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大型化——21世紀中國水泥工業的發展趨勢

1 概述

中國是水泥生產大國，2000年預期產量達5.76億噸，占全球水泥總產量的三分之一。中國水泥工業存在的主要問題是產業結構不合理：在產品結構上，優質水泥僅占10%，許多立窯水泥按歐洲標準衡量為不合格廢料。在技術結構上，工藝落后的立窯產量占總產量的80%，技術先進的新型干法產量僅占約10%；在規模結構上，全國水泥廠平均規模低于10萬噸/年，經濟效益差，能源浪費，環境污染嚴重。

按照國家經貿委和國家建材局對水泥工業“十五”規劃的總體精神；控制總量，優化產業結構，東部沿海地區重點發展4000t/d及以上預分解窯，中西部地區以2000t/d規模為主。從區域分布及產業結構上講，開發國產化大規模生產線具有很大的市場潛力。我國主要水泥生產區域水泥總產量及新型干法水泥生產量列表比較如下：

從上述圖表比較可知，新型干法水泥生產線在各地的水泥生產總量中的比例不大，從控制總量，以優代劣的水泥工業發展前景看，新型干法水泥生產線大有發展前途。

我國東部沿海地區和長江沿岸有著豐富的石灰石資源，而且東部沿海地區的工業和經濟的發展帶來了市場對于水泥數量和質量的需求。借助于便利的運輸條件，在自然資源條件較好的地區興建大型生產線不僅可以滿足經濟發達地區的市場需求，而且還可以將優質的熟料供給由立窯廠改造而成的粉磨站，促進水泥工業的結構調整。

我國今后水泥需求量預測（單位：億噸）（采用經濟計量模型法對水泥需求量預測）
年 份200020052010
生 產1.52.83.4
基本建設2.53.64.6
農 村2.02.23.0
合 計6.0±0.38.8±0.311.0±0.5

隨著國民經濟高速度的持續發展，質量高、成本低的產品需求量相應增長，大型化生產線以其獨特的技術優勢，最佳化地滿足這種需求。

2 國外大型預分解窯現狀及面向二十一世紀的水泥工業新特點

2.1 國外大型預分解窯的現狀

九十年代國際上水泥窯以預分解窯燒成技術為主流，主要表現在進一步優化系統內各單項裝備技術，提高產量和質量，降低熱耗和電耗，籍以提高勞動生產率，降低產品成本，增加經濟效益，同時擴大原燃料的使用范圍和減少粉塵和有害氣體的排放，以保持可持續發展。
新型干法窯不斷向大型化邁進，自動化水平不斷提高，單機最大能力已達10000t/d，噸水泥綜合電耗已降低到90kwh/t，熱耗低于3000KJ/kg-cl，勞動生產率已提高到10000～15000t（水泥）/人.年；環保日益受到重視，目前德國、英國、法國等一些環保標準較高的國家對新建水泥廠污染物排放的限值為粉塵小于40mg/Nm3，SO2小于200 mg/Nm3，NOx小于500 mg/Nm3。工業廢物利用：個別窯用廢燃料約占總燃料的50%～100%。歐洲工業發達國家廢燃料平均使用量占總燃料量的15%以上。
年 份195019601970198019902000
水泥年產量（百萬/年）132.3315568871.91151.81470

回轉窯的平均規模隨著水泥需求量、產量的增長而擴大。五十年代前窯的平均能力約300t/d。當時的世界水泥產量僅為132.3百萬噸。半個世紀以來，隨著產量不斷的擴大，窯的規格也隨之擴大，尤其九十年代發展更快，投產了較多的5500t/d及7500t/d以及少數10000t/d級的回轉窯。從1992年到2001年，合計約72條5000t/d以上生產線投入運行，其中5000t/d～6500t/d約48條，7000t/d～8500t/d約20條，9000t/d～10000t/d4條，其區域分布如下表：

1992～2001年運行的大規模生產線分布表（條）
噸位 中泰印印菲韓朝馬巴日臺科伊黎埃巴阿墨德瑞加美意沙
t/d國國尼度律國鮮來基本灣威朗巴及西根西國典拿國大特
賓西斯特嫩遷哥大利
亞坦
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

上述生產線的運行，不但克服了大型化裝備運行的一系列問題，例如大型裝備制造、加工、運輸，耐火砌筑，耐高溫、耐磨材料的開發使用等問題，而且必須做到設備在運行中穩定、可靠、先進。因此一方面使所在工廠取得了顯著的經濟效益，另一方面推動了水泥工業及相關工業的技術進步。可以認為5500t/d，7500t/d窯已有豐富的實踐經驗。

2.2 面向二十一世紀的水泥工業的技術趨勢

1）設備大型化，回轉窯的單機最大能力達12,000t/d，用于生料粉磨的輥式磨的最大能力可達800t/h，且轉率與窯匹配，與之相適應的材料及加工方法同步發展，計算機輔助設計、有限元素分析，計算流體力學，計算機仿真手段可確保大型化設備的設計更可靠有效。

2）低的操作成本及維護成本
大型化燒成熱耗可低于650kcal/kg，clinker，噸水泥電耗可小于80kwh/t.cement。余熱、替代原燃料的利用、有害有毒廢物利用，不但能節省原、燃料成本，而且能征收處置費用，使產品成本進一步降低。

3）自動化程度高，生產過程控制（各種專家系統），產品質量的全方位控制，生產、原燃料、銷售的網絡化管理，使工廠資本運作達到最佳化。

4）環境效應

水泥工業進一步與環境相容，不但降低粉塵的排放，而且采用新技術使氣體中的CO2、NOx、SO2的排放量達到最小。二十一世紀水泥企業在環保上的目標做到“三零一負”……即在水泥生產過程中實現對環境的零污染；對電能和天然礦物燃料的零消耗；對廢渣、廢料的零排放；不僅如此，水泥企業還能治理和循環利用部分有毒、有害廢棄物和城市垃圾等作為二次原燃料，為減輕全社會的環境問題作出貢獻，以實現水泥工業可持續發展。