РЕФЕРАТ. В статье анализируется опыт применения технологии «ЭКОФОР» на зарубежных заводах. Показана эффективность такой технологии при работе цементных мельниц, как по открытому, так и по замкнутому циклу помола. Эффективность технологии «ЭКОФОР» аналогична применению интенсификаторов помола, но ее применение окупается в короткие сроки.
Материалы, перерабатываемые в производстве цемента, являются диэлектриками, имеющими в некоторой степени свойства сегнето- и пьезоэлектриков [1]. Они электрически поляризуются, одни – многокомпонентная сырьевая мука – при спекании клинкера, а другие – клинкер, гипс и добавки – в результате механической обработки в цементной мельнице. Поляризацию диэлектрического материала можно считать его реакцией на энергетическое – тепловое или механическое воздействие. Устройства “ЭКОФОР” [2] осуществляют деполяризацию диэлектрических материалов в процессе их переработки, ослабляют их противодействие и снижают таким образом удельные затраты энергии, в частности, при обжиге клинкера и помоле цемента [3,4].
Впервые энергосберегающая технология “ЭКОФОР” была апробирована в цементной промышленности России в 1995 г. на печи обжига клинкера ОАО «Пикалевский глинозем», цементной мельнице опытного завода института Гипроцемент и дробилке МЕХАНОБРа. Однако предварительные положительные результаты еще не давали надежды на широкое внедрение технологии “ЭКОФОР” на отечественных заводах. В связи с некоторым улучшением экономического положения предприятий цементной промышленности цементные заводы России стали с 2001 г проявлять интерес к этой работе. А с 1996 г началось внедрение технологии “ЭКОФОР” за рубежом. С тех пор были проведены демонстрации и внедрение технологии “ЭКОФОР” в 30 странах мира, более чем на 100 промышленных объектах, продано около 90 устройств “ЭКОФОР”. За прошедшее время у нас сложилось определенное представление о цементной промышленности мира, накоплен опыт работы российской венчурной фирмы за рубежом.
Первое приглашение на демонстрацию технологии было получено в 1996 г. из Египта, где авторитет советских специалистов был высок еще с времен строительства Ассуанской гидроэлектростанции. Испытания проводились на двух заводах Tourah Portland Cement, на окраине Каира, на старом заводе мокрого способа и на новом – сухого способа производства. Известняк высокого качества добывался из той же горы, с которой несколько тысяч лет назад доставлялись блоки для строительства пирамид. На этих заводах использовались, в основном, открытые циклы помола цемента без применения жидких интенсификаторов. Системы автоматизации были построены на базе регулирующих и показывающих приборов. Поскольку правительство Египта до приватизации предприятий требовало создания дополнительных рабочих мест, заводы были насыщены национальными кадрами. Инжиниринг и консалтинг на базе постоянно размещенных на заводах отделов осуществляла фирма «ASEC» – Arab Swiss Engineering Со. Производительность трех цементных мельниц 56, 75, 110 т/час была повышена на 18-24%, мелющие тела очищены от твердой налипшей оболочки. Производительность мельниц с открытыми циклами помола 80 т/час и 106 т/час на заводах Helwan Portland Cemenl и Ameriyah Cemenl Company (оба сухого способа производства) была повышена соответственно на 12 и 17%. На заводе Alexandria Portland Cement впервые испытания проводились на мельнице с замкнутым циклом помола, и ее производительность повысилась на 12.5% Процесс помола управлялся компьютерной системой управления, что позволило понять нюансы работы этой технологии, значительно более чувствительной и сложной по сравнению с открытым циклом помола. В 1997 г. шесть египетских заводов были оснащены устройствами “ЭКОФОР”, а информация об эффективности этой технологии начала распространяться среди цементников арабских стран.
В Султанате Оман технический уровень производства оказался более высоким: сухой способ, замкнутые циклы помола с использованием жидких интенсификаторов помола. Обслуживали производство, в основном, квалифицированные индийские специалисты. На заводе Raysat Cement Company производительность мельницы сырьевой муки увеличилась на 12%. На цементной мельнице 55 т/час подача интенсификаторов была постепенно исключена без снижения ее производительности и качества помола. Таким образом, было показано, что эффективность применения интенсификаторов и устройств ” ЭКОФОР” одинакова. Выбросы цементной пыли в атмосферу одновременно снизились на 15%, т.к она стала лучше электризоваться в электрофильтре и осаждаться на его заземленных электродах. На заводе Oman Cement Company два устройства “ЭКОФОР” позволили при использовании жидких интенсификаторов повысить производительность мельницы с 65 т/час на 12,5%.
На заводе Yambu в Саудовской Аравии четыре устройства помогли KHD Humboldt Wedag повысить производительность двух сырьевых мельниц с 288 до 303 т/час и достичь их проектной производительности.
В Китае производится третья часть мирового объёма выпуска цемента. Естественно, что приглашение на испытание технологии «ЭКОФОР» в 1997 г. было воспринято с большим интересом. Испытание технологии «ЭКОФОР» было проведено на десяти предприятиях. В Китае имеются новые заводы с самым современным оборудованием, поставленным известными фирмами, и старые, в том числе с шахтными печами, а также большое количество минизаводов. Все мельницы на новых заводах оснащены цифровыми дозаторами китайского производства, только две работали по открытому циклу помола, а жидкие интенсификаторы не применялись по требованию покупателей цемента. Инженерное обеспечение соответствовало уровню российских заводов, сохранилось социалистическое соревнование, к которому операторы относились очень серьёзно. На самом старом китайском заводе «Китай» около Нанкина производительность трехкамерной мельницы (18 т/ч) с наружным водяным охлаждением после установки «ЭКОФОР» была повышена на 26%, а на заводе «Хуэй Хэ» производительность мельницы в 100 т/час с замкнутым циклом – на 15%. Только один раз в Китае на заводе «Джан Нан» мы встретили аналогичную российской систему разгрузки мельницы с пневмокамерными насосами. Ее производительность 30 т/час была увеличена на 25%. и отмечено значительное увеличение текучести цемента – время разгрузки ёмкости с электростатически разряженным цементом сократилось на 20%. Испытание прибора на одной из печей обжига клинкера показало снижение удельного расхода угольного топлива на 16%. После подачи патентной заявки в КНР началась поставка устройств “ЭКОФОР”, которая, к сожалению, была прервана местным кризисом перепроизводства цемента
Демонстрация и внедрение технологии “ЭКОФОР” проводились также в странах СНГ и Прибалтики. На Украине – «Подольский цемент, «Одессацемент», «Ивано-Франковский цементный завод», в Республике Беларусь – «Кричевцементношифер», в Кыргызстане – «Кантский цементно-шиферный комбинат», в Узбекистане – «Навоийский цементный завод», в Эстонии – «Kunda Nordic Cement», в Литве – ” Naujasis Kalcitas”. Производительность мельниц на этих предприятиях была повышена от 14 до 25%. В Навои с подключением устройства «ЭКОФОР» к осадительным электродам батареи электрофильтров выбросы пыли были снижены на 15%.
Первое наше показательное выступление в Западной Европе, при условии наличия международной патентной заявки, было организовано а 1998 г. в Греции на заводе «Chalkis Cement». Приятно удивила исключительная стабильность работы печей и замкнутого цикла помола. Тонина помола определялась по более представительному остатку на сите 45 мкм. Увеличение производительности мельницы производительностью 85 т/ч при стабильной подаче жидких интенсификаторов с использованием двух устройств «ЭКОФОР» составило 10%.
На Кипре, с завода «Vassiliko Cement Works Ltd» клинкер частично поставлялся морем в США, в связи с чем возникла необходимость увеличить производство цемента для потребителей Европы. Пять наших устройств были установлены на три замкнутые системы помола 80 т/час, 63 т/час, 19 т/час, использующие жидкие интенсификаторы. Работа мельниц очень тонко диагностировалась специалистами завода по току электродвигателя элеватора цемента. Общий прирост производительности составил 23 т/час или. в среднем. 14%. Удельный расход электроэнергии был уменьшен на 3.9 кВт*ч/т . За время эксплуатации выявилось ещё одно преимущество устройств – существенное снижение износа мелющих тел за счет позитивного воздействия на дислокации их кристаллической структуры. Износ шаров сократился с 25-40 г/т до 9-13 г/т.
С 1999 г. нами проводились демонстрации технологии на 15 из 40 цементных заводов Турции. Заводы используют сухой способ производства, автоматизированы с использованием компьютерных систем, работают только по замкнутому циклу помола, в основном, не используют жидкие интенсификаторы. Часть заводов принадлежит крупным французским, немецким и итальянским промышленным группам. Значительная часть цемента выпускается с добавкой трасса – легкомелющегося и агрегирующегося природного материала. На заводе «Goltas» две мельницы замкнутого цикла производительностью по 140 т/час были оснащены тремя устройствами «ЭКОФОР» два из них были подключены к мельницам, а третий к обоим сепараторам параллельно. Общее повышение производительности мельниц составило 70 т/час, т.е. 25% Устройствами “ЭКОФОР” были оснащены также заводы «Askale» и «Adiyaman». К сожалению, в 2000 г в Турции произошло крупное землетрясение и в ожидании нового промышленное и гражданское строительство было приостановлено. В 2001 г экономический кризис привел к сокращению импортных возможностей. Наиболее современным заводом в Европе, на котором внедрялись устройства «ЭКОФОР», был «Montalieu-Vicat» на юго-востоке Франции. В качестве топлива для вращающейся печи сухого производства с декарбонизатором использовалось до 43% вторичного сырья. Мельницы замкнутого цикла помола с использованием жидких интенсификаторов помола были оснащены компьютерной, многоканальной, адаптивной системой управления, каждые пять секунд получающей информацию о тонине помола с лазерного гранулометра и корректирующей питание мельницы и показатели сепаратора. «Vicat» использует собственных квалифицированных специалистов, не полагаясь на консалтинговые фирмы. После включения устройств “ЭКОФОР” и корректировки уставок системы управления с введением дополнительного канала производительность мельницы, работающей в диапазоне 110-180 т/час для разных марок цемента, была увеличена на 10%.
В Западной Европе нам доводилось испытывать устройство при производстве белого цемента – в Бельгии на CBR Cement производительность мельницы на фоне использования жидких интенсификаторов была увеличена на 10%. В Дании на Aalborg Portland Cement на установке «Минипебс», состоящей из двух трубных мельниц открытого цикла производительностью 150 т/час, жидкие интенсификаторы были полностью исключены при сохранении прежней производительности
С 2000 г. мы сотрудничаем с Hanil Cement, компанией, уполномоченной правительством Южной Кореи быть головной по энергосбережению в цементной промышленности страны Заводы компании оснащены самым современным оборудованием. Для производства сырьевой муки используется вертикальная роликовая мельница производительностью 335 т/час, которая с устройством «ЭКОФОР» повысила производительность на 10 т/час Помол цемента производится с предварительным дроблением на системе «Polycom», состоящей из валкового пресса производительностью 187 т/час и сепаратора четвертого поколения «Sepol». Подключение устройства “ЭКОФОР” к ролл-прессу увеличило его производительность на 8 т/час и одновременно повысило тонину помола – удельная поверхность была увеличена на 450 см2/г. С положительными результатами закончены также испытания на Hundai Cement. Tong-Yang Major, Union Cement. Необходимо отметить высокий профессионализм южно-корейских специалистов, их восприимчивость к новым технологиям. Наше предложение по исключению использования жидких интенсификаторов и применению вместо них устройств “ЭКОФОР” оказалась нереальным. Эта технология привычна на западе и рентабельна при достаточно высокой цене цемента. Увеличенные при использовании интенсификаторов выбросы пыли в атмосферу резко сокращаются с установкой современных рукавных фильтров. В России применение жидких интенсификаторов крайне ограничено. Они, как расходные материалы, менее рентабельны, чем окупаемые за три месяца устройства «ЭКОФОР», а эффективность их при помоле сопоставима.
Наша зарубежная практика показала, что не все цементные компании озабочены состоянием технического прогресса. Предложения даже известных производителей современного оборудования и технологий превышают спрос. Развивающаяся глобализация, узкая специализация, отсутствие материальной заинтересованности наемных работников не способствуют скрупулезной работе по повсеместному внедрению технических достижений. Тем не менее, имеющиеся на современных предприятиях энергосберегающие технологии и оборудование, автоматизация, уровень социального обеспечения должны служить ориентиром при развитии российских цементных предприятий. Что же касается российских инженеров, то несмотря на то, что за рубежом мы нередко работали с блестящими специалистами, наши инженеры в среднем имеют более высокий потенциал и широкий кругозор в силу особенностей системы образования. Это вселяет определенный оптимизм в отношении будущего российской цементной промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
- Пащенко А. А. Физическая химия силикатов. М . 1986
- Патент на изобретение РФ № 2100492. 1995.
- Глухарев Н.Ф. Повышение производительности цементных мельниц с использованием устройств “ЭКО- ФОР”. Цемент и его применение, 2000. №1
- Глухарев Н. Ф. Энергосбережение в производстве цемента с использованием устройств “ЭКОФОР”. Цемент и его применение. 2002, №1