水泥行業是我國國民經濟建設的重要基礎材料產業，也是主要的能源資源消耗和污染物排放行業之一。目前，我國擁有水泥企業近５０００家，產量已連續多年位居世界首位。２０１０年全國累計水泥總產量１８．７億噸，水泥行業能源消耗總量約占全國能源消耗總量的５％以上。
當前我國正處于工業化、城鎮化加速發展的重要階段，經濟社會發展面臨著嚴峻的資源和環境雙重約束。水泥行業作為我國主要的高能耗、高排放產業，是工業領域節能減排的重點和難點，其節能減排效果對完成我國能源消耗目標、工業可持續發展起著舉足輕重的作用。因此，進一步加大節能減排力度，已成為水泥行業面臨的一項艱巨而緊迫的任務。
采用富氧助燃裝置可節煤１１．１９％，節煤５１６９噸
４月１日，一則令我國水泥行業倍感振奮的消息從山東煙臺海洋水泥有限公司傳來，我國首臺水泥回轉爐窯富氧助燃節能裝置在這里正式投入運行。
運行當日，煙臺能源監察大隊按照“全氧、富氧燃燒技術改造節能評價方法”對這臺大型節能裝置進行了測試。測試表明，在不增加燃料的前提下，爐窯火焰溫度相對提高了１８０℃-２００℃。經煙臺海洋水泥有限公司運行對比測試，可節約燃煤１１．１９％，節能率達到１０．０３％，一臺水泥回轉爐窯年節煤達５１６９噸。如此顯著的節能效果令廠方贊嘆不已。
山東煙臺海洋水泥有限公司始建于１９７０年，擁有一條日產１０００噸熟料的回轉爐窯水泥生產線，年水泥生產能力為４０萬噸。據該公司總經理楊國榮介紹，投入運行的這臺節能裝置采用了局部全富氧助燃技術，每小時設計氧氣流量為２５００立方米，在燃用低質煤的情況下，氧氣流量仍可達每小時２７００立方米，氧濃度達３０％以上。
這臺富氧助燃節能裝置是由煙臺華盛燃燒設備工程有限公司研制生產的國家發明專利產品，填補了該領域的國內空白，達到國際同類產品的領先水平。該公司董事長姜政華告訴記者，這臺裝置采用了國內最新的技術制造，為了保障在惡劣環境下的使用，他們精心設計了自潔式ＰＬＣ控制空氣過濾裝置，可確保膜組件的使用壽命長達１０年以上。同時，該裝置還首次采用了大型集成化膜組件，可使氧氣流量每小時達到２００００立方米，能滿足日產１００００噸水泥和熱電聯產每小時４５０噸以下的鍋爐使用。據了解，局部全富氧助燃方式的應用，不僅讓工業爐窯節能率達到１０％-２０％，也使設備的性價比更加合理。
業內專家認為，工業爐窯和工業鍋爐采用富氧助燃節能裝置是目前實現節能減排降耗的重要手段。首臺富氧助燃節能裝置的成功運行，標志著我國水泥回轉爐窯節能改造工程又邁上了新的臺階。此舉不僅對進一步大力推進我國工業水泥爐窯節能改造有著積極的示范作用，對促進我國節能減排事業更具有重大的現實意義。
富氧助燃被譽為燃燒領域的“二次革命”
因空氣中只有２０．９％的氧氣參與燃燒，其余約７９％得氮氣不參與燃燒，而且還帶走大量熱量，會造成能源的極大的浪費。膜法制氧、富氧助燃節能技術的誕生，徹底改變了傳統以普通空氣助燃的老式方法，結束了千百年來僅靠空氣助燃的歷史，被譽為燃燒領域的“二次革命”。
煙臺華盛燃燒設備工程有限公司董事長姜政華是這臺節能裝置的發明研制者。他告訴記者，燃料在燃燒時因缺氧會導致設備熱效率低下，因此造成了極大的能源浪費。研究資料表明，煤炭（包括油品、天然氣）在氧濃度為２６％時燃燒最完全，速度最快，溫度最高，熱輻量強度最大。膜法制氧、富氧助燃的燃燒機理就是高分子膜在壓力差的作用下，使空氣中的氧氣優先通過，送入燃燒設備中，從而提高工業爐窯內氧氣的含量，使燃料在燃燒中最大化地轉為熱能，大幅度提高工業爐窯的燃燒效率，由此達到節能之目的。
姜政華介紹，在工業爐窯上，膜法制氧、富氧助燃節能裝置適用于石灰、水泥、冶金回轉爐窯、焚燒爐、冶煉爐等。也適用于小型電站鍋爐和工業鍋爐。近年來，煙臺華盛燃燒設備工程有限公司不斷加大科技投入，已研發出大量擁有自主知識產權的環保節能型產品，并獲得二十余項國家專利。國家發明專利產品-膜法制氧、富氧助燃節能裝置于２００７年被評為山東省優秀節能新技術新產品獎；２００８年榮獲煙臺市優秀節能成果獎；２００８年榮獲第六屆國際發明展覽會金獎；２０１０年７月被山東省政府授予２００９年度山東省優秀成果獎；“十二五”期間被列入山東省重點節能技術、產品和設備第一批推廣目錄。
記者在山東煙臺海洋水泥有限公司爐窯現場看到，這臺富氧助燃節能裝置采用了先進的箱式結構，不僅安裝簡單，而且占地面積小。數字顯示和電腦控制技術使設備操作實現了自動化和無人值守。大型板式膜組件的應用和全變頻設計使該裝置不僅可以滿足用戶制取富氧氣體濃度高的需要，而且具有耗電量小、使用壽命長、節能率高的特點，技術已達到國際領先水平。
水泥行業節能減排形勢緊迫 產能落后即被淘汰
２０１０年，工業和信息化部發布了《關于水泥工業節能減排的指導意見》。其指導思想是，全面貫徹落實科學發展觀，嚴格執行產業政策，以降低能源資源消耗、減少污染物排放為目標，加快科技進步，大力推廣應用先進節能減排技術、工藝、裝備；加大淘汰落后產能力度，推行清潔生產；加強綜合利用，發展循環經濟，強化科學管理，努力構建資源節約與環境友好型水泥行業，促進水泥行業節約、清潔、低碳和可持續發展。
據了解，“十一五”以來，水泥行業按照國家節能減排總體要求，加快產業結構調整步伐，大力推廣新型干法水泥生產工藝，２００９年新型干法水泥產量比重達到７０％；截至２０１０年底，全國已有１３１６條新型干法水泥生產線，１２００條投入運行，年設計熟料產能達１４億噸。
盡管如此，目前我國水泥行業能源資源消耗高、環境負荷重的局面還未得到根本性改變，節能減排仍存在許多突出的問題亟待解決，如單位產品能耗、排放與國際先進水平比較仍有差距。落后產能還占一定比重，節能減排技術和裝備推廣力度不夠。立磨、輥壓磨等高效粉磨技術和變頻調速技術沒有得到充分應用；水泥行業節能減排管理水平需進一步提高。水泥行業節能減排統計、監測和考核體系還有待建立和完善。
工業和信息化部有關人士日前表示，淘汰水泥落后產能主要靠市場，要采用經濟和法律手段、輔以必要的行政手段建立退出機制，通過聯合重組、技術改造等方式加快落后產能淘汰。據介紹，水泥工業２０１１年的落后產能淘汰總量已經確定為１．３億噸。業內人士預計，今年大企業還需繼續加強兼并重組，兩三年后全國水泥企業可能減少到２０００家以內。
推行合同能源管理 用能企業積極性提高
工業和信息化部在《關于水泥工業節能減排的指導意見》中明確提出：要進一步明確生產企業是節能減排的主體，充分發揮企業的積極性。企業要強化節能減排管理制度建設，設立能源管理負責人，明確崗位責任和目標考核要求。要建立完善節能減排新機制和優惠政策。鼓勵專業節能服務公司為水泥企業提供能源審計、節能減排工程服務、合同能源管理、節能項目融資等一系列節能減排技術應用服務。
據了解，在山東煙臺海洋水泥有限公司投入運營的這臺水泥回轉爐窯富氧助燃節能裝置，就是由山東宇彤煤電設備節能服務有限公司投資的。
這家公司成立于２０１０年９月，是國家發改委、財政部公布的全國第二批享受國家扶持政策的專業化節能服務公司。該公司可以提供能源咨詢，可行性研究、項目設計、項目融資、設備采購、人員培訓、節能量檢測，改造和管理等服務。該公司總經理呂永祥向記者介紹了五種合同能源管理模式。一是設備租賃型。客戶向節能服務公司租賃節能設備，租賃期滿后設備無償轉讓給客戶，客戶按月或按季度向節能公司支付設備租金。二是節能效益支付型。客戶委托節能公司進行節能改造，先支付一定比例的預付款，余額用節能效益支付。三是節能量保證型。節能改造工程的全部投入由節能服務公司先期提供，如達到承諾的節能量，客戶支付節能改造工程費用。四是節能效益分享型。節能改造工程前期投入由節能服務公司支付。合同期內節能服務公司與客戶分享由節能改造帶來的降耗收益。合同期滿，節能設備及長期收益全部歸客戶所有。五是能源費用長期托管型。在保證客戶能源成本降低的前提下，客戶能源費用全部交由節能服務供公司管理，節能設備長期的運行管理維護，更新改造再投入均由節能服務公司承擔。
記者了解到，山東煙臺海洋水泥有限公司采用了節能效益分享型合同能源管理模式。該公司總經理楊國榮告訴記者：“合同能源管理這種新機制對水泥工業的節能降耗無疑是一個巨大的促進。節能減排形勢這么嚴峻，有這么好的設備為什么不用？我們企業沒有投入一分錢，不僅實現了顯著的節能效益，而且還能按生產的節能額得到一定比例的分成。還有，在效益期滿后，設備可以無償轉讓給我們企業，何樂而不為？”
４月１日，首臺富氧助燃節能裝置在山東煙臺海洋水泥有限公司運行之時，山東省內外水泥生產企業的老總們親自趕到現場，對這臺節能裝置產生了極大的興趣，紛紛表示自己的企業也很快會安裝，盡早成為節能減排的受益者。許多合同能源管理公司的負責人也慕名而來，積極與煙臺華盛燃燒設備工程有限公司展開合作，在全國以合同能源管理方式大力推廣富氧助燃節能裝置。
水泥行業節能降耗空間巨大 新技術應得到迅速推廣
在４月１５日召開的２０１１年中國國際水泥峰會上，工業和信息化部原材料工業司陳燕海司長稱，“十二五”期間，我國水泥工業要更加注重質量和效益、更加注重環境和生態、更加注重科學發展，要大力支持和鼓勵行業加強技術創新、推進節能減排、促進清潔生產、發展循環經濟、開發低碳技術、淘汰落后產能，提高本質安全，加快轉型升級。
記者了解到，對于水泥行業的節能減排，工業和信息化部在《關于水泥工業節能減排的指導意見》中提出了具體要求：“到‘十二五’末，全國水泥生產平均可比熟料綜合能耗小于１１４千克標準煤／噸，水泥綜合能耗小于９３千克標準煤／噸。水泥顆粒物排放在２００９年基礎上降低５０％，氮氧化物在２００９年基礎上降低２５％，二氧化碳排放強度進一步下降。”
記者了解到，為了實現一系列節能指標，工業和信息化部提出了選擇一批有代表性的先進水泥企業，積極開展“資源節約型、環境友好型”企業創建試點工作，以推進全行業向資源節約型、環境友好型發展模式的轉變。
資料顯示，截至２０１０年底，我國水泥行業新上的新型干法回轉窯水泥生產線為１３１６臺，基本上以日產３０００噸／天為主；冶金行業回轉爐窯２００多臺，石灰行業回轉爐窯２００臺左右。對此，煙臺華盛燃燒設備工程有限公司董事長姜政華認為，如以一臺３０００噸／天水泥回轉爐窯為例，按年耗煤１５萬噸煤（低位發熱值按一般６０００大卡計，煤價按平均１０００元／噸計），加裝富氧裝置后節煤率按平均１０％計算，每臺水泥爐窯可節約煤粉１５０００噸。如果１３１６臺新型干法回轉窯水泥生產線中每年有１０％的安裝上富氧助燃節能裝置，即可推廣使用１３０余臺套，可節約煤粉１９５萬噸。煤粉按１０００元／噸計，可節約資金１９．５億元。由此可見，在水泥行業大力推廣富氧助燃節能裝置所帶來的經濟和社會效益是巨大的。
來源：科技日報