水泥单位产品能源消耗限额标准介绍

刘继开

电话： 022-26915336

天津水泥工业设计研究院有限公司

目前国家对能源问题高度重视，“十一五”规划纲要把 GDP 能源消耗降低 20 ％作为约束性指标，国家《节能中长期专项规划》将建材工业作为节能的重点领域。

一、水泥单位产品能耗标准制定的必要性

1 、本标准制定背景

2006 年，国家发展和改革委员会相继下发了《水泥工业产业发展政策》（国家发展改革委第 50 号令）、《水泥工业发展专项规划》（发改工业 [2006]2222号）、《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》（发改运行 [2006]609 号）等政策性文件， 2007年 2 月又紧急下发了《国家发展改革委办公厅关于做好淘汰落后水泥生产能力有关工作的通知》，加快对水泥工业的结构调整。

在此背景下，国家有关部门对《中华人民共和

国节约能源法》进行了修订，作为新节能法的配套， 22 项高耗能产业单位产品能耗限额强制性国家标准将陆续制定 ，本标准就是其中的一项。本标准的出台对于落实国家节能减排工作要求、促进我国水泥行业能源利用水平的提高具有重要的意义。

通过本标准确定的现有水泥企业水泥单位产品能源

消耗的限额值，将目前国内水泥工业能耗较高的生产线产能淘汰 20～ 30 ％，优化水泥工业的产业结构，促进水泥工业可持续发展。 通过确定水泥企业水泥单位产品能源消耗限额目标值和新建水泥企业水泥单位产品能源消耗限额的准入值，促进各水泥熟料和水泥生产企业加强管理，达到标准中规定的要求，使整个水泥工业的能耗水平进一步降低。

2 、本标准制定的意义

2006年 8 月，中国建筑材料工业协会和全国水泥标准

化技术委员会下发任务，决定《水泥单位产品能源消耗限额》标准由天津水泥工业设计研究院有限公司负责起草，中国建筑材料科学研究总院和合肥水泥研究设计院协助完成。 2006年 12 月完成《水泥单位产品能源消耗限额》（征求意见稿）， 2007年 1 月25 日对送审稿初稿进行了审查 。 2007年 2 月 9 日在北京对送审稿进行了审查，结合专家的意见修改后形成报批稿。 2007年 12月 7 日国家标准化管理委员会批准标准于 2008年 6 月 1 日起实施。

3 、本标准制定的过程

二、我国水泥工业的总体情况简介1 、近几年水泥产量

年份水泥产量 新型干法水泥产量

万吨 同比增长％ 万吨 同比增长％ 比重％

2000 59700 4.19 6060 8.60 10.15

2001 66400 11.22 8220 35.64 12.38

2002 72500 9.19 12270 49.27 16.92

2003 86200 18.90 18840 53.55 21.86

2004 97000 12.53 31480 67.09 32.45

2005 106400 9.69 47371 50.48 44.52

2006 124000 11.65 62400 31.73 50.32

2007 135000 9.9 55

2 、我国水泥工业能耗情况

2.1、我国各类水泥窑平均热耗对比

窑型 新型干法窑 机立窑 湿法窑 干法中空窑

吨熟料千克标准煤 115 160 208 243

2.2、我国水泥工业主要工艺能耗先进指标

序号 主要生产工艺 熟料热耗

（kg标准煤/t熟料）

水泥综合电耗

（kWh/t）

700t/d 123 115

1000t/d 117 110

2000～2500t/d 106 100 1

新型干法

窑水泥

4000～5000t/d 103 95

2 立窑水泥 122 85

序号 生产线规模t/d

熟料烧成热耗（ kcal/kg）

熟料综合电耗（ kWh/t）

水泥综合电耗（ kWh/t）

1 1000 810～ 830 70 110

22000～

2500 740～ 750 68 100

33000～

3500730～ 735 68 95～ 100

44000～

5000710～ 730 65 95

5 10000 700～ 710 60

2.3、近几年我国水泥工业新型干法不同规模生产线设计能耗指标

2.4、 GB 50443-2007《水泥工厂节能设计规范》规定的新建、扩建水泥生产线主要生产工段分步电耗设计指标及熟料烧成系统的能效设计指标

生产工段（单位） 设计值

石灰石破碎（ kWh/t 石灰石） ≤ 2.0

原料粉磨（ kWh/t 生料） ≤ 22

煤粉制备（ kWh/t 煤粉） ≤ 35

水泥粉磨（ kWh/t 水泥） ≤ 36

水泥包装（ kWh/t 水泥） ≤ 1.5

熟料烧成系统的能效设计指标

工厂规模2000～4000t/d

（含 2000t/d ）4000 t/d 及以上

系统热效率（%） ＞ 50 ＞ 52

熟料烧成热耗（ kJ/kg 熟料） ≤3178 ≤3050

熟料烧成电耗（ kWh/t 熟料） ≤32 ≤28

2.5、国内新型干法生产技术指标与国际水平比较

国际水平 国内水平 项目

先进水平 一般水平 先进水平 一般水平 熟料烧成热耗 kJ/kg 2842 2970 2970 3344～3762 水泥综合电耗 kWh/t 85 95～100 90～95 110

熟料强度 70 65 62 58 窑系统年运转率％ 95 85 90 80

2.6、近几年我国水泥能耗情况

年度吨水泥综合能耗 水泥综合电耗 熟料烧成热

耗新型干法烧成

热耗

kgce/t kWh/t kcal/kg kcal/kg

2005 125　 　 930 　

2006 120 92 885 　

2007 115 91 910 802

2007 年年产量在 100 万吨以上的大型粉磨站吨水泥综合电耗平均 39kWh ，而小型粉磨站（包括关停窑生产线的原立窑企业）吨水泥综合电耗平均 56kWh 。

年度4000t/d以上烧成热

耗2000~2500t/d烧成

热耗1000~1500t/d烧成

热耗

kcal/kg kcal/kg kcal/kg

2005 819 864 883

2006 802 838 920

2007 790 816 883

2.7.1 现有水泥粉磨站水泥综合电耗大致情况（ 1 ）可比水泥综合电耗为 34～ 48 kWh/t 的水泥产量

≥ 90 ％（ 2 ）可比水泥综合电耗 <34 kWh/t 的水泥产量≤ 5 ％（ 3 ）可比水泥综合电耗 >48 kWh/t 的水泥产量≤ 5 ％（ 4 ）可比水泥综合电耗 >45 kWh/t 的水泥产量≤ 20 ％2.7.2 近几年新建的水泥粉磨站，规模一般都在 20 万吨 /

年以上，并且 50 万吨 / 年以上的占很大比例，如采用辊压机等先进技术和装备，则可比水泥综合电耗可以达到 34～ 38kWh/t 。

2.7、国内水泥粉磨水泥综合电耗情况情况

2.8、近几年天津院实测各种规模新型干法生产线能耗情况

序号

生产线规模 测定产量 熟料烧成热耗 熟料烧成标煤耗 熟料 28d抗压强度

t/d t kcal/kg.cl kg/t.cl Mpa

1 700 726 859.53 122.8 　2 700 833 877.66 125.4 　3 700 918 859.93 122.8 　4 1000 1154 812.06 116.0 　5 1000 1014 875.71 125.1 　6 1000 1153 859.53 122.8 　7 1000 1172 817.18 116.7 　8 1000 1175 834.28 119.2 　9 1000 1115 846.53 120.9 　

10 2000 2124 770.00 110.0 　11 2000 2162 856.37 122.3 　12 2000 2010 837.48 119.6 　

序号

生产线规模 测定产量 熟料烧成热耗 熟料烧成标煤耗 熟料 28d抗压强度

t/d t kcal/kg.cl kg/t.cl Mpa

13 2000 2074 738.23 105.5 　14 2000 2511 725.08 103.6 　15 2000 1920 836.98 119.6 　16 2000 2029 853.26 121.9 　17 2000 2138 798.02 114.0 　18 2000 2155 791.32 113.0 　19 2000 2332 784.35 112.1 　20 2500 2408 854.50 122.1 　21 2000 2322 798.22 114.0 48.1~55.0

22 2000 2124 785.05 112.2 　23 2000 1995 884.23 126.3 　24 2000 2395 806.03 115.1 　

序号

生产线规模 测定产量 熟料烧成热耗 熟料烧成标煤耗 熟料 28d抗压强度

t/d t kcal/kg.cl kg/t.cl Mpa

25 2000 2167 872.18 124.6 　26 2000 1950 876.16 125.2 58.9

27 2200 2261 785.30 112.2 56.3~59.6

28 2200 2309 778.11 111.2 51.7~55.7

29 2300 2650 829.83 118.5 59.8

30 2500 2635 738.83 105.5 　31 2500 2815 848.81 121.3 　32 2500 2566 749.97 107.1 53.4~57.4

33 2500 2859 760.39 108.6 56.0~60.0

34 2500 2962 758.55 108.4 58.2～ 61.6

35 2500 2631 779.68 111.4 　36 2500 2770 772.76 110.4 　

序号

生产线规模 测定产量 熟料烧成热耗 熟料烧成标煤耗 熟料 28d抗压强度

t/d t kcal/kg.cl kg/t.cl Mpa

37 2500 2635 753.66 107.7 　38 2500 2731 786.96 112.4 58.7

39 3000 3126 793.09 113.3 57～ 59.8

40 3200 3427 837.11 119.6 　41 5000 5518 709.02 101.3 63.2~66.3

42 5000 5659 732.20 104.6 63

43 5000 6748 738.95 105.6 　44 5000 5753 724.86 103.6 52.0~58.1

45 5000 4825 752.93 107.6 　46 5000 5151 734.34 104.9 59.3～ 61.2

47 5000 5510 726.51 103.8 60.1

48 10000 11360 689.15 98.5 　

天津水泥工业设计研究院有限公司收集的各水泥企业实际运行烧成热耗情况

4000t/d以上烧成热耗

（含 4000t/d）

2000~4000t/d烧成热耗

（含 2000t/d ）

1000~2000t/d烧成热耗

（含 1000t/d ）1000t/d以下烧成热耗

kgce/t kgce/t kgce/t kgce/t

104.3~123 110.9~132.3 133.3 140.8

在统计期内生产每吨熟料的燃料消耗，包括烘干原燃材料和烧成熟料消耗的燃料。采用废弃物作为替代原料时，处理废弃物消耗的燃料不计入燃料消耗。在计算熟料综合煤耗时，应将余热发电产生的电量和余热利用的热量折算成标煤量扣除。余热发电折算时电力折标准煤系数按 0.404kgce/kWh ，计算时应将余热电站自用电量从电站总发电量中扣除。

三、本标准的主要内容1 、主要指标及计算 1.1 熟料综合煤耗

熟料综合煤耗统一修正后所得的综合煤耗 。按熟料28d抗压强度等级修正到 52.5 等级及海拔高度两方面进行修正。熟料 28d抗压强度等级修正系数根据下面公式计算：

a = 水泥企业所在的海拔高度对水泥企业的能耗有影响，同样配置的生产线在高海拔地区的能耗比平原地区的生产线要高得多，因此也需要进行修正。海拔高度修正按下面公式进行计算：

45.52

A

0

H

P

PK

1.2 可比熟料综合煤耗

熟料 28d抗压强度对应的修正系数

熟料强度 MPa 50 51 52 53 54 55 56 57

修正系数 1.012 1.007 1.002 0.998 0.993 0.988 0.984 0.980

熟料强度 MPa 58 59 60 61 62 63 64 65

修正系数 0.975 0.971 0.967 0.963 0.959 0.955 0.952 0.948

在统计期内生产每吨熟料的综合电力消耗，包括熟料生产各过程的电耗和生产熟料辅助过程的电耗 。其范围为从原燃材料进入生产厂区开始，到水泥熟料出厂的整个熟料生产过程消耗的电量，不包括用于基建、技改等项目建设消耗的电量。采用废弃物作为替代原料时，处理废弃物消耗的电量不计入综合电耗。

1.3 熟料综合电耗

熟料综合电耗统一修正后所得的综合电耗 。按熟料 28d抗压强度等级修正到 52.5 等级及海拔高度两方面进行修正。可比熟料综合电耗按下面公式进行计算：

QKCL = a KQCL

1.4 可比熟料综合电耗

在统计期内生产每吨熟料消耗的各种能源统一修正后并折算成标准煤所得的综合能耗。按熟料 28d抗压强度等级修正到 52.5 等级及海拔高度两方面进行修正。可比熟料综合能耗按下面公式进行计算：

ECL= ekcl +0.122 9 ×QKCL

上式中 0.1229 为电力折标准煤系数。

1.5 可比熟料综合能耗

在统计期内生产每吨水泥的综合电力消耗，包括水泥生产各过程的电耗和生产水泥的辅助过程电耗（包括厂内线路损失以及车间办公室、仓库的照明等消耗）。计算水泥综合电耗时要注意将计算的基准统一到 1t 水泥的基准上来。水泥综合电耗按下面公式计算：

C

S P

qpqpqpQqQ fzggmmclCLfm ＝

1.6 水泥综合电耗

水泥综合电耗统一修正后所得的综合电耗。按水泥 28d抗压强度等级修正到出厂为 42.5 等级及混合材掺量统一修正。抗压强度等级修正按下面公式计算：

d =

混合材掺量修正按下面公式计算： f = 0.3％ ×（ FH－ 20 ） 可比熟料综合电耗按下面公式计算： QKS = d（ 1 + f） QS

对于水泥粉磨企业，由于限额指标中考虑了混合材掺量的影响，计算可比熟料综合电耗时按 f为零考虑。

45.42

B

1.7 可比水泥综合电耗

水泥 28d抗压强度对应的修正系数 水泥强度

MPa32 33 34 35 36 37 38 39

修正系数 1.074 1.065 1.057 1.050 1.042 1.035 1.028 1.022

水泥强度MPa

40 41 42 43 44 45 46 47

修正系数 1.015 1.009 1.003 0.997 0.991 0.986 0.980 0.975

水泥强度MPa

48 49 50 51 52 53 54 55

修正系数 0.970 0.965 0.960 0.955 0.951 0.946 0.942 0.938

水泥强度MPa

56 57 58 59 60 61 62 63

修正系数 0.933 0.929 0.925 0.921 0.917 0.914 0.910 0.906

在统计期内生产每吨水泥消耗的各种能源统一修正后并折算成标准煤所得的综合能耗。按熟料 28d

抗压强度等级修正到 52.5 等级、海拔高度、水泥28d抗压强度等级修正到出厂为 42.5 等级及混合材掺量统一修正。按下面公式计算：

EKS= ekcl ×g + eh +0.122 9 ×QKS

标准中可比水泥综合能耗限额中限定值计算时上式中水泥中熟料配比取 75 ％。主要由于目前国内水泥中熟料的平均配比为 75 ％左右。

1.8 可比水泥综合能耗

主要根据调研的情况及代表性企业热工标定的能耗，参考各种规模生产线的平均熟料烧成热耗、综合电耗，按照标准中的修正方法进行修正后确定。

对于 4000t/d以上（含 4000t/d ）生产线，熟料综合标煤耗限额定为 125 kg/t ，熟料综合电耗定为 70 kWh/t ，水泥综合电耗定为 110 kWh/t ；；

2 、标准中能耗限额指标的确定方法 2.1 现有水泥企业水泥单位产品能耗限额的确定

对于 2000～ 4000t/d （含 2000t/d ）生产线，熟料综合标煤耗限额定为 130 kg/t ，熟料综合电耗定为 75 kWh/t ，水泥综合电耗定为 115 kWh/t；对于 1000～ 2000t/d （含 1000t/d ）生产线，熟料综合标煤耗限额定为 135 kg/t ，熟料综合电耗定为 78 kWh/t ，水泥综合电耗定为 120kWh/t；对于 1000t/d以下生产线，熟料综合标煤耗限额定为 140 kg/t ，熟料综合电耗定为 80 kWh/t ，水泥综合电耗定为 125kWh/t 。按照以上修正方法进行修正后，各能耗限额见标准中表 1 。

主要根据国家目前的产业政策及目前不同规模新建生产线的技术指标，按照标准中的修正方法进行修正后确定。对于新建水泥企业， 4000t/d以上（含4000t/d ）生产线熟料综合标煤耗限额定为 115 kg/t ，熟料综合电耗定为 64 kWh/t ，水泥综合电耗定为 95 kWh/t；对于 2000～ 4000t/d （含 2000t/d ）生产线，熟料综合标煤耗限额定为 120 kg/t ，熟料综合电耗定为 67 kWh/t ，水泥综合电耗定为 98 kWh/t；按照以上修正方法进行修正后，各能耗限额见表 2 。

2.2 新建水泥企业水泥单位产品能耗限额的确定

主要根据国际上发达国家的生产指标及国内一些企业先进的能耗指标确定。保证目前国内有部分企业的指标能达到目标值。对于 4000t/d以上（含 4000t/d ）生产线，熟料综合标煤耗限额定为 112kg/t ，熟料综合电耗定为 62 kWh/t ，水泥综合电耗定为 90 kWh/t；对于2000～ 4000t/d （含 2000t/d ）生产线，熟料综合标煤耗限额定为 117 kg/t ，熟料综合电耗定为 64 kWh/t ，水泥综合电耗定为 95 kWh/t按照以上修正方法进行修正后，各能耗限额见表 3 。

2.3水泥企业水泥单位产品能源消耗限额目标值的确定

熟料综合标煤耗的统计包括从原燃材料进厂到熟料烧成整个熟料生产过程消耗的燃料量。目前国内水泥行业中废弃物利用十分广泛，主要是利用废弃物作为替代原料，作为替代燃料的情况比较少，由于部分废弃物水分比较大，烘干废弃物或废弃物本身对熟料烧成带来不利影响会导致熟料烧成热耗增加，此次修订中增加了水泥厂采用废弃物作为替代原料时煤耗的计算方法。

3 、重点技术内容说明3.1、关于燃料统计的范围

由于国内水泥生产的工艺流程种类较多，因此电耗统计的范围也有区别。如矿山距厂区距离不一样，石灰石输送电耗相差较大，有的企业石灰石外购，没有输送电耗，此次修订作了明确规定，都从原材料进入厂区开始到熟料或者水泥出厂为止。

3.2、关于电耗的统计范围

熟料强度的影响因素比较多，有原燃材料方面，熟料煅烧情况以及熟料的冷却等方面。考虑到熟料强度高能多掺入混合材，能取得较好的社会效益和经济效益，间接起到节能效果，值得鼓励，因此仍然参考原标准规定的公式进行修正，将出厂熟料修正到 28d 强度等级为 52.5 。

3.3、关于熟料强度等级修正系数

由于水泥强度等级不一样，在同样的熟料和混合材掺量配比下，水泥的细度也不一样，因此电耗也会有较大的差异，因此必须进行适当的校正，此次修订参考原标准中的修正公式，将出厂水泥修正到 28d抗压强度等级为 42.5 。

3.4、关于水泥强度等级修正系数

熟料的烧成过程是水泥的生产过程中耗能最高的过程，水泥厂在生产中消耗的燃料主要就用于熟料的烧成上。通过热工标定可以对整个窑系统的运行情况有一个充分的了解，通过标定结果可以对系统的操作进行优化，找出生产中存在的问题，可以为窑系统的优化改进提供必要的依据。对于回转窑的热工标定方法和计算方法，可以按照 JC/T 733-2007 《水泥回转窑热平衡测定方法》进行。

1 、熟料烧成系统四、水泥厂可以采取的节能措施

对于能耗偏高的水泥厂，如果通过热工标定对生产情况进行优化后能将窑系统热耗降低 10kcal/kg.cl ，对 2500t/d 的生产线，按一年熟料产量 75 万吨、一吨原煤 500元、原煤热值 5000kcal/kg 煤计算，一年可节约成本 80 万元以上。因此，通过对窑系统进行热工标定，找出生产中存在的问题，对发现的问题采取合理的措施进行改进，是可以达到节能降耗的目的的重要途径。

烧成系统采取的节能措施

a 、减少系统内漏风和外漏风。减少内漏风通过调节各级旋风筒下料管上锁风阀的闪动频率来达到。应尽量避免锁风阀活动过频和不灵活。减少外漏风通过加强窑头和窑尾密封、各人孔门和捅料孔及锁风阀的密封堵漏工作。

b 、加强系统保温隔热。 c 、合理匹配窑炉用风。 d 、篦冷机操作优化，必要时对热回收端篦板进行改造。 e 、窑系统操作优化，分解炉容积不能满足煤粉燃烧的需要时

对分解炉系统进行改造。 f 、对大的风机采取调速装置。 g 、利用窑头和窑尾废气进行余热发电或者采暖热源。 h 、回转窑的煤粉燃烧器采用多通道燃烧器，减少一次风用量，

使一次风用量小于 15％。

3 、煤粉制备系统

尽量采用能耗较低的立磨系统，采用高效选粉机及高效输送系统，大的风机采用调速装置等节能措施。

2 、生料制备系统

采用烟煤作为燃料时，尽量采用能耗较低的立磨系统。当采用无烟煤作为燃料时，由于煤粉细度要求较细，因此磨机产量会较低。同时由于无烟煤颗粒内摩擦力小，不易形成稳定料床，有时不一定合适选择立磨。

5 、压缩空气系统

尽量采用能耗较低的辊压机系统，采用高效选粉机及高效输送系统，如果采用球磨，对研磨介质进行优化。水泥配料中掺入粉煤灰。矿渣等混合材

4 、水泥制备系统

减少泄露，管道直径优化。6 、照明系统

使用金属卤化物灯或高压纳灯代替水银灯、照明合理控制、用高强度荧光灯代替金属卤化物氙气灯。

欢迎各位领导专家欢迎各位领导专家提出宝贵意见！提出宝贵意见！

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