摘 要：水泥在建材行業(yè)中占據(jù)著非常重要的地位，是世界經(jīng)濟發(fā)展的主要基礎建材。經(jīng)過70多年的發(fā)展，我國目前已經(jīng)成為全球水泥產(chǎn)量最高的國家，產(chǎn)能、品種以及消費量都位居世界之首。但是在水泥行業(yè)高速發(fā)展的過程中也對生態(tài)環(huán)境造成了極大影響。粉塵顆粒物、SO2、NOx的排放量居高不下。在這樣的背景下國家提出了水泥行業(yè)標準化發(fā)展的思路。本文對當前水泥行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，從智能化技術的應用、云計算平臺的應用和綠色低碳理念的應用等幾個方面探索新時期水泥工廠標準化發(fā)展路徑。

關鍵詞：水泥，污染，智能化，數(shù)字化，綠色

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.06.021

0 引 言

水泥是鋼筋混凝土結構中必不可少的材料。我國也是世界上水泥產(chǎn)量與用量最大的國家。據(jù)相關資料統(tǒng)計，2021年，我國水泥總產(chǎn)量為23.63億噸，占世界總產(chǎn)量的一半以上。為提升水泥產(chǎn)品質(zhì)量，加強對水泥市場的監(jiān)管與治理，2021年5月，市場監(jiān)管總局、生態(tài)環(huán)境部等7個部門聯(lián)合發(fā)布了《關于提升水泥產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范水泥市場秩序的意見》，推動水泥行業(yè)向著綠色化、標準化方向發(fā)展。水泥生產(chǎn)企業(yè)應不斷創(chuàng)新發(fā)展，積極探索節(jié)能減排綠色生產(chǎn)技術，提高資源的利用效率，借助數(shù)字化的技術優(yōu)勢加快企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級，最終實現(xiàn)水泥行業(yè)的綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

1 水泥行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 污染物排放

長久以來，我國水泥工廠生產(chǎn)存在著粗放管理問題，不能做到清潔生產(chǎn)，也缺乏加強水泥生產(chǎn)原料與燃料品質(zhì)的控制意識，導致水泥工廠成為重污染源頭。水泥的污染物主要來自粉塵、SO2、NOx、重金屬等。在很長的一段時間里水泥行業(yè)大量污染物的排放造成了嚴重的環(huán)境污染，使我國環(huán)保壓力不斷加劇[1]?！笆奈濉逼陂g，水泥工業(yè)也被國家列為氮氧化物減排重點行業(yè)。

1.2 污染物治理

針對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染問題，水泥企業(yè)也采取了一系列的措施，如利用靜電除塵、袋式除塵等技術收集粉塵；使用低氮燃燒技術處理氮氧化物；使用干法、半干法、濕法進行脫硫等。但是這些方法治理效果欠佳，處理效率較低。

1.3 新標準對水泥行業(yè)的影響

針對水泥行業(yè)產(chǎn)生的日益加劇的污染，2 014年，國家開始實施 GB 4915-2013《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》和GB 30485-2013《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準》兩個標準，其中對水泥行業(yè)非常規(guī)污染物排放標準制定了非常嚴格的限值，表1是中國與美國、歐盟的對比。

新標準對顆粒物（PM）和NOx的排放限值也作了嚴格規(guī)定，一般地區(qū)為PM排放不超過30 mg/m3，重點地區(qū)不超過20 mg/m3，相比2004年，標準變化很大，NOx的排放限值比原標準提高了約60%。由此可以看出，國家對于水泥污染治理的決心是非常大的，并且在以后的發(fā)展過程中還存在較大的收嚴空間[2]。在新標準污染物排放限值要求下，超過90%的企業(yè)需要作出重大調(diào)整，尤其是中小型水泥企業(yè)，否則將會舉步維艱。

2 數(shù)字化背景下水泥工廠標準化發(fā)展路徑

2022年4月，全國水泥標準化技術委員會專題工作匯報會召開，會議指出，我國水泥產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界首位，生產(chǎn)技術與水泥品質(zhì)也處于世界領先水平，未來發(fā)展的方向是綠色低碳。近些年，智能化、數(shù)字化、信息化已經(jīng)成為新時期社會發(fā)展的代名詞，各行各業(yè)都借此掀起轉(zhuǎn)型升級的新篇章，水泥行業(yè)也加入其中。

2.1 智能化技術的應用

在水泥工廠智能化控制系統(tǒng)中，每項都包含了很多分支，最終實現(xiàn)水泥生產(chǎn)企業(yè)的自動化、智能化管理。比如，某水泥工廠在水泥產(chǎn)品質(zhì)量管控方面采用了智能化控制系統(tǒng)，針對熟料或水泥設定好預控目標，智能化系統(tǒng)將會自主完成在線檢測、化驗、分析、配料等一系列操作，而樣品則依靠管道內(nèi)的空氣炮定時傳送。智能質(zhì)量控制系統(tǒng)的應用大大縮短了人工取樣的時間、提高了檢驗頻次，檢測結果更加精準，避免了人工操作過程中誤差的出現(xiàn)。

另外，無人駕駛礦車也將成為水泥行業(yè)未來發(fā)展的重要方向，使用無人駕駛礦車的優(yōu)勢非常明顯：第一，可大大降低安全事故發(fā)生的概率，保障礦石運輸過程中的人員安全；第二，降低水泥工廠的生產(chǎn)成本，智能化控制提高了設備的利用效率；第三，解決了企業(yè)用工短缺的難題。某集團是全國乃至全球首家使用無人駕駛礦車開展礦石運輸作業(yè)的千萬噸級水泥生產(chǎn)工廠，目前，企業(yè)已經(jīng)對多臺TR100礦車進行技術改造，在安裝智能系統(tǒng)后成為無人駕駛礦車，單班運礦量超過了萬噸。除了上述兩個比較典型的應用外，智能化控制系統(tǒng)在窯磨機、破碎機、預均化堆場等逐步在水泥生產(chǎn)企業(yè)中得到推廣。

2.2 云計算平臺的應用

云計算技術是數(shù)字化技術的進一步延伸。目前，很多水泥工廠都忙于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加快云計算技術的布局與應用也成為眾多水泥工廠的必然之選。云計算平臺由第三方企業(yè)提供，按照云主機的不同可分為公有云、私有云和混合云。公有云的用戶是在云服務商構建的基礎框架下使用，屬于開放性的，對于用戶訪問的限制也比較少。私有云則是公有云的服務升級，云服務商向用戶提供單一的云服務，用戶自主使用專用的云部署模式，還可以根據(jù)企業(yè)的需求自動調(diào)整虛擬機?；旌显苿t是介于兩者之間的一種服務方式。

在云平臺剛剛進入水泥行業(yè)的時候，出于成本的考慮企業(yè)選擇使用公有云。但在企業(yè)服務需求不斷增長、應用創(chuàng)新速度不斷提升的情況下公有云已無法適應企業(yè)發(fā)展，在信息安全、使用權限、業(yè)務管理等方面往往受到很多限制，因此，搭建一個可以自由掌控的私有云平臺成為水泥企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的關鍵。

目前，提供云服務的第三方都可以為企業(yè)提供定制化的服務，都具有高端的技術能力。企業(yè)在搭建云服務平臺時可以選擇由公有云和私有云組合在一起的混合云。企業(yè)的核心數(shù)據(jù)以及需要內(nèi)部控制的部分依靠私有云實現(xiàn)，避免信息泄露的風險，而公有云上也有很多重要的信息與資源，對于企業(yè)的發(fā)展起到很大助力[3]。比如某集團與云服務第三方共同搭建云服務平臺，所使用的CAS虛擬化平臺具有融合交付計算、存儲、網(wǎng)絡、安全虛擬化資源的優(yōu)勢，構建起高效、穩(wěn)定的算力引擎，使整個集團的智能化管理水平得到提升。

2.3 綠色低碳理念的應用

水泥行業(yè)要想轉(zhuǎn)變高污染、高能耗的發(fā)展現(xiàn)狀，應加快技術研發(fā)，升級生產(chǎn)工藝，提高資源綜合利用率和勞動生產(chǎn)率，打造生產(chǎn)、檢驗、輸送、管理的智能化控制系統(tǒng)。對原有生產(chǎn)線進行技術改造，引進行業(yè)內(nèi)最先進的脫硫脫硝除塵技術，充分利用水泥生產(chǎn)的余熱發(fā)電，引入智能化設備。目前，水泥行業(yè)中脫硫脫硝應用較多的是SNCR和SCR兩種，SNCR工藝簡單但效率較低，還存在氨逃逸的問題。SCR脫硝效率可以達到90%，但在高溫高塵煙氣中所使用的催化劑容易出現(xiàn)磨損、堵塞問題，且投資高，還需對廢棄催化劑進行二次處理。面對如此困境，某集團研究出一套集脫硫、脫硝、除塵全部功能于一身的一體化技術，取得了良好效果。

3 結 語

一直以來，水泥行業(yè)都存在高污染、高能耗的問題，國家提出了水泥工廠標準化建設的要求。水泥企業(yè)應加快企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，在數(shù)字化背景下推動企業(yè)智能化發(fā)展。目前，國內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)完成智能化管理系統(tǒng)的升級改造，在綠色低碳發(fā)展方面也走在了行業(yè)的前列，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

竇曉童.水泥工業(yè)的污染問題及除塵處理分析[J].中國新技術新產(chǎn)品，2019（10）：138-139.

賈福強.水泥工業(yè)大氣污染物及防治技術[ J ] .綠色環(huán)保建材，2021（9）：36-37.

陳天佼，肖寶仲，陶東光，等.水泥云平臺智能優(yōu)化控制系統(tǒng)應用淺析[J].水泥，2021（11）：65-69.

作者簡介

歐陽葆青，本科，雙學位，研究方向為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及5G應用，智能制造及新技術應用。

（責任編輯：劉憲銀）