文_韓志雷 中國船級(jí)社質(zhì)量認(rèn)證有限公司

水泥工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國不可或缺的重要支撐。隨著國家“雙碳”政策的不斷出臺(tái)，水泥行業(yè)作為高耗能、高排放的重點(diǎn)行業(yè)，地方政府在控排的目標(biāo)約束下對水泥企業(yè)的限制越來越嚴(yán)。尤其是今年隨著國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南（2022年版）》的出臺(tái)，對水泥生產(chǎn)企業(yè)綠色、低碳化發(fā)展提出了更高的要求。

1 通用硅酸鹽水泥低碳指標(biāo)介紹

CNCA/CTS0017-2014《通用硅酸鹽水泥低碳產(chǎn)品評(píng)價(jià)方法及要求》規(guī)定，通用硅酸鹽水泥低碳指標(biāo)排放限值見表1。

表 1 通用硅酸鹽水泥CO2排放量限值

2 實(shí)際生產(chǎn)過程中的低碳指標(biāo)情況。

在江西地區(qū)，水泥生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)市場需求，主要生產(chǎn)的水泥型號(hào)為PC42.5、PO42.5和PO52.5三種型號(hào)，因此低碳產(chǎn)品認(rèn)證的水泥型號(hào)主要為PC42.5、PO42.5和PO52.5三種。

另外，從評(píng)價(jià)方法及要求來看，計(jì)算單元主要分為：R1生料中碳酸鹽礦物分解產(chǎn)生的CO2；R2新型干法窯旁路粉塵經(jīng)煅燒排放的CO2；R3新型干法窯水泥窯灰經(jīng)煅燒排放的CO2；R4來自傳統(tǒng)化石燃料的CO2（包括煤、汽油、柴油等）；R5從原材料入廠至熟料入庫過程電力消耗產(chǎn)生的CO2；R6水泥制成過程電力消耗產(chǎn)生的CO2；R7外購熟料產(chǎn)生的CO2；R8外購磨細(xì)礦渣粉產(chǎn)生的CO2；R9替代燃料、協(xié)同處置廢物過程產(chǎn)生的CO2；R10營運(yùn)邊界外的余熱利用。

其中R3新型干法窯水泥窯灰經(jīng)煅燒排放的CO2、R7外購熟料產(chǎn)生的CO2、R8外購磨細(xì)礦渣粉產(chǎn)生的CO2、R9替代燃料、協(xié)同處置廢物過程產(chǎn)生的CO2、R10營運(yùn)邊界外的余熱利用基本為0。因此實(shí)際的計(jì)算單元可以近似分為由燒成過程和制成過程兩大部分產(chǎn)生的排放組成，根據(jù)低碳指標(biāo)計(jì)算過程中計(jì)算的CO2排放數(shù)據(jù)，分別列出了燒成過程和制成過程產(chǎn)生的碳排放量，見表2、表3；燒成過程和制成過程產(chǎn)生的碳排放量在總體排放量中的占比情況，見圖1、圖2。

圖1 PO42.5二氧化碳排放占比情況

圖2 PC42.5二氧化碳排放占比情況

表2 PO42.5燒成過程和制成過程的CO2排放量統(tǒng)計(jì)（單位：kgCO2/t）

表3 PC42.5燒成過程和制成過程的CO2排放量統(tǒng)計(jì)（單位：kgCO2/t）

從圖1、圖2來看，燒成過程中產(chǎn)生的CO2排放量占總體CO2排放量的比例基本達(dá)到95%以上。

3 實(shí)際認(rèn)證過程中低碳指標(biāo)偏高的原因分析

3.1 水泥配比不當(dāng)

在評(píng)價(jià)方法及要求中對混合材在水泥配比中范圍做了明確規(guī)定，因此熟料和混合材的配比不同對低碳指標(biāo)的影響很大，以PO42.5水泥的配比為例，不同生產(chǎn)企業(yè)的混合材的占比范圍在7%～17%之間，如果混合材占比少，那么熟料的使用量就會(huì)較大，這樣就會(huì)造成最終的水泥低碳指標(biāo)偏高；反之，水泥低碳指標(biāo)就會(huì)偏低。

3.2 能源消耗量偏高

生產(chǎn)水泥過程中的能源消耗量跟企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)情況、落后設(shè)備淘汰和技術(shù)改造升級(jí)情況以及生產(chǎn)運(yùn)行控制精細(xì)情況有直接的關(guān)系。以本次認(rèn)證的6家企業(yè)的能耗指標(biāo)為例，不同的生產(chǎn)企業(yè)可比熟料綜合能耗指標(biāo)，好的企業(yè)達(dá)到99.90kgce/t，差的企業(yè)在113kgce/t左右；可比水泥綜合能耗指標(biāo)，好的企業(yè)達(dá)到80.00kgce/t，差的企業(yè)在90.00kgce/t左右。

4 優(yōu)化水泥產(chǎn)品碳排放指標(biāo)的改進(jìn)措施

4.1 優(yōu)化水泥配比

從圖1、圖2看出，燒成過程中產(chǎn)生的CO2排放量占總體CO2排放量的比例在95%以上，因此，企業(yè)在滿足國標(biāo)的前提下，參考《通用硅酸鹽水泥低碳產(chǎn)品評(píng)價(jià)方法及要求》中規(guī)定的混合材比例，增加混合材在水泥制成過程中的占比，降低燒成熟料的使用量，就會(huì)在很大程度上降低低碳產(chǎn)品的碳排放指標(biāo)，而且，優(yōu)化水泥配比的措施在降低碳排放指標(biāo)方面容易實(shí)現(xiàn)，效果明顯。

4.2 設(shè)備改造升級(jí)

4.2.1 窯尾收塵系統(tǒng)和風(fēng)道降阻改造

根據(jù)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在的問題，對預(yù)熱器、分解爐、旋流器、預(yù)熱器內(nèi)筒、旋風(fēng)筒、導(dǎo)流板進(jìn)行針對性優(yōu)化改造。改造后通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定測試，達(dá)到了很好的效果，如熟料綜合電耗由改造前的53.33kWh/t下降到改造后的50.17kWh/t，下降了3.16kWh/t；熟料綜合煤耗kgce/t也由改造前的100.35kgce/t下降到99.33kgce/t，下降量1.02kgce/t，以企業(yè)實(shí)際年產(chǎn)熟料200t算，全年節(jié)能效果非常明顯。

4.2.2 采用高效篦冷機(jī)提高熟料燒成系統(tǒng)的熱效率

老一代篦冷機(jī)普遍存在篦床面積小，篦冷腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，生產(chǎn)效率低、阻力大、故障率高。企業(yè)通過改造，將傳統(tǒng)篦冷機(jī)改造成最新四代十字棒篦冷機(jī)，采用中置輥破，配合冷卻風(fēng)機(jī)的永磁電機(jī)改造，不僅提高生產(chǎn)效率，減少故障率，還提升了篦冷機(jī)的熱交換能力，保證二次風(fēng)溫溫度穩(wěn)定在1100℃以上，熟料出口溫度小于65℃加環(huán)境溫度，為熟料的輸送與儲(chǔ)存以及后續(xù)水泥制成創(chuàng)造了更好條件。

總體來看，企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造后，低碳指標(biāo)的降低取得了非常好的效果。

4.3 增加新能源的使用比例

企業(yè)應(yīng)積極探索尋求清潔能源替代，并建立起相應(yīng)的支撐體系，尤其是當(dāng)前國家大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的背景下，水泥生產(chǎn)企業(yè)也在大力開展光伏裝機(jī)建設(shè)，以此增加清潔能源使用比例，降低CO2排放量。

5 結(jié)語

水泥行業(yè)作為全國碳排放的主要領(lǐng)域之一，隨著國家“雙碳”政策的持續(xù)深入，水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)深入貫徹落實(shí)國家戰(zhàn)略部署，積極響應(yīng)節(jié)能降碳改造升級(jí)的要求，在節(jié)能降碳改造升級(jí)工作上統(tǒng)籌謀劃，圍繞“節(jié)電、節(jié)煤、減碳、減排”目標(biāo)，在設(shè)備改造、技術(shù)優(yōu)化升級(jí)、清潔能源替代等方面發(fā)力，為通用硅酸鹽水泥走好低碳發(fā)展道路提供關(guān)鍵支撐。