中国水泥工业的进步及发展方向

引言：进入21世纪以来，中国水泥工业发生了翻天覆地的变化，预分解窑水泥生产技术和装备水平已经达到国际先进水平，自主研发的、具有知识产权的大型国产化装备，不仅完全满足中国水泥工业的需求，而且还出口到中东、非洲、东南亚、中亚等60多个国家和地区，为国家创收大量外汇的同时，也为中国水泥行业树立了丰碑、赢得了至高声誉和荣耀。但中国水泥的产能严重过剩，水泥产品结构严重不合理，在环保指标、水泥窑协同处理废弃物及低碳节能减排等方面与欧美国家还有很大差距，是中国水泥工业未来的攻关发展方向。

中国水泥工业的成绩

水泥工业是国民经济发展、生产建设和人民生活必不可缺的基础原材料工业。中国水泥工业对全球水泥工业、对中国经济发展都做出了巨大的贡献，取得了令世人瞩目的骄人成绩：

（1）建立了全球最大的水泥工业体系

自1985年以来，中国的水泥生产总量已经连续32年居世界第一位，水泥的产销量约占全球的60.00%。截至2016年底，中国拥有7条日产10000吨、6条日产12000吨预分解窑熟料生产线，是世界上拥有万吨生产线最多的国家；预分解窑低温余热发电装机总容量达到6000MW，形成了完善的预分解窑水泥生产的工业体系[1]。

（2）完成了全球规模最大的产业和技术结构调整

从2005年至2016年，中国淘汰了7亿吨落后产能的立窑水泥企业，新建1700余条预分解窑生产线，其中的70.00%配备了低温余热发电系统，进行了大规模的协同处置，减少了二氧化碳的排放量，实现了绿色发展。2000年我国预分解窑的水泥产量约为1.00亿吨，只占水泥总产量的12.00%，2013～2016连续四年预分解窑的水泥产量达到23.00亿吨，占水泥总产量的95.00%，水泥平均年增长率高达27.28%，完成了全球规模最大的产业和技术结构调整[2]。

（3）实现了水泥装备和技术出口创汇

中国先进的整条生产线全套水泥装备出口数量，在国际市场上按水泥产能计的占有率，从零开始已连续四年达到35.00%～40.00%的份额，跃居世界第一，超过了丹麦FLS、德国KHD等老牌跨国水泥装备供应商。截至2016年底，中国在中东、非洲、东南亚、中亚等60多个国家和地区建成近300个现代化的预分解窑水泥生产线，累计为国家创汇约200亿美元。

（4）培育了中国建材、海螺、金隅等优秀水泥企业集团

中国建材、海螺、金隅等水泥企业集团在海外直接投资兴建的水泥厂多达40余家，已经在国际上树立了各自的品牌，显著地提升了国际竞争力和影响力。在国内，这些企业积极发挥龙头先锋作用，正在有序地进行大规模转型升级、兼并整合重组，以期进一步提高创新能力和核心竞争力，把整个水泥行业全方位做优、做强。

中国水泥生产技术的进步

（1）水泥生产技术指标居世界先进水平

中国自行设计建造的日产5000～12000吨预分解窑熟料生产线，具有完全自主知识产权的装备国产化率≥95.00%，熟料热耗≤3000kJ/kg，熟料电耗≤55kWh/t，水泥粉磨电耗≤30kWh/t，28d熟料抗压强度≥60MPa，人均劳动生产率≥8000t/y，水泥生产的主要技术经济指标都跨入了世界先进水平。

（2）利用低品位原燃材料

中国自主研发的预分解窑生产线，使用石灰石的氧化钙含量可以低到42.00%、氧化镁含量可以高到4.00%；燃煤的挥发分可低至2.00%、灰分可高达40.00%；对原料中有害成份碱、氯、硫等的许用范围也扩大了很多。利用辊磨及管磨，磨制比表面积≥500m2/kg的超细矿渣微粉和粉煤灰，直接掺入水泥或混凝土，有效地调节水泥品种，改善水泥性能，既有效地利用了工业废渣，又显著地降低了生产成本。

（3）水泥生产装备实现国产化和大型化

中国的水泥设计研究院与水泥机械制造公司联合研发设计及加工制造的大型水泥装备，其使用性能已达到甚至超过同期国外先进水平：

在原料破碎方面，用于石灰石破碎的单段锤式破碎机，产量达到1500～1700t/h；用于黏土、粉砂岩、煤等破碎的大型齿辊式破碎机，产量达到550t/h；用于硬硅质原料破碎的大型反击式破碎机，产量达到400t/h。这些破碎机的单机生产能力均可满足12000t/d熟料生产线的配套需要。

在生料粉磨方面：用于生料制备的最大风扫尾卸磨，规格Φ5.0×12m，台时产量高达250t/h；最大中卸磨规格Φ4.6×13m，台时产量高达200t/h；与5000～6000t/d熟料生产线单机配套的生料辊磨，台时产量高达500t/h。

在熟料煅烧方面，用于熟料煅烧的最大回转窑，规格为Φ6.6×96m，生产能力是12000t/d；采用5级布置的预热及分解系统，其C1筒出口废气温度≤320℃，系绕压降≤4.8kPa；采用6级布置的预热及分解系统，其C1筒出口废气温度≤300℃，系绕压降≤5.0kPa。熟料冷却采用第四代篦冷机，熟料单位冷却风量为1.8～2.0Nm3/kg,热效率≥80%；煤粉燃烧采用四风道节能低氮型燃烧器，火焰形状及温度调整灵活，煤粉燃尽率≥99.8%[3]。

在水泥粉磨方面，采用具有自主知识产权、装机功率1320kW×2的大型国产辊压机，作为水泥预粉磨设备，与打散机、“V”型选粉机或组合高效选粉机等灵活配置，形成开流或圈流管磨工艺系统，生产能力≥300t/h，粉磨电耗≤30kWh/t。

（4）收尘环保指标达到国家标准

中国水泥设计研究院与环保设备生产公司共同研发的大型袋收尘器及大型电收尘器，其收尘效率达到99.90%，窑头窑尾排放的废气含尘浓度降低到20mg/Nm3，远低于国家允许排放浓度150mg/Nm3标准；窑内使用中国自主研发的节能低氮型煤粉燃烧器，分解炉采用SNCR脱硝技术，窑尾排放废气的NOx浓度≤500mg/Nm3，达到国家排放标准。

（5）低温余热发电技术取得突飞猛进的发展

中国自主研发的第三代低温余热发电技术装备已经投入生产使用，其减排增效节能效果非常显著，在不增加熟料热耗的前提下，投资只有5000.00～6000.00元/kW，单位熟料发电量达到45kWh/t，发电成本只有0.10～0.12元/kWh，较第二代低温余热发电技术有了突飞猛进的发展。

中国水泥工业存在的问题

（1）产能严重过剩

中国现在的水泥产能约是35亿吨，但水泥销量市场的最高上限约是24亿吨，产能超过需求量至少30.00%，产能利用率不到70.00%，大量水泥生产设备处于浪费的停机状态。

（2）水泥产品结构严重不合理

中国的32.5级水泥大约占市场份额的60%，中高端的42.5、52.5、62.5级水泥合计只占35%～40%；欧美发达国家的32.5水泥市场占有率为40%，42.5水泥为50%～60%，52.5水泥为40%～20%，62.5水泥为0～3%[4]。这种产品结构的差异，致使中国1.40吨的实物水泥才相当于国际平均品质的1吨水泥，在实际应用过程中，制备相同强度等级的混凝土，单位水泥用量要比国际平均水平增加30%～35%。

（3）技术落后企业的环保能耗指标严重超标

上世纪末，中国建造了100多条700～1800t/d的预分解窑熟料生产线，其工艺设备技术远远落后今天的大型预分解窑生产线，其熟料标准煤耗≥130kg/t，熟料电耗≥75kWh/t，窑头及窑尾粉尘排放浓度≥500mg/Nm3，窑尾排放废气中的NOx浓度≥800mg/Nm3，排放的废气污染物严重超标。

（4）水泥窑协同处理生活垃圾几乎是空白

随着工业的发展和人们生活水平的提高，中国城市人均年生活垃圾量已达450kg。水泥窑体积大，热容量也很大，且煅烧温度高达1450℃，技术上具备协同处理生活垃圾的能力。中国有近1800条预分解窑生产线，分属1000多家水泥生产企业，只有海螺、金隅、华润、华新等少数龙头企业象征性地实施水泥窑协同处置生活垃圾，替代燃料煅烧水泥熟料还不到0.10%,远未达到实质性的工业规模应用，与德国的75.00%相比，简直是天壤之别。