日前,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》正式發(fā)布,《意見》提出到2030年,要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型取得顯著成效,重點(diǎn)耗能行業(yè)能源利用效率達(dá)到國際先進(jìn)水平的目標(biāo)。國家發(fā)改委等部門也陸續(xù)下達(dá)了節(jié)能降碳行動計(jì)劃和高能耗行業(yè)節(jié)能改造的要求。
碳達(dá)峰、碳中和轉(zhuǎn)型的系統(tǒng)性變革下,各大水泥企業(yè)緊跟時代潮流,紛紛嘗試通過節(jié)能降碳技改來提升企業(yè)競爭力。但近日有水泥企業(yè)對水泥人網(wǎng)反映,目前水泥行業(yè)燒成系統(tǒng)的熱耗和電耗已經(jīng)達(dá)到了力所能及的較高水平,再繼續(xù)采取技術(shù)措施,已經(jīng)感到無從下手。
為滿足水泥行業(yè)眾多水泥生產(chǎn)技術(shù)管理人員的需求,近日,水泥人網(wǎng)走訪了工信部《國家工業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推薦目錄(2019)》中“水泥熟料節(jié)能降氮燒成技術(shù)”的提供單位——淄博科邦熱工科技有限公司(以下簡稱“科邦”),對其創(chuàng)始人郭紅軍高級工程師展開了專訪。今日特將采訪內(nèi)容與大家分享,詳情如下(由于是深度解讀,講述的內(nèi)容比較多,因此分兩部分刊載):
一、我們在您的微信個性簽名中看到,您寫的是“世界水泥看中國(產(chǎn)量),燒成技術(shù)在科邦(應(yīng)用技術(shù))”這句口號,請問您為什么要這樣寫?這句話是在什么樣的背景下提出的呢?
郭高工:之所以提出這句口號。首先是因?yàn)?ldquo;水泥熟料節(jié)能降氮燒成技術(shù)”被列入了工信部《國家工業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推薦目錄(2019)》,這是唯一的一項(xiàng)被國家推廣的包括了熟料燒成全系統(tǒng)的節(jié)能降碳降氮技術(shù)。在經(jīng)過委托檢索之后,我們還發(fā)現(xiàn),除中國之外,在其他國家的水泥生產(chǎn)線中,都沒有同時具有這五項(xiàng)先進(jìn)工藝特征的生產(chǎn)線在運(yùn)行,而這項(xiàng)技術(shù)可以達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)也是一般單項(xiàng)技術(shù)所不能比擬的。這項(xiàng)技術(shù)是淄博科邦公司研究出來的,我經(jīng)常感到需要把它做得更完美,要想做的完美,就需要讓大家參加進(jìn)來一起進(jìn)行才行,因此,寫出這句話,是為了引起大家的注意和引起討論,究竟是不是在科邦,不是我簡單的說說的問題,也不是某些人說的,是需要有技術(shù)方面的依據(jù)的。
另外一個原因,是因?yàn)槲以谂c一些水泥企業(yè)打交道的過程中,接觸到的一些事情不斷使我受到刺激和產(chǎn)生困惑。我們這個水泥大國,在很多涉及到燒成技術(shù)問題上的表現(xiàn)和認(rèn)識有太大的差距,在一些技術(shù)路線的選擇方面,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于外國技術(shù)。由此使我感到,水泥企業(yè)在遇到技術(shù)難題或是選擇技術(shù)方案的時候,需要有個針對燒成技術(shù)措施的先進(jìn)合理性進(jìn)行評判的地方,而淄博科邦公司可以是這個地方。鑒于上述兩點(diǎn)原因,我才這樣說了這句話。
二、是哪些事情使您受到了刺激,并決定提出這句口號來,引起大家關(guān)注,讓大家再遇到難以決定的技術(shù)問題,有個針對燒成技術(shù)進(jìn)行評判的地方。
郭高工:印象最深刻的有三件,是我在水泥工廠直接面對的事:
第一件事,是我去湖南一個大型水泥廠時,發(fā)現(xiàn)這個廠的條件非常符合采用我們發(fā)明的“精準(zhǔn)平衡操作技術(shù)”,而這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在其他和這個廠系統(tǒng)一樣的工廠用過很多次,并且有多個證明。出于想幫助工廠技術(shù)水平提高的單純考慮,我提出來可以在現(xiàn)有條件下(不用停窯)免費(fèi)給他們進(jìn)行一次提產(chǎn)降耗的操作調(diào)試,可以在什么也不動的條件下,提高產(chǎn)量和降低熱耗。結(jié)果這個廠的技術(shù)負(fù)責(zé)人首先表示不理解,認(rèn)為不可能,然后對我說:“你要是把我的窯燒壞了怎么辦?”當(dāng)時我就不客氣地回了他一句話“科邦追求的是一流的燒成技術(shù),就算你能把窯燒壞,我們也不可能燒壞”。因此這項(xiàng)有利于工廠的事情,就沒有進(jìn)行。然而,當(dāng)相同的情況發(fā)生在阿聯(lián)酋的10000t/d生產(chǎn)線上時,當(dāng)我通過編寫的PPT告訴那些外國專家,如果想用最短的時間最少的投資把熟料溫度降低到合理溫度,在當(dāng)前情況下,首先要把噴煤管的頭部定位在窯口中心線以上50mm的位置(當(dāng)時大約在中心線一下150mm),然后把噴煤管的攏焰罩長度從現(xiàn)在的5mm,調(diào)長到60mm以上。采用新的燒成制度就可以了。當(dāng)天和他們講了之后。第二天他們就在咨詢了三個為工廠提供技術(shù)支持的相關(guān)單位后,特別是咨詢了生產(chǎn)這臺噴煤管的法國皮拉德公司,同意停窯調(diào)整噴煤管的位置(有文章專門介紹)。后來停產(chǎn)了一個星期來準(zhǔn)確調(diào)整噴煤管的位置(停窯調(diào)整的原因是因?yàn)闊o法準(zhǔn)確確認(rèn)噴煤管位置)。運(yùn)行后,熟料溫度從全是接近300℃的紅料,降低到了65℃+環(huán)境溫度。效果非常顯著。為了感謝他們的知遇之恩,我又分析了他們目前運(yùn)行狀況,告訴他們目前具有大幅度減煤的條件,以及減煤的操作方法,結(jié)果他們再一次接受,在18小時內(nèi),頭煤用煤量就減少了1300kg/h;通過這兩件類似事情的對比,我實(shí)實(shí)在在的感覺到了我們國內(nèi)技術(shù)人員與國外技術(shù)人員技術(shù)素質(zhì)的差距和接受新技術(shù)的態(tài)度的差別。
第二個事情是,廣東有個大型水泥廠要降低窯尾系統(tǒng)阻力。我在對整個系統(tǒng)進(jìn)行了反求計(jì)算并分析了運(yùn)行參數(shù)后,發(fā)現(xiàn)整個預(yù)熱器和分解爐的管道的風(fēng)速都不高,但這些并不是造成系統(tǒng)阻力大的主要原因。其主要原因是三次風(fēng)閥門開度太小,系統(tǒng)拉風(fēng)太大以及一個大家都不太關(guān)注的部位的結(jié)構(gòu)不太合理。因此,我根據(jù)流體力學(xué)原理和燒成系統(tǒng)阻力鏈構(gòu)成的各種因素,提出了一個和他們原有的思路完全不一樣的技術(shù)方案。結(jié)果他們表現(xiàn)出根本聽不懂和不理解的狀態(tài),在沒有搞明白的情況下就否決了。而與之對應(yīng)的是,另外一個預(yù)熱器結(jié)構(gòu)和它一樣的民營企業(yè),他們聽了我的介紹后,很快就同意采用我提出的技術(shù)方案,在分解爐和預(yù)熱器尺寸都沒有改動的情況下,僅改動了我在原來的方案中提出的幾個部位,就在產(chǎn)量提高300t/d的情況下,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)阻力降低了1000pa,熱耗降低5kgce/tcl的效果,比任何改造方案的投資都要少,綜合效果要高得多。這又使我感慨,我們的大企業(yè)人才濟(jì)濟(jì),大家有很好的條件氛圍可以深入研究和創(chuàng)新技術(shù),為什么不如一個民營企業(yè)的技術(shù)人員領(lǐng)會接受的快呢?
第三個事情是,2015年我們給一條日產(chǎn)2500噸的燒成系統(tǒng)做了分級燃燒分解爐的改造。這是中國水泥行業(yè)第一個采用這種結(jié)構(gòu)的“分級燃燒分解爐”工廠(專利技術(shù))。當(dāng)時,我們不但改造了分解爐,還同時更換了窯頭噴煤管。改造運(yùn)行后,實(shí)現(xiàn)了氨水用量減少50%以上,熱耗降低3kgce/tcl,產(chǎn)量提高100t/d,熟料的需水量從25-26%降低到23-24%,熟料易磨性提高,小磨時間縮短了1min的綜合效果。甚至水泥磨的產(chǎn)量都提高了5%以上。后來這個工廠寫了一篇文章,發(fā)表在國內(nèi)的一個知名雜志上。這篇文章發(fā)表后引起了很多人的關(guān)注,以至于這期雜志一銷而空,同時也在國內(nèi)掀起了一股進(jìn)行所謂的“無氨脫硝”改造的熱潮。這個熱潮,引起了一些想做改造工程的人的注意,甚至有人跑到這個工廠去測繪了我們的改造結(jié)構(gòu),并在全國各地推廣。但是,很多開始做這項(xiàng)技術(shù)的公司,并沒有很深的燒成技術(shù)和分級燃燒這方面的專業(yè)知識,他們僅僅認(rèn)為只要把三次分管進(jìn)入分解爐的位置,抬高到柱體上,然后再在錐體增加噴煤管,形成所謂的還原區(qū),就能夠?qū)崿F(xiàn)降低氮氧化物和降低熱耗提高產(chǎn)量的效果,后來還發(fā)展到把一部分生料分到分解爐錐體(上個世紀(jì)八十年代曾經(jīng)用過,后來發(fā)現(xiàn)效果不好就不用了),這種根本就沒有詳細(xì)了解分級燃燒分解爐的技術(shù),不知道在這項(xiàng)技術(shù)中,不但要改造分解爐,還有窯頭噴煤管的選型配合,更主要的是在運(yùn)行中必須把三次風(fēng)閥門全部打開,才能夠起到降低氮氧化物和降低熱耗的效果的改造。那些簡單模仿的改造,基本不能產(chǎn)生多項(xiàng)綜合效果,而且副作用比較大。但是,即使這樣,盲目采用這些模仿技術(shù)的工廠還是很多。很多工廠被忽悠改造后,NOx確實(shí)降低下來了(符合理論),但是熱耗也大幅度增加(符合理論),增加大約2-5%已經(jīng)成為常態(tài),甚至有的工廠增加了14kgce/tcl,產(chǎn)量的提高也受到限制。當(dāng)時,有知識和經(jīng)驗(yàn)的專家們,都認(rèn)為這樣種做法不可能降低熱耗,我們也是全開了三次風(fēng)閥門,減少了窯內(nèi)用煤量,才能夠達(dá)到提高產(chǎn)量和降低熱耗的效果的。一個不專業(yè)的公司,提出不全面的經(jīng)不起推敲的說法,竟然忽悠了很多水泥行業(yè)的一大批專業(yè)技術(shù)人員,讓我感到不可理解。這再次說明行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員的技術(shù)素質(zhì)和水平還需要提高,技術(shù)人員為工廠的領(lǐng)導(dǎo)人把好技術(shù)關(guān)的責(zé)任還很不夠。因此我決定提出這句口號,讓大家在拿不準(zhǔn)主義的時候,為一些企業(yè)免費(fèi)提供技術(shù)咨詢,協(xié)助做好技術(shù)把關(guān)工作。這也是讓我提出“燒成技術(shù)在科邦”的原因之一。
三、提出”世界水泥看中國,燒成技術(shù)在科邦“的口號時,有沒有想到這句口號是否會引起行業(yè)內(nèi)人的爭議?
郭高工:當(dāng)我提出“世界水泥看中國,燒成技術(shù)在科邦”時,就已經(jīng)想到會引起很多人的議論甚至反感。但實(shí)際上我希望引起大家的討論和爭論,也希望其他人在燒成技術(shù)方面能比科邦做得更好,不但比我好比我們好,更要比世界上最強(qiáng)大的水泥企業(yè)做得更好。所以我這也可以看作是拋磚引玉,設(shè)了一個擂臺,歡迎水泥行業(yè)的有志之士都來進(jìn)行挑戰(zhàn),通過挑戰(zhàn)促進(jìn)我們國家水泥熟料煅燒技術(shù)的提高,讓我們國家真正成為水泥強(qiáng)國。
四、您提出這個口號,說燒成技術(shù)在科邦,有哪些依據(jù)?您的底氣從哪里來的?
郭高工:首先,我們有中國水泥行業(yè)在世界水泥行業(yè)的一項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)——“水泥熟料燒成系統(tǒng)控制方法”(簡稱精準(zhǔn)平衡操作技術(shù)),這是我們在多年對燒成系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)化升級的過程中研究出來的,這項(xiàng)技術(shù)有完整的理論推導(dǎo)和理論依據(jù),所有的依據(jù)都符合水泥工藝學(xué)的基本原理以及后來發(fā)展的一些原理例如“短粗窯可以煅燒出優(yōu)質(zhì)熟料“的原理”,而這項(xiàng)技術(shù)可以把依據(jù)水泥工藝學(xué)原理設(shè)計(jì)的合理的工藝結(jié)構(gòu)的作用,發(fā)揮到極致。再往更深處分析,我們發(fā)現(xiàn),這項(xiàng)技術(shù)解釋和解決了窯外分解技術(shù)自上個世紀(jì)七十年代在國外誕生以來,一直延續(xù)至今人們一至沒有搞清楚和無法做到的,三次風(fēng)管閥門無法全部打開運(yùn)行的的問題。這是一個直接影響分解爐性能和燒成系統(tǒng)系統(tǒng)性能的重要問題。通過采用這項(xiàng)操作技術(shù),在熟料生產(chǎn)線的正常運(yùn)行中,所有的符合論文中提出條件的燒成系統(tǒng),都可以在運(yùn)行中把三次風(fēng)閥門全開,把噴煤管定位在中心線以上。在調(diào)整后的第一時間內(nèi),實(shí)現(xiàn)降低熱耗﹑降低氮氧化物的產(chǎn)生量﹑降低系統(tǒng)阻力﹑改善熟料結(jié)粒狀況﹑提高熟料質(zhì)量的明顯效果,并在國內(nèi)外10000t/d一下十多條生產(chǎn)線穩(wěn)定應(yīng)用。這是其一;
第二,燒成系統(tǒng)煅燒熟料,主要是靠的窯頭燃燒器和對燃燒器的使用技術(shù)。世界上有名的法國皮拉德公司在上個世紀(jì)八十年代推出了一種性能比較好的“ROTA”型低氮燃燒器,但是由于這個燃燒器三個通道的截面積均可無級調(diào)整。結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,推出三十多年以來,很少有人能夠把它使用的好。以至于這個燃燒器的設(shè)計(jì)師都感到有些無奈,認(rèn)為不會有人使用的好了,并在十多年前退出了中國市場。當(dāng)年我在研究和接觸過的180種不同結(jié)構(gòu)和類型的噴煤管中,選中這個結(jié)構(gòu)的噴煤管作為我們公司今后使用和制造的產(chǎn)品時,并不知道發(fā)生過這些事。是在阿聯(lián)酋10000t/d上調(diào)好了這個噴煤管,并發(fā)揮出優(yōu)異的的性能的時候,才從皮拉德公司的相關(guān)人員的介紹中,知道了這些事情。只是當(dāng)時我已經(jīng)研究出了這種噴煤管的操作使用技術(shù),并提出了“噴煤管的性能是由四個風(fēng)道的各自風(fēng)量和風(fēng)速合理匹配形成的”這一創(chuàng)新理論(這就是多年來人們調(diào)整不好的主要原因),特別是在對這種噴煤管進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,又申請了“非金屬材質(zhì)噴煤管攏焰罩”專利,解決了噴煤管攏焰罩壽命這一世界水泥行業(yè)正在解決中的難題后,極大的提高了低風(fēng)量、低壓力低氮燃燒器控制窯況變化能力的問題,特別是對因?yàn)樯献兓透G頭二次風(fēng)溫風(fēng)量變化導(dǎo)致的窯況不穩(wěn)定的現(xiàn)象,有非同一般的控制能力。由此還驗(yàn)證了水泥工藝學(xué)中提出的四種煅燒制度中,“正?;鹧骒褵贫?rdquo;確實(shí)是最好的煅燒制度,鍛燒出來的熟料完全符合水泥工藝學(xué)里面的描述。這種結(jié)構(gòu)的噴煤管是目前唯一可以完全符合要求產(chǎn)品,完全可以填補(bǔ)目前水泥工藝學(xué)教科書中關(guān)于”正?;鹧骒褵贫?ldquo;定義和描述的空白。在使用中,還驗(yàn)證了80年代外國專家提出的超短窯可以煅燒優(yōu)質(zhì)熟料的原理和理論是正確的。因此可以說,在噴煤管的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和使用技術(shù)上,我們已經(jīng)走在了世界水泥行業(yè)的前面。
而且我還提出了一個從來沒有人做過的事情,從2020年正式推出“節(jié)能型低氮燃燒器”的時候開始,提出了“只要我們同意把噴煤管賣給你,就是向你承諾能夠降低3kgce/tcl以上標(biāo)煤”。這是水泥行業(yè)從來沒有人做的事情。
第三,篦冷機(jī)是燒成系統(tǒng)中對熟料質(zhì)量和系統(tǒng)熱耗起關(guān)鍵作用的設(shè)備。法國圣達(dá)瀚公司原創(chuàng)了“縱向供風(fēng)固定床”技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)可以改善和提高第三代蓖冷機(jī)性能。但是在應(yīng)用中出現(xiàn)了料層控制不穩(wěn)定,穩(wěn)定操作困難的問題。我們在和法國公司合作后,針對發(fā)現(xiàn)的這些問題,研究出“縱向控制流固定床”,提出了“零壓點(diǎn)”之內(nèi)的篦床能力要與固定床匹配的論點(diǎn),在申請了多種篦板專利之后,又研究出“交叉氣流冷卻篦床”專利技術(shù)與固定床的能力匹配。實(shí)現(xiàn)了提高熟料急冷效果和篦冷機(jī)處理能力,使第三代篦冷機(jī)的能力達(dá)到了55t/m.d,并實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化升級。在將該原理應(yīng)用于第四代推動棒式和步進(jìn)式篦冷機(jī)的優(yōu)化升級后,配套采用“不塞料強(qiáng)冷篦板”專利產(chǎn)品,不但使第四代篦冷機(jī)的急冷效果達(dá)到了改進(jìn)后的第三代篦冷機(jī)的效果,更是使生產(chǎn)能力達(dá)到了49t/m2.d,實(shí)現(xiàn)了第四代篦冷機(jī)的優(yōu)化升級。這也是目前世界水泥行業(yè)所沒有的技術(shù)。
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