水泥生产能耗现状分析及降低能耗的有效措施

引言

水泥作为现代建筑不可或缺的基础材料，广泛应用于房屋建筑、道路桥梁、水利工程等各类基础设施建设中，对国民经济的发展起着重要的支撑作用。然而，水泥生产过程复杂，涉及原料开采、破碎、粉磨、煅烧等多个环节，每个环节都需要消耗大量能源。随着全球对能源危机和环境保护的关注度不断提高，水泥行业面临着巨大的节能减排压力。

一、水泥生产能耗现状

1.1 能耗总量及占比

水泥行业在整个工业领域中属于能耗较高的行业。据相关统计数据显示，2023 年水泥行业能耗约 1.5 亿吨标煤，占全国能源消耗总量的 2.7% ，在建材行业能耗中占比高达 70% 左右 。其中，直接煤耗约 1.35 亿吨标煤，占水泥行业总能耗的 88% 上下，煤炭在水泥生产能耗中占据绝对主导地位。这表明水泥行业对煤炭资源的依赖程度较高，能源结构相对单一，在当前煤炭资源有限且环保要求日益严格的背景下，水泥行业面临着较大的能源供应和环境压力。

1.2 各生产环节能耗情况

熟料煅烧环节：熟料煅烧为水泥生产过程中耗能最多的环节，熟料烧成过程的能耗占比水泥生产总能耗的 60% 左右。熟料在煅烧过程中，将生料在高温下烧成，生成一系列的物化反应，得到水泥熟料。过程主要发生在回转窑内，需消耗大量的热能，煤炭为热量的主要提供燃料。煤炭的燃烧提供足够的热量来维持窑内高温状态，让生料得到足够的煅烧。由于受到窑炉热效率、燃烧方式、煤炭质量等因素的影响，该过程存在较大的节能空间。

1.3 能源结构分析

目前，水泥工业用能还是煤炭，2024 年占总能源消费的 75% ，2025 年计划下降至 72% 。水泥工业还是主要以煤炭这种传统能源为主，虽然占比很大，但随着“环保”力度的加强和能源技术的发展，天然气、生物质能、太阳能等其他清洁能源在水泥工业中的比重却逐渐提升。工业电力作为水泥生产过程中的重要二次能源，主要用于驱动动力设备运转，包括原料磨粉、水泥磨粉、余热发电。余热发电技术的广泛使用和生产设备效率的提高将使得水泥企业的用外部电情况还有望改善。

二、水泥生产能耗现状分析

2.1 生产规模与工艺技术

通常，生产规模越大的企业单位产品能耗越低，大规模生产能够实现规模经济，达到资源和设备的集中利用；但现实中，有些大型水泥企业由于管理体制的粗放、生产设备的老化等诸多原因，虽然规模效益较好，但并没有降低单位产品的能耗。工艺技术水平是影响水泥生产单位能耗的重要因素之一，采用先进工艺能够有效提高能源的利用效率，降低单位产品的能耗。

2.2 设备性能与维护状况

水泥生产线设备的性能。效能高、出力强的破碎机、粉磨设备、窑炉等在同样的生产率下用的能源会相对低。例如，新型辊压机比传统的球磨机，在粉磨效率方面高一个台阶，粉磨能耗可相应下降。设备维护的状态。老旧长期运行的设备在不维护或维护不到位的情况下，会造成其设备磨损或老化等现象的发生，进而造成设备运行效率低下，能耗增大。

2.3 燃料质量与供应稳定性

作为水泥生产的主要燃料，煤炭的质量会影响水泥生产线的能耗。煤质的好坏对于水泥生产线的能耗有着明显的影响，燃料热值高、挥发分低、灰份低，这些优良的煤质有着较高的燃烧效率，会节约燃料消耗。而质量不高的煤燃烧不完全，既会造成燃料的浪费，同时燃料使用不完全也会造成窑炉工况的不稳定，影响生产线的正常生产，造成更多耗能。当然，燃料的供给也会影响到生产线的能耗，在燃料出现供应中断或波动时，如果需要更换燃料供应商或煤质，就会造成生产线调整生产工艺，增加水泥生产过程中设备的启停次数，会增加一定的耗能。

2.4 管理水平与员工意识

企业运行管理水平直接影响其耗能水平，合理科学的生产计划、设备调度及能源计划能组织好生产运行、降低不必要的损耗。比如，运行时合理安排设备开启时间、负荷等，避免空负荷和超负荷，降低设备能源消耗。同时员工节能意识也要重视，因为节能往往需要全员参与和努力。

三、降低水泥生产能耗的有效措施

3.1 技术创新与设备升级

推广高效粉磨技术：推广辊压机终粉磨系统、立磨等高效粉磨设备。辊压机终粉磨系统对物料进行高压，使物料在挤压的过程中达到颗粒间团聚与细化的效果，粉磨效率高、电耗低，比传统球磨机可降低电耗 30%～40%, 。立磨通过磨辊在磨盘的碾压作用，实现物料粉磨，占地小、能耗低、烘干能力强，适合用于原料粉磨及水泥粉磨。

3.2 优化生产工艺与流程

优化配料方案：合理调整配料中各原料和燃料的比例，依据原料的化学性质和物理特性精确配料，保证生料化学成分稳定，有利于生料煅烧，产出高质量的熟料，降低能耗。优化操作：加强对窑炉运行中的精细调控，科学的控制窑炉温度、压力、通风量等参数，使窑炉运行达到最佳状态，通过优化参数，可提升熟料煅烧的质量，降低燃料耗量。

3.3 能源管理与员工培训

建立能源管理体系：按照 GB/T23331《能源管理体系要求》等相关标准的要求，建立健全能源管理体系。明确能源管理责任，制定能源目标、指标，对能源利用情况进行实时监测、分析与考核，通过能源审计、能效对标等途径寻找能源利用薄弱环节，制定有针对性的改进措施，开展能源精细化管理。加强员工节能培训：定期组织员工进行节能知识培训，增强员工的节能意识和节能操作技能，培训内容包括设备正确操作方法、节能知识、能源管理体系等要求的培训，通过培训让员工在工作中养成良好的节能习惯，严格遵循操作规程操作设备，避免因员工操作不当而造成的能源浪费。

3.4 政策支持与行业引导

加强节能政策法规建设：政府应完善水泥行业节能政策法规，加大对水泥企业节能技术研发和应用的支持力度，如制定税收优惠政策，对使用先进节能技术及设备的水泥企业，给予税收优惠政策；设立专项资金，资助水泥企业开展节能改造项目。加强水泥企业能耗监管力度，严格执行能耗限额标准，对不达标的水泥企业处以罚款，使得水泥企业自身选择开展节能降耗工作。发挥行业协会的作用：行业协会起到桥梁和纽带的作用，开展技术交流，推广先进的节能技术和经验，加强行业自律，督促水泥行业树立节能减排的意识，使行业的整体能耗水平逐步下降。

结论

水泥生产能耗现状严峻，能耗总量大，各生产环节能耗占比不均衡，能源结构以煤炭为主。生产规模、工艺技术、设备性能、燃料质量、管理水平和员工意识等多种因素影响着水泥生产能耗。通过技术创新与设备升级、优化生产工艺与流程、加强能源管理与员工培训以及借助政策支持与行业引导等一系列措施，可以有效降低水泥生产能耗。案例分析表明，企业通过积极实施节能措施，能够在降低能耗、减少成本的同时，实现经济效益和环境效益的双赢。

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