水泥工業(yè)發(fā)展趨勢研究
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1中國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1中國水泥行業(yè)生產(chǎn)工藝
1.1.1新型干法水泥生產(chǎn)工藝自2002年以后,國內(nèi)立窯水泥生產(chǎn)工藝受到明顯遏制,新型干法水泥生產(chǎn)得到快速發(fā)展。截止2012年底,國內(nèi)統(tǒng)計規(guī)模以上水泥企業(yè)有4000余家,采用新型干法水泥生產(chǎn)工藝共1637條,其水泥產(chǎn)量約16億噸,占2012年水泥總產(chǎn)量的90%。因此,新型干法水泥生產(chǎn)工藝已成為我國水泥行業(yè)的主流工藝,該工藝也是當(dāng)今世界較先進(jìn)的水泥生產(chǎn)工藝,它以懸浮預(yù)熱設(shè)備技術(shù)和預(yù)分解技術(shù)設(shè)備為核心,將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于原料的破碎和預(yù)均化、生料的粉磨和均化、熟料的煅燒及水泥粉等生產(chǎn)的全過程,使得水泥的生產(chǎn)成為高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約能源、清潔生產(chǎn)和符合環(huán)保要求的現(xiàn)代化綠色產(chǎn)業(yè),該工藝過程分為破碎預(yù)均化、生料制備、預(yù)熱分解、水泥熟料的燒成、水泥粉磨及儲運幾個工序。我國從國外引進(jìn)20項高效節(jié)能設(shè)備單機(jī)設(shè)計制造技術(shù)、轉(zhuǎn)化為國產(chǎn)水泥設(shè)備,且自行研發(fā)的2000~4000t/d新型干法生產(chǎn)線實現(xiàn)了完全國產(chǎn)化,這標(biāo)志著我國水泥工業(yè)進(jìn)入了向大型化發(fā)展的軌道[2]。1.1.2新型半干法JT窯水泥生產(chǎn)工藝JT窯水泥生產(chǎn)工藝由自主創(chuàng)新的JT窯與新型干法優(yōu)勢互補(bǔ)組合而成,該工藝保留了立窯傳熱效率高的直接傳熱方式及設(shè)備簡單的燒成工藝,煤粉與生料共同粉磨成球燒成;而它的窯爐結(jié)構(gòu)、配料方案、預(yù)加水成球工藝及智能操作等方面都進(jìn)行了更新改造和創(chuàng)新,全部采納新型干法的設(shè)計理念和設(shè)備選型。該工藝最為顯著的特點是高利廢能力,即幾乎全部利用當(dāng)?shù)毓に噺U渣和廢液作為生產(chǎn)原料;其次該工藝環(huán)保低排放,即二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫的排放較國內(nèi)現(xiàn)有其他技術(shù)明顯下降,因此該技術(shù)已得到工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司和原材料工業(yè)司及中國水泥協(xié)會的充分肯定和高度評價[3]。窯水泥生產(chǎn)工藝現(xiàn)已在寧夏石嘴山惠磊建材有限公司投產(chǎn),該公司100%利用電石渣、雙氰胺等工業(yè)廢棄物作為原料,用工業(yè)廢水代替全部成球生產(chǎn)用水,成功生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料,在國內(nèi)外均屬首創(chuàng)。
1.2中國水泥行業(yè)生產(chǎn)規(guī)?,F(xiàn)狀
我國是水泥生產(chǎn)與消費大國,截至2012年底,我國水泥產(chǎn)量達(dá)到22.5億噸,占世界水泥產(chǎn)量的60%以上。2001年以來,國內(nèi)水泥產(chǎn)量穩(wěn)定快速發(fā)展,特別是2003年,是水泥工業(yè)有史以來的第一個高增長年,國民經(jīng)濟(jì)保持9%以上的高速增長是水泥產(chǎn)量增長的直接原因;“十一五”期間,在國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展的帶動下,再者國內(nèi)大型水泥企業(yè)迅速崛起、企業(yè)兼并重組步伐的加快、新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用及落后產(chǎn)能的淘汰,國內(nèi)水泥工業(yè)呈快速發(fā)展,截至2010年國內(nèi)水泥產(chǎn)量18.8億噸,是2005年的1.7倍,年均增長11.9%,新型干法水泥熟料產(chǎn)能占總產(chǎn)能的81%,比2005年提高41個百分點。日產(chǎn)4000噸及以上熟料的產(chǎn)能占57%。五年淘汰落后產(chǎn)能3.4億噸,特別在2006、2009年增長幅度較大;進(jìn)入新世紀(jì)以來,截至2011年底,全國水泥產(chǎn)能達(dá)到29.44億噸(其中,落后產(chǎn)能3.5億噸),產(chǎn)能過剩24%左右;全國水泥行業(yè)出現(xiàn)水泥產(chǎn)能全局性過剩,因此國內(nèi)水泥工業(yè)也從高需求、高供給向穩(wěn)增長,高控制方向發(fā)展,故2011、2012年水泥產(chǎn)量增長幅度明顯趨緩。
1.3中國水泥行業(yè)新型干法生產(chǎn)線現(xiàn)狀
截至2012年末,全國新型干法水泥生產(chǎn)線共有1637條,產(chǎn)量達(dá)到21.84億噸,新型干法水泥產(chǎn)量占水泥總產(chǎn)量的90%,見表1;4000~10000t/d以上新型干法生產(chǎn)線的熟料產(chǎn)量達(dá)到38%,見表2。從表1可以看出,2001~2012年,隨著國內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,國內(nèi)新型干法水泥產(chǎn)量穩(wěn)步增長,特別“十一五”的五年,新型水泥產(chǎn)量從16.02億噸增長到21.84億噸,同時新型干法水泥生產(chǎn)線也由715條增長到2012年的1637條,其水泥產(chǎn)量占水泥總產(chǎn)量的90%,這說明我國水泥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)已基本實現(xiàn)向新型干法的劃時代轉(zhuǎn)變。國內(nèi)新型水泥生產(chǎn)線規(guī)模分布見表2。表2表明,目前國內(nèi)以2000~4000t/d的新型水泥生產(chǎn)線為主,占新型干法水泥生產(chǎn)線的42.39%,而日產(chǎn)4000~8000噸的水泥生產(chǎn)線的水泥產(chǎn)量達(dá)到36.83%,同比2011年增長了2.1%,這是由于2012年全國新投產(chǎn)新型干法水泥生產(chǎn)線124條,其中日產(chǎn)10000噸3條,日產(chǎn)4000~8000噸生產(chǎn)線75條[4]。今后隨著新型干法水泥大規(guī)模生產(chǎn)線的投入,可以看出,我國新型干法水泥熟料生產(chǎn)線≥4000t/d將占主導(dǎo)地位。
1.4中國水泥行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀
我國通過淘汰落后產(chǎn)能,大力推廣余熱發(fā)電、節(jié)能粉磨、變頻調(diào)速、水泥助磨劑、廢渣綜合利用等技術(shù),目前每噸新型干法水泥熟料綜合能耗降至115kg標(biāo)準(zhǔn)煤,比2005年下降12%,年綜合利用固體廢棄物超過4億噸[5];在余熱發(fā)電方面,2011年底國內(nèi)已有692條余熱發(fā)電生產(chǎn)線4657MW投運,占可改造余熱發(fā)電生產(chǎn)線的55%[6];在電耗方面,通過采用立磨和輥壓機(jī)技術(shù)可以大幅度降低水泥生產(chǎn)的能源消耗,使噸水泥電耗由105kWh下降到80kWh以下[7]。同時還建成一批利用水泥窯無害化最終協(xié)同處置城市生活垃圾、城市污泥、各類固體廢棄物示范工程。
2中國水泥工業(yè)存在的問題
目前,近年來,國內(nèi)水泥行業(yè)按照國家產(chǎn)業(yè)政策的總體要求,大力推廣新型干法水泥工藝,但仍存在以下問題:一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾尚未根本解決,落后產(chǎn)能規(guī)模仍較大;二是水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈短,附加值較低;三是部分地區(qū)重復(fù)建設(shè),產(chǎn)能嚴(yán)重過剩;四是自主創(chuàng)新能力不足,高科技人才相對缺乏,部分企業(yè)自主開發(fā)能力較弱,產(chǎn)品升級換代慢,制約了行業(yè)發(fā)展步伐。
3中國水泥工業(yè)發(fā)展趨勢
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速增長,水泥工業(yè)也面臨著發(fā)展機(jī)遇,同時也面臨更大的挑戰(zhàn)。我國水泥工業(yè)發(fā)展趨勢如下:
(1)大力推進(jìn)節(jié)能減排行動,實施綠色發(fā)展。水泥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃大綱重點提出,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。在這一大環(huán)境下,水泥工業(yè)要適應(yīng)市場需求變化,根據(jù)科技進(jìn)步新趨勢,健全節(jié)能減排激勵約束機(jī)制。目前,國內(nèi)還有一定量的立窯和小粉磨站為代表的落后生產(chǎn)工藝,同時,一批早起建設(shè)的中小規(guī)模預(yù)分解生產(chǎn)線的裝備水平已相對落后,因此,行業(yè)節(jié)能減排是國內(nèi)水泥工業(yè)發(fā)展趨勢之一。
(2)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),延長國內(nèi)水泥行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈。近年來,國內(nèi)水泥產(chǎn)能過剩,市場競爭愈加激烈,水泥企業(yè)的利潤空間被壓縮的越來越小。要進(jìn)一步滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求,適應(yīng)現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展要求,適應(yīng)市場需求的變化,提高行業(yè)效益水平,就必須大力發(fā)展加工制品業(yè),由產(chǎn)品生產(chǎn)向應(yīng)用服務(wù)轉(zhuǎn)型,成為結(jié)構(gòu)工程問題系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商和服務(wù)商大力發(fā)展適合現(xiàn)代建筑業(yè)需要的高品質(zhì)的水泥深加工產(chǎn)品,不僅有利于改變單純追求規(guī)模和數(shù)量的傳統(tǒng)發(fā)展模式,也有利于提升行業(yè)的整體競爭力和獲利空間,因此國內(nèi)水泥工業(yè)要堅持大力水泥的發(fā)展理念,通過內(nèi)生和外延式發(fā)展,積極拓寬發(fā)展空間。
(3)加快淘汰產(chǎn)能,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。國內(nèi)水泥工業(yè)不再以新增生產(chǎn)能力為主導(dǎo),要引導(dǎo)行業(yè)從以增量和平行推廣現(xiàn)有成熟技術(shù)為主,向通過推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級為主的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,由單純追求產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)張轉(zhuǎn)向追求質(zhì)量和效益的提升轉(zhuǎn)變,由粗放式無序競爭轉(zhuǎn)向規(guī)范有序的競爭轉(zhuǎn)變。通過淘汰落后產(chǎn)能、發(fā)展先進(jìn)、有核心競爭力的產(chǎn)能,提高產(chǎn)品質(zhì)量及行業(yè)運行效益為中心,從而形成限制淘汰一批、改造提升一批、發(fā)展培育一批企業(yè),而達(dá)到提升產(chǎn)業(yè)層次。
(4)大力發(fā)展自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。目前,新型干法工藝的發(fā)展過多地集中在對成熟工藝技術(shù)和成熟的國產(chǎn)化裝備的平行推廣,而新一代的技術(shù)創(chuàng)新和更高層面的技術(shù)提升沒有引起足夠的重視。2012年以來,我國水泥工業(yè)將全面進(jìn)入技術(shù)結(jié)構(gòu)升級階段,水泥工業(yè)將通過加快推進(jìn)自主創(chuàng)新,構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)支撐體系,全面推進(jìn)現(xiàn)代化的進(jìn)程自主創(chuàng)新能力是全面提升行業(yè)企業(yè)發(fā)展內(nèi)在動力的決定性因素,誰擁有了自主創(chuàng)新能力,誰就能在激烈的市場競爭中把握先機(jī)贏得主動。因此,企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體作用是國內(nèi)水泥工業(yè)發(fā)展趨勢之一。
作者:李建梅李國棟蔡超工作單位:寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院