水泥生產線

水泥生產線是生產水泥的一系列設備組成的水泥設備生產線。主要由破碎及預均化、生料製備均化、預熱分解、水泥熟料的燒成、水泥粉磨包裝等過程構成。

在水泥生產線的過程中，每生產1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據統計，幹法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約佔全廠動力的60%以上，其中生料粉磨佔30%以上，煤磨佔約3%，水泥粉磨約佔40%。因此，合理選擇粉磨設備和工藝流程，優化工藝參數，正確操作，控制作業制度，對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。

硅酸鹽類水泥生產工藝在水泥生產設備中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、配料、磨細製成生料，然後喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。

水泥生產設備隨生料製備方法不同，可分為幹法水泥生產線(包括半乾法)與濕法水泥生產線（包括半濕法）兩種。

①幹法水泥生產工藝流程。將原料同時烘乾並粉磨，或先烘乾經粉磨成生料粉後喂入幹法窯內煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水製成生料球，送入立波爾窯內煅燒成熟料的方法，稱之為半乾法，仍屬幹法生產之一種。

②濕法水泥生產工藝流程。將原料加水粉磨成生料漿後，喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脱水後，製成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產之一種。

幹法生產的主要優點是熱耗低（如帶有預熱器的幹法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克），缺點是生料成分不易均勻，車間揚塵大，電耗較高。濕法生產具有操作簡單，生料成分容易控制，產品質量好，料漿輸送方便，車間揚塵少等優點，缺點是熱耗高（熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克）。

水泥設備包括：水泥迴轉窯、旋風預熱器、篦式冷卻器

水泥迴轉窯是煅燒水泥熟料的主要設備，已被廣泛用於水泥、冶金、化工等行業。該設備由筒體、支承裝置、帶擋輪支承裝置、傳動裝置、活動窯頭、窯尾密封裝置、燃燒裝置等部件組成，該回轉窯具有結構簡單，運轉可靠，生產過程容易控制等特點。

篦式冷卻機是一種驟冷式冷卻機，其原理是：用鼓風機吹冷風，將鋪在篦板上成層狀的熟料加以驟冷，使熟料温度由1200℃驟降至100℃以下，冷卻的大量廢氣除入窯作二次風。

（1）破碎：水泥生產過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料，開採後的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中佔有比較重要的地位。

（2）原料預均化 預均化技術就是在原料的存、取過程中，運用科學的堆取料技術，實現原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。

新型幹法水泥生產過程中，穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統起着穩定入窖生料成分的最後一道把關作用。

生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解後，下一道工序是進入迴轉窯中進行熟料的燒成。

在迴轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解併發生一系列的固相反應，生成水泥熟料中的等礦物。隨着物料温度升高近時，等礦物會變成液相，溶解於液相中的 和 進行反應生成大量 （熟料）。熟料燒成後，温度開始降低。最後由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高温熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的温度，同時回收高温熟料的顯熱，提高系統的熱效率和熟料質量。

把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成，代替迴轉窯部分功能，達到縮短回窯長度，同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程，移到預熱器內在懸浮狀態下進行，使生料能夠同窯內排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

（1）物料分散

換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的衝擊下，物料折轉向上隨氣流運動，同時被分散。

（2）氣固分離

當氣流攜帶料粉進入旋風筒後，被迫在旋風筒筒體與內筒（排氣管）之間的環狀空間內做旋轉流動，並且一邊旋轉一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然後轉而向上旋轉上升，由排氣管排出。

（3）預分解

預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和迴轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道，設燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在迴轉窯內進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐內進行；燃料大部分從分解爐內加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內煅燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利於生產大型化；由於燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良性能及特點。

水泥粉磨是水泥製造的最後工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在於將水泥熟料（及膠凝劑、性能調節材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結、硬化要求。

水泥出廠有袋裝和散裝兩種發運方式。 國家標準要求散裝的比例必須達到70%以上，發展散裝水泥是國內的大趨勢。

由國家工業和信息化部主持召開的全國“水泥工業節能減排在線仿真技術現場交流會”在河北省武安市舉行。會上，工信部綜合利用司司長周長益表示，我國將在水泥等工業領域推廣應用在線仿真技術。據瞭解該項技術已通過了工信部科技鑑定。

據介紹，水泥生產在線仿真技術是根據運行設備、系統的設計參數和特性參數建立全物理過程的精細數學模型，再通過真實運行分配控制系統及數據庫進入模型，從而使仿真系統直接取得現場運行狀態和操作動作，對當前狀態進行實時仿真計算並跟蹤生產線實際運行。

該系統需結合生產線的實際情況進行定製，如設備運行情況、生產管理狀況、全廠配套設備等。整個系統的實施週期包括研發、調試、數據採集、優化分析等過程，需要花費1年多時間，不同生產線所裝系統各不相同。整個系統的安裝並非一氣呵成，而是各個子系統功能逐步上線，如可以先讓管理系統或者控制系統上線，再逐步使生產線其他系統進入數字化管控。該項技術在武安市新峯水泥有限責任公司應用。

有報道稱，應用該技術以後，噸熟料標準煤耗可降低8.6千克，熟料綜合電耗每小時降低5千瓦，一條每天生產5000噸的水泥熟料生產線全年可節約標煤15000噸左右，節省電力800萬千瓦時左右，減少二氧化碳排放3萬噸左右，使得水泥每噸成本下降10元以上。廣東亞仿科技相關人員也介紹稱，一條生產線裝備節能控制系統需花費2500-2800萬元，具體價格根據實際生產線情況來定，水泥企業在一年左右時間可收回成本。