。 本技術(shù)在山水集團(tuán)臨朐生產(chǎn)線、天瑞汝州水泥有限公司、沂州水泥一線二線等工程中得到應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)了本技術(shù)的節(jié)能效果。（實(shí)測(cè)結(jié)果詳見第六部分） 6）投資回收期短，一年即可回收投資成本。（經(jīng)濟(jì)性分析詳見第三部分）2、空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)方案2.1、當(dāng)前空壓機(jī)運(yùn)行狀況分析1）、5000t/d生產(chǎn)線一般配備4臺(tái)110kW（20m3/min）。因用氣負(fù)荷波動(dòng)較大，空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)加載、卸載次數(shù)過大。2）、空壓機(jī)額定出口壓力0.8MPa，當(dāng)用氣負(fù)荷較低時(shí)，出口壓力可高達(dá)1.3MPa。同一出氣量條件下，系統(tǒng)每升高/降低0.1MPa壓力可以增加/減少系統(tǒng)設(shè)備能耗8%。因此用氣低負(fù)荷時(shí)空壓機(jī)能效較低。3）、負(fù)載/卸載控制。空壓機(jī)產(chǎn)出壓縮空氣量若大于使用量，系統(tǒng)壓力會(huì)持續(xù)升高。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，空壓機(jī)便進(jìn)行卸載。當(dāng)壓力因現(xiàn)場(chǎng)使用而降低至設(shè)定壓力，空壓機(jī)再進(jìn)行壓縮加載。此控制模式簡(jiǎn)單易行，但負(fù)載與卸載交互運(yùn)轉(zhuǎn)，影響其使用壽命。且系統(tǒng)無法穩(wěn)壓輸出，壓力在一段壓力區(qū)間波動(dòng)。且卸載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍然存在較大耗能。4）、容調(diào)控制?？諌簷C(jī)控制進(jìn)氣閥開啟角度，改變空氣進(jìn)入壓縮機(jī)的流量，達(dá)到穩(wěn)壓的效果。此控制模式在調(diào)節(jié)出風(fēng)量時(shí)，耗電量并未等比例降低。2.2、空壓機(jī)節(jié)能改造方案根據(jù)當(dāng)前空壓機(jī)運(yùn)行情況，節(jié)能改造方案如下：1）、將4臺(tái)空壓機(jī)組建同一的中央集控系統(tǒng)，根據(jù)采集的系統(tǒng)壓力信息，及時(shí)調(diào)整空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，最大程度保證運(yùn)行狀態(tài)的空壓機(jī)處于最佳負(fù)荷工況。2）、新上變頻器，優(yōu)化控制空壓機(jī)運(yùn)行。通過變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的容量控制，“所供即所需”，將空壓機(jī)站系統(tǒng)空壓機(jī)運(yùn)行在恒壓狀態(tài)。3）優(yōu)化供氣管路，最大程度減少壓縮空氣供氣壓力損失。4）、優(yōu)化空壓機(jī)油冷卻系統(tǒng)，通過智能控制空壓機(jī)油溫在70~80℃3、潤(rùn)滑油系統(tǒng)節(jié)油技術(shù)方案3.1、目前設(shè)備潤(rùn)滑現(xiàn)狀分析水泥生產(chǎn)的主要設(shè)備有破碎機(jī)、生料磨、熟料磨、回轉(zhuǎn)窯、磨煤機(jī)、壓縮機(jī)、輸送機(jī)、風(fēng)機(jī)、冷卻機(jī)等設(shè)備的軸承、齒輪箱等部件。水泥生產(chǎn)的破碎、研磨、輸送、焙燒、等工藝環(huán)節(jié)均為干式生產(chǎn)，粉塵大，各潤(rùn)滑站點(diǎn)的污染物除摩擦副產(chǎn)生的機(jī)械磨屑外，外部污染物主要為粉塵顆粒，造成潤(rùn)滑性能下降，潤(rùn)滑不良，甚至失效，給設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來非常危險(xiǎn)的故障隱患。目前廠內(nèi)設(shè)備普遍采用濾芯式濾油器來凈化，生產(chǎn)線上的過濾裝置，主要靠濾芯過濾，濾網(wǎng)太粗，只能凈化較大的顆粒（而現(xiàn)在據(jù)科學(xué)分析5um以下的顆粒雜質(zhì)的危害性更大），濾芯太細(xì)，容易堵塞，需要經(jīng)常清洗，使用壽命非常短，需要經(jīng)常更換，成本自然上升，而且維護(hù)十分麻煩。污染嚴(yán)重凈化效果不好，需要經(jīng)常換油，油的浪費(fèi)也十分嚴(yán)重。水泥生產(chǎn)線上的潤(rùn)滑點(diǎn)多采用稀油潤(rùn)滑，稀油站的循環(huán)油箱體積相對(duì)較小，幾百升至幾千升，使用其它類型的凈油機(jī)，如真空或?yàn)V芯式凈油機(jī)其去處固體顆粒物雜質(zhì)的原理與上述濾芯式過濾器相同，容易堵塞，過濾效率低，后期耗材成本高。總之，由于油液污染嚴(yán)重，污染速度快，導(dǎo)致油品品質(zhì)很快便壞，潤(rùn)滑效果很差，致使磨損加劇，設(shè)備故障率高，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。頻繁換油和補(bǔ)充新油及濾芯的消耗費(fèi)用很大。3.2、潤(rùn)滑油凈化技術(shù)方案（在線離心凈油機(jī)）在線旁路凈化是一種行之有效的潤(rùn)滑油凈化方法，在潤(rùn)滑油箱上安裝一套在線旁路凈油設(shè)備，實(shí)時(shí)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行凈化，及時(shí)去除水份、顆粒物、油泥等污染物，保持潤(rùn)滑油的清潔，減緩潤(rùn)滑油的劣化，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的使用壽命。結(jié)合廠內(nèi)油液污染嚴(yán)重，污染速度快的現(xiàn)場(chǎng)情況，需要對(duì)油液進(jìn)行在線、連續(xù)凈化，保證油液的清潔度，以確保設(shè)備正常運(yùn)行。該技術(shù)是在系統(tǒng)油箱上安裝一套在線旁路凈化系統(tǒng)，這是目前最普遍采用的在線連續(xù)凈化方式，使?jié)櫥椭械碾s質(zhì)油泥及時(shí)清除，保證油液一直處于相對(duì)清潔。選型主要依據(jù)系統(tǒng)油箱大小來確定。離心式凈油機(jī)是依據(jù)離心力原理去除油液中的污染物。在離心式凈油機(jī)中有一個(gè)關(guān)鍵部件雙噴式中心轉(zhuǎn)子，通過它將由油液所產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。它的轉(zhuǎn)速能在6000rpm以上，所產(chǎn)生的離心力約為重力的2000倍以上，因?yàn)橛团c污染物的比重不同，所產(chǎn)生的離心力大小不一樣，顆粒無論大小都可以被取出。堅(jiān)硬而鋒利的磨損性之金屬雜質(zhì)，加上那些使零件磨損或使?jié)櫥妥冑|(zhì)的污染物，即使是1um那樣的大小顆粒，亦能被取出。油液自油箱經(jīng)過油泵加壓（0.6~0.8Mpa）后從離心分離器入口進(jìn)入離心分離器內(nèi)部，如圖所示，油液首先充滿離心分離器轉(zhuǎn)子內(nèi)部，轉(zhuǎn)子內(nèi)部壓力增大，然后一定壓力的油液從轉(zhuǎn)子下部?jī)蓚€(gè)對(duì)置的噴嘴噴出，轉(zhuǎn)子在噴射反作用力下開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速不斷加大，直至最終轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。油液中的顆粒污染物在離心力的作用下被甩向轉(zhuǎn)子內(nèi)壁，最終沉積在轉(zhuǎn)子內(nèi)壁的襯紙上，凈化后的油液從離心分離器的底部返回油箱。 對(duì)于一條水泥熟料生產(chǎn)線而言，共配置六臺(tái)油泵、凈油機(jī)、配套油儲(chǔ)罐及油質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。3.3、潤(rùn)滑油凈化技術(shù)優(yōu)勢(shì)凈油機(jī)獨(dú)立安裝油箱上，采用在線旁路連續(xù)凈化方式，實(shí)時(shí)去除油液中的污染物，不影響液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)的正常使用，適用于破碎機(jī)、磨機(jī)、篦冷機(jī)等的潤(rùn)滑站及液壓站。由于離心式凈油機(jī)是通過離心力將污染物從油中去除，是一個(gè)純物理過程，不會(huì)改變潤(rùn)滑油的成份，不影響潤(rùn)滑油的性能指標(biāo)。而且和其他凈油設(shè)備相比，離心式凈油機(jī)還具備以下優(yōu)點(diǎn)：①、采用國(guó)外專利技術(shù)，關(guān)鍵部件從國(guó)外進(jìn)口，性能優(yōu)異。②、無濾芯，無需耗材。③、體積小巧，節(jié)省安裝空間，便于安裝。④、構(gòu)造簡(jiǎn)單，油壓驅(qū)動(dòng)原理獨(dú)特，無易損件，運(yùn)行可靠性高，故障率低。⑤、凈化精度高，達(dá)到0.25微米。⑥、凈化范圍廣，能夠清除其他濾油機(jī)除不了的小顆粒雜質(zhì)、膠質(zhì)、油泥等。⑦、整機(jī)功率小，低耗能。⑧、安裝、拆卸簡(jiǎn)單方便，清理時(shí)間短，只需5-10分鐘。⑨、干式排污，污渣呈塊狀、餅狀或稠糊狀，排污時(shí)沒有油的損耗。⑩、可處理油液的粘度高達(dá)320cst，超過320#油品可選配加熱裝置。4、水泥窯微油點(diǎn)火系統(tǒng)4.1、微油點(diǎn)火技術(shù)簡(jiǎn)介微油點(diǎn)火技術(shù)作為一種新型點(diǎn)火技術(shù)，具有節(jié)油環(huán)保功能，在電站鍋爐改造已經(jīng)非常成熟，有的電站鍋爐微油點(diǎn)火技術(shù)改造后節(jié)油率達(dá)到了95%以上。而在水泥行業(yè)，烘窯過程和維持窯溫階段是水泥行業(yè)用油主要階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，單條生產(chǎn)線年耗油量可達(dá)80~150噸。水泥窯節(jié)油點(diǎn)火技術(shù)“微油點(diǎn)火”技術(shù)有著非常現(xiàn)實(shí)的和迫切的需要。微油點(diǎn)火技術(shù)，是利用少量的油氣化以后完全燃燒，產(chǎn)生的高溫火焰（1500~2000℃水泥窯燃燒器點(diǎn)火節(jié)油的原理是，重新設(shè)計(jì)一個(gè)多通道煤粉燃燒器（根據(jù)水泥窯的參數(shù)、性能、煤質(zhì)等），保持原來燃燒器正常運(yùn)行時(shí)的功能。重新設(shè)計(jì)的燃燒器包括中心風(fēng)、煤風(fēng)、旋流風(fēng)、軸風(fēng)。在中心風(fēng)管內(nèi)設(shè)置微油點(diǎn)火氣化油槍。點(diǎn)火時(shí)通過一些機(jī)械裝置把中心風(fēng)管向后移動(dòng)一定距離，微油槍著火后直接給煤風(fēng)，從而點(diǎn)燃煤粉，從而實(shí)現(xiàn)烘窯及維持窯溫。等窯溫達(dá)到需要的溫度以后，退出油槍運(yùn)行，中心風(fēng)管移動(dòng)到正常位置。整個(gè)燃燒器作為正常燃燒器使用，煅燒熟料。通過上述點(diǎn)火方式，避免了僅僅使用原來大油槍烘窯及維持窯溫，從而達(dá)到點(diǎn)火節(jié)油的目的。4.2、改造方案對(duì)于水泥窯實(shí)現(xiàn)微油點(diǎn)火改造，涉及的系統(tǒng)很少，現(xiàn)有系統(tǒng)完全可以滿足要求。主要涉及油壓、風(fēng)壓、壓縮空氣的參數(shù)調(diào)整。對(duì)改造后的系統(tǒng)，根據(jù)水泥生產(chǎn)線參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)風(fēng)壓、中心風(fēng)管移動(dòng)距離等做適當(dāng)調(diào)整，以實(shí)際觀察燃燒火焰到適當(dāng)。5、余熱發(fā)電水泵節(jié)能技術(shù)方案5.1當(dāng)前余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵運(yùn)行情況余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行存在如下特點(diǎn)：受水泥窯生產(chǎn)負(fù)荷波動(dòng)影響較大；因磨損、結(jié)垢等因素影響余熱鍋爐出力在檢修周期內(nèi)存在較大波動(dòng)；受季節(jié)、天氣影響，循環(huán)水存在明顯波動(dòng)。這使得余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行工況變化幅度較大。當(dāng)前水泥廠余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵運(yùn)行，水泵和系統(tǒng)不相匹配，“大馬拉小車現(xiàn)象”嚴(yán)重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗”的不利工況上運(yùn)行，或?yàn)槠ヅ涔に囈笏到y(tǒng)管路存在嚴(yán)重的節(jié)流，是當(dāng)前水泵高能耗的主要原因。5.2余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵改造方案結(jié)合余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，水泵節(jié)能改造，方案如下：利用精密的儀器和先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行的工況參數(shù)和相關(guān)的設(shè)備參數(shù)，分析系統(tǒng)存在高能耗的原因，準(zhǔn)確找到設(shè)備與流體輸送相匹配的最佳工況點(diǎn)，并提出最佳方案。按最佳工況運(yùn)行原則，建立準(zhǔn)確的水力數(shù)學(xué)模型和參數(shù)采集標(biāo)準(zhǔn)，量身定做高效節(jié)能泵或高效葉輪。采用高效節(jié)能泵替換低效泵，或更換現(xiàn)有水泵葉輪為高效節(jié)能的三元流葉輪，消除因系統(tǒng)配置不合理引起的高能耗，提高流體輸送效率，徹底解決循環(huán)水過流量引起能耗增加的現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能最大化。第三部分節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)效益分析1、投資及預(yù)期收益分析1.1、分解爐節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)效益分析節(jié)煤專家系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定的24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，不受人干預(yù)，而且分解爐出口溫度控制穩(wěn)定，比人工控制波動(dòng)幅度降低約15%，控制效果明顯。據(jù)理論及實(shí)際案例測(cè)試，應(yīng)用節(jié)煤專家系統(tǒng)后，綜合煤耗可降低1%~2%。按照原系統(tǒng)熟料標(biāo)煤耗105kg/t計(jì)算，系統(tǒng)年運(yùn)行300天計(jì)算，年可節(jié)省標(biāo)煤： 105×330×5000÷1000×(1%~2%)=1732.5~3465t 按年節(jié)省2200t標(biāo)煤計(jì)算，標(biāo)煤價(jià)格700元/t，每條生產(chǎn)線年節(jié)省人民幣約：2200t×700元=154萬元。整套測(cè)試、控制及軟件系統(tǒng)總投資約150萬元。靜態(tài)投資回收期0.9年。1.2、空壓機(jī)改造經(jīng)濟(jì)效益分析不同的運(yùn)行工況及運(yùn)行方式，改造后空壓機(jī)節(jié)能量也不相同。根據(jù)以往改造經(jīng)驗(yàn)，空壓機(jī)節(jié)能可達(dá)當(dāng)前能耗的25%。對(duì)于本工程，對(duì)單條生產(chǎn)線的2臺(tái)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造可達(dá)到最佳投資回報(bào)比。據(jù)此計(jì)算，對(duì)于2臺(tái)110kW空壓機(jī)，年節(jié)能收益（7200小時(shí)）約：110kW/臺(tái)×2臺(tái)×25%×7200小時(shí)=39.6萬kWh39.6萬kWh×0.8元/kWh=31.68萬元整套變頻控制系統(tǒng)總投資約18萬元。靜態(tài)投資回收期0.57年。1.3、潤(rùn)滑油系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析采用離心式凈油機(jī)在線旁路連續(xù)凈化方式，預(yù)計(jì)能帶來以下效益：1）降低了設(shè)備自帶濾芯的負(fù)荷，延長(zhǎng)濾芯的清理周期，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。2）減少因粉塵和金屬顆粒，雜質(zhì)磨損而造成設(shè)備故障停機(jī)次數(shù)，有效保證設(shè)備正常運(yùn)行，降低維修、維護(hù)成本。 3）減輕齒輪、軸承的磨損，延長(zhǎng)齒輪和軸承的壽命，降低設(shè)備故障率。4）減緩油液氧化變質(zhì)的速度，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的使用壽命。根據(jù)以往案例，每12個(gè)月更換一次潤(rùn)滑油變?yōu)槊?4個(gè)月更換一次。減少濾芯更換數(shù)量。5）設(shè)備磨損將下降60%，設(shè)備故障下降65%.6）減少意外停機(jī)造成的損失。 根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，通過全優(yōu)潤(rùn)滑系統(tǒng)優(yōu)化企業(yè)設(shè)備管理費(fèi)用，生產(chǎn)線年節(jié)約潤(rùn)滑油50噸。以1年節(jié)約50t左右潤(rùn)滑油計(jì)算，其市場(chǎng)價(jià)約：1.05萬元/t×50t=53萬元處理50t油的人工費(fèi)用約：0.06萬元/t×50t=3萬元因此，年節(jié)約成本約56萬元，其他設(shè)備維修及大修成本將大幅降低。整套生產(chǎn)線采用全優(yōu)潤(rùn)滑系統(tǒng)合計(jì)投資55萬元。靜態(tài)投資回收期0.98年。1.4、微油點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析一條5000t/d生產(chǎn)線，年消耗燃油按80t計(jì)算，燃油價(jià)格按7500元/t計(jì)算，節(jié)油率按25%計(jì)算，燃煤價(jià)格按600元/t（包括煤粉系統(tǒng)消耗的電能成本及設(shè)備損耗成本）計(jì)算，年節(jié)省費(fèi)用：節(jié)省燃油：80t×25%=20t節(jié)省燃油費(fèi)用：20t×7500元/t=15萬元減少消耗的燃油，在窯爐內(nèi)其熱值由燃煤替代。因此會(huì)增加燃煤的消耗。增加煤粉消耗：(80t×25%×42MJ/kg)÷20MJ/kg×600元/t=2.52萬元因此，節(jié)省費(fèi)用：15萬元-2.52萬元=12.48萬元整套潤(rùn)滑油系統(tǒng)總投資額約為13萬元。靜態(tài)投資回收期1.04年。1.5、余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵改造經(jīng)濟(jì)效益分析對(duì)于5000t/d生產(chǎn)線，余熱發(fā)電系統(tǒng)（10MW）適合水泵葉輪改造或更換水泵節(jié)能改造的有給水泵、循環(huán)水泵，適合變頻節(jié)能改造的有循環(huán)水泵。低壓鍋爐給水泵、疏水泵、凝結(jié)水泵功率較少，單位節(jié)能量改造投資較高，不建議改造。對(duì)于水泵節(jié)能改造，最高可獲得水泵能耗25%的節(jié)能率。根據(jù)生產(chǎn)線目前運(yùn)行狀況，改造1臺(tái)185kW的循環(huán)水泵具有最佳的投資回報(bào)比，改造后可獲得的節(jié)能收益為：185kW×25%×7200h=33.3萬kWh 33.3萬kWh×0.8元/kWh=26.64萬元 水泵及附件改造總投資費(fèi)用約54萬元。靜態(tài)投資回收期2年。2、綜合經(jīng)濟(jì)效益分析一條5000t/d水泥生產(chǎn)線，進(jìn)行改造后，預(yù)期獲得的收益見下表：項(xiàng)目改造技術(shù)最高節(jié)能、節(jié)油量節(jié)能收益（萬元）折標(biāo)煤（t）減排CO2（t）SO2（t）分解爐改造專家在線2200t標(biāo)煤1542000.15800.450.0空壓機(jī)改造變頻、油路及氣路改造39.6萬kWh31.68154.6448.43.9潤(rùn)滑油過濾處理50t潤(rùn)滑油56000窯爐燃燒器微油點(diǎn)火32t燃油12.5000余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵更換水泵或改造葉輪，變頻33.3萬kWh26.6114.7332.52.9合計(jì)280.82269.56581.356.8注：折標(biāo)煤系數(shù)，參考GBT2589-2008綜合能耗計(jì)算通則綜上，改造完成后，每年可節(jié)省標(biāo)煤2200t，節(jié)電72.9萬kWh，節(jié)省潤(rùn)滑油消耗50t，節(jié)省燃油消耗32t；預(yù)期獲得年收益280.8萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)，可減少碳排放約6581.3t，減少二氧化硫排放56.8t，社會(huì)效益顯著。各項(xiàng)節(jié)能改造綜合經(jīng)濟(jì)效益分析見下表：項(xiàng)目投資額（萬元）年節(jié)能收益（萬元）靜態(tài)投資回收期（年）分解爐改造1501540.91空壓機(jī)改造1831.680.57潤(rùn)滑油過濾處理55560.98窯爐燃燒器1312.481.04余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵5426.642.03合計(jì)290280.8第四部分投資建設(shè)方式5000t/d水泥生產(chǎn)線節(jié)能改造，可以采用常規(guī)建設(shè)方式。1、常規(guī)建設(shè)方式常規(guī)建設(shè)方式合作，即：由甲方（業(yè)主或用能單位）出資建設(shè)，乙方提供相應(yīng)的工程服務(wù)。第五部分結(jié)論當(dāng)前5000t/d生產(chǎn)線，仍存在明顯的節(jié)能、節(jié)油的空間。其中包括：分解爐、空壓機(jī)、余熱發(fā)電系統(tǒng)水泵、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、窯爐點(diǎn)火過程。對(duì)于分解爐，可采用節(jié)煤專家系統(tǒng)替代當(dāng)前人工操作。此項(xiàng)改造投資額約為150萬元，每年可節(jié)省燃煤30