1.中国水泥工业的能耗状况

水泥行业是高能耗行业。在水泥生产中，破碎后的原料不仅要按一定的比例使用，而且要粉磨到一定的细度，这样才能混合均匀，成为合格的原料，煅烧过程中的物理化学反应才能顺利进行。水泥制品只有磨细到一定的细度，才能在建筑施工中发挥其应有的强度和作用。目前，水泥行业研磨物料的主要设备仍然是球磨机。1876年球磨机问世，1891年连续生产的球磨机投入工业使用。球磨机的筒体由轧制钢板制成，两端带空主轴的轴承座，一端进料，另一端出料，可连续生产。水平筒体装有不同形式的衬板和不同规格的研磨体，研磨体多为钢球；当传动装置带动筒体转动时，研磨体将物料研磨成细粉，故名:球磨机。如果研磨体内有钢棒，也叫棒磨机。在水泥行业，无论这类粉磨设备的粉磨体类型如何，习惯上都以“球磨机”作为其通称。水泥工业每生产一吨水泥需要粉磨三吨左右的各种物料，粉磨电耗占水泥生产综合电耗的72%。据有关部门统计，2007年全国平均吨水泥电耗为93.75kwh/t。在一些技术落后的企业，吨水泥电耗甚至高达115 kWh/t，其中，粉磨生料和水泥电耗约为67.5Kwh/t水泥(42.5级)。

2007年，中国生产了13.6亿吨水泥，平均耗电量为97.5千瓦时/吨水泥。水泥行业年消耗约1326亿千瓦时。粉磨系统用电约1000亿千瓦时。虽然球磨机的能量利用率很低，只有3%左右。但是，球磨机的耐用性仍然是水泥行业的最爱。我们可以看到，某企业有三台2.4×11M的球磨机，已经运行了近50年。磨体、减速器和电机都处于良好状态，仍在发挥巨大作用。近年来，有人提倡“无球磨机”水泥生产工艺，对于新建生产线，用立磨和挤出机终粉磨代替高能耗的球磨工艺实现水泥生产过程节能是可行的。然而，据我国水泥行业不完全统计，目前运行的球磨机多达2万台，短时间内几乎不可能全部用立磨和挤压机终粉磨工艺替代。因此，研究和开发已投入运行的各种球磨机粉磨系统的节能技术迫在眉睫。如果要讨论球磨机系统能耗高的原因，笔者认为我们很多人对球磨机的粉磨系统的认识还是不全面的。比如国内很多企业，通过改变磨机内部结构，也没有增加选粉机，产量并没有增加多少。近几年增加了挤压预粉磨系统，结果产量增加不多。某企业总工程师评价，很多转型“只有工作效率，没有能效”。为什么？这是因为球磨机的研磨过程是一个“系统”。就最简单的开流磨矿工艺而言，影响这个系统产量和电耗的因素有上百种。只有一个环节的转化往往作用不大，甚至没有作用，有些转化的产出反而减少。通过对国内数千台不同规格、不同工艺系统的磨机的观察、分析和研究，我们认为大多数水泥企业的粉磨工艺存在系统缺陷，导致球磨机产量低、能耗高。

2.行业节能空分析

解决球磨机粉磨过程中的高能耗问题并非不可能。近十年来，我们通过理论研究、措施创新、控制技术发展、管理方法指导，在国内外近百套系统中进行实践，取得了一系列成功。在此基础上，我们总结了“球磨机系统优化节能技术”。利用磨机系统的优化技术；可以实现粉磨生料的电耗

考虑到原工艺的局限性，我们预测水泥行业节能空约为12 ~ 18%，这样中国水泥行业每年节能约120 ~ 180亿kW·h，是三峡水电站年发电量的1/5(长江三峡工程是当今世界上最大的水利工程，总坝顶长3035米， 坝高185米，总装机容量1820千瓦时，年发电量847亿千瓦)； 相当于葛洲坝水电站年发电量(葛洲坝水电站装机容量271.5万千瓦，年发电量157亿千瓦时)。从上面可以看出，整个水泥行业的节能潜力是巨大的，尤其是中小企业。由于传统技术的限制和认识的不同，接触新技术的范围较窄，很多企业在工艺流程中可以得到的节能措施没有得到落实，这是一个遗憾。水泥工业节能应引起足够重视。

3.球磨机系统优化节能技术

我们研究的球磨机系统优化节能技术包括三个方面:(1)针对开流式磨机的开流式磨机系统优化技术；(2)闭路系统(转子分级机)三高和三高磨矿系统优化技术；挤压联合粉磨系统的粉磨系统平衡优化技术。

3.1开流粉磨系统开流粉磨系统主要用于水泥工业中矿渣粉和水泥的粉磨。粉磨矿渣粉时，电耗一般为55 ~ 75 kWh/t，粉磨水泥时，电耗一般为35 ~ 45 kWh/t，目前我国有5000多套明流粉磨系统。传统开流磨系统能耗高、产量低的主要原因是系统参数不达标，甚至很多企业对系统没有参数指标。开流磨系统的优化，就是根据大量的理论研究，实践参数的总结和一系列的技术措施，对运行系统进行优化，使系统达到理想的工作状态。

3.2转子分级机闭路粉磨系统转子分级机闭路粉磨系统主要用于水泥工业中的生料和水泥的粉磨。粉磨生料时，电耗一般为20 ~ 28 kWh/t，粉磨水泥时，电耗一般为35 ~ 45 kWh/t，目前国内中小企业多采用此工艺。目前，转子选粉机系统存在一系列问题，由于系统参数不达标，导致系统产量低。如何让转子选粉机系统达到理想的工艺参数？我们研究的技术措施是优化工艺系统。具体措施如下:1 .原料粉碎细度高；2.高效研磨；3.支持有效的粉末选择；4.通风系统的优化；5.空气选择系统的优化；6.物流系统优化。通过优化的粉磨系统，在运行过程中会有一个理想的系统参数。

3.3挤压联合粉磨系统挤压机粉磨技术因其良好的粉磨效率(挤压机的粉磨效率高于辊立式粉磨，挤压机完全限制挤压)发展迅速，节能效果显著，磨钢消耗低。目前挤压机联合粉磨系统多采用挤压机，辊压机和磨机必须相互匹配，否则达不到理想的效果。目前，中国有2000多套这样的系统。计算基于装机容量平衡法。根据我们的研究，这种计算方法存在很多问题，导致系统不平衡。实际的粉磨系统平衡主要以物料平衡为基础，我们主要研究系统物料平衡的计算方法。采用系统平衡优化技术。使系统达到理想的效果。

4.应用真实列表

矿渣粉磨系统优化列为内蒙古某厂2.4×13m矿渣磨:系统优化前，混合矿渣粉(矿渣55%，熟料25%，粉煤灰10%，石灰石5%，石膏5%)粉磨，每小时产量15~16t/h，比表面积410m2/kg，粉磨电耗70kwh/t；后台优化系统时，产量稳定在25t/h，比表面积460m2/kg，粉磨电耗55kwh/t；在原有基础上，产量提高56.25%，节电21.4%。2007年改造后，一直稳定运行。青海某厂2.6×13m矿渣粉磨:系统优化前磨细矿渣粉，每小时产量14 ~ 18t/h，比表面积410 m2/kg；系统在后台优化时，产量稳定在22t/h，比表面积为460㎡/kg，产量在原有基础上提高22.22%。吉林某厂3.2×13m矿渣磨:系统优化后产量稳定在30t/h，比表面积450m2/kg。对云南某厂3.2×13m水泥磨进行了优化:系统优化前，每小时产量48t/h，比表面积380 m2/kg；系统后台优化时，产量稳定在65t/h，比表面积390 m2/kg；在原有基础上增产35.41%，2009年以来一直稳定运行。内蒙古某厂3.2×13m水泥磨:系统优化前，每小时产量46t/h，比表面积380 m2/kg；系统后台优化时，产量稳定在62t/h，比表面积390 m2/kg；在原有基础上增产34.78%，自2008年改造以来一直平稳运行。改造后，该开炼机系统的产量与该厂3.2×13带挤出机和分散机的开炼机系统基本相同。山西某厂3.8×13m水泥磨:系统优化前，每小时产量100t/h；后台优化系统时，产量稳定在130t/h；耗电量从34千瓦时/吨下降到28.634千瓦时/吨..在原有基础上增产30.0%。节电15.79%。江苏某厂3.2×13m挤压联合粉磨系统:每小时产量97.0t/h

5.附言

水泥行业节能空巨大，但行业节能陷入怪圈。设备节能技术多，工艺技术节能技术少。这是因为设备技术的研究可以获得更多的经济效益，而工艺技术是“脑力经济”，很难产业化。即使效果不错，也很难大面积推广。再加上各种因素，企业需要稳定的技术人才和到位的企业管理来掌握这些。