當(dāng)代世界水泥工業(yè)中，熟料煅燒能力單線達(dá)到3000～5000t/d的就可謂大型，7500～100 00t/d的當(dāng)屬超大型。按2003年的粗略統(tǒng)計(jì)，全球約20億噸的水泥產(chǎn)量中，大型和超大型生產(chǎn)線所生產(chǎn)的水泥分別為14%和4%左右。雖然它們?cè)谒嗫偖a(chǎn)量中所占的比例還不到五分之 一，但是它們卻代表了世界水泥工業(yè)的發(fā)展方向和中堅(jiān)力量。因?yàn)樗鼈兌疾捎昧俗钕冗M(jìn)的技術(shù)與裝備，充分利用和節(jié)約資源與能源，特別注重環(huán)境保護(hù)，均屬環(huán)境友好型和可持續(xù)發(fā)展 型綠色生產(chǎn)線。我國(guó)近2～3年來(lái)新建成投產(chǎn)的50余條日產(chǎn)熟料4000～5000t以上的生產(chǎn)線，按通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)衡量，絕大多數(shù)已達(dá)到清潔生產(chǎn)的水平，主要是在替代天然礦物燃料———可燃性廢棄物的處置利用方面距離綠色生產(chǎn)水平還有較大差距，亟需全社會(huì)各方面的協(xié)調(diào)逐步實(shí)現(xiàn)之。
　　現(xiàn)今我國(guó)水泥工業(yè)中，日產(chǎn)熟料5000t左右的大型裝備及其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，先進(jìn) 可靠。總體而言，這樣的生產(chǎn)線應(yīng)該成為我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的主流。事實(shí)上也正是在這樣的穩(wěn)步地發(fā)展之中。所謂超大型的生產(chǎn)線，目前看來(lái)它應(yīng)該是一種反映我國(guó)水泥工業(yè)技術(shù)與 裝備水平和實(shí)力的標(biāo)志，其象征性意義尤為顯著。故而更加吸引世人的眼球，引起廣泛關(guān)注。 本文僅就超大型水泥熟料煅燒技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀及其發(fā)展作一簡(jiǎn)介，與業(yè)界同仁共同研討。
　　一、萬(wàn)噸級(jí)（7500～10000t/d）熟料煅燒技術(shù)與裝備的發(fā)展簡(jiǎn)況
　　丹麥?zhǔn)访芩构?990年分別與泰國(guó)的暹羅水泥公司（SCC）和暹羅京都水泥公司（SCC C）簽署合同，為位于考翁和塔珀克旺新建的10000t/d生產(chǎn)線提供全套熟料煅燒裝備，即預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、排風(fēng)機(jī)，等等。這兩條10000t/d生產(chǎn)線于1992年先后投入正常生 產(chǎn)，是世界上第一條（考翁）和（塔珀克旺）投產(chǎn)的10000t/d生產(chǎn)線。這是現(xiàn)代水泥工業(yè)邁向超大型化的一個(gè)飛躍，因?yàn)楫?dāng)時(shí)國(guó)際上已投產(chǎn)的4000t/d左右 的生產(chǎn)線都不多，據(jù)說(shuō)僅有10余條線，而且生產(chǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的也只有4～5年。這一步跨越到10000t/d并取得成功，實(shí)屬不易。因市場(chǎng)需求刺激，1994年在泰國(guó)塔珀克旺又?jǐn)U建了1條100 00t/d生產(chǎn)線。這也是史密斯提供的世界第三套10000t/d熟料煅燒全套裝備，并根據(jù)前兩套的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。
　　1995年泰國(guó)暹羅水泥公司曾決定在考翁擴(kuò)建一條15000t/d生產(chǎn)線，1996年史密斯公 司完成了該線熟料煅燒裝備的設(shè)計(jì)，后因1997年的亞洲金融危機(jī)，該項(xiàng)目未能實(shí)現(xiàn).1990～2001年間，史密斯公司（含1997年兼并的美國(guó)前Fuller公司）為泰國(guó)、印尼、 巴西、印度、波蘭等國(guó)家提供了7000～10000t/d生產(chǎn)線的熟料煅燒全套裝備約15套。1991～1999年間，德國(guó)伯利休斯公司為泰國(guó)、印尼、韓國(guó)、中國(guó)等提供了7000～8500t/d 生產(chǎn)線的熟料煅燒裝備近10套。 上世紀(jì)90年代，德國(guó)洪堡公司、日本三菱、川崎和宇部等公司為沙特、日本、中國(guó)臺(tái)灣等提供了7000～8500t/d生產(chǎn)線的熟料煅燒裝備大概有6套左右。 1999年瑞士霍爾西姆水泥公司曾決定在美國(guó)米蘇里州圣魯易士城附近新建一條12000t/d生產(chǎn)線，經(jīng)歷了嚴(yán)格而漫長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境審核與激烈的技術(shù)與商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，2001年伯利休斯 公司與業(yè)主草簽了該項(xiàng)目的供貨合同，然而卻遭遇廠址附近社區(qū)大眾的強(qiáng)烈反對(duì)，加之美國(guó)經(jīng)濟(jì)當(dāng)時(shí)不太景氣，致使該項(xiàng)目成為懸案。直到2004年春季，霍爾西姆水泥公司終于和社區(qū) 公眾以及美國(guó)環(huán)境局達(dá)成了諒解備忘錄，業(yè)主方應(yīng)允了一系列苛刻的環(huán)境承諾。屆時(shí)正值美國(guó)水泥供應(yīng)開(kāi)始出現(xiàn)嚴(yán)重緊缺，于是業(yè)主宣告該項(xiàng)目重新啟動(dòng)。鑒于對(duì)生態(tài)環(huán)保更嚴(yán)格的需求，這次業(yè)主正在邀請(qǐng)更多的水泥裝備和環(huán)保裝備供應(yīng)商進(jìn)行廣泛深入的議標(biāo)程序，該項(xiàng)目的各個(gè)分項(xiàng)，誰(shuí)能中標(biāo)，尚需拭目以待。 2002年，中國(guó)海螺水泥集團(tuán)在銅陵A、B，樅陽(yáng)、徐州和池州等地有４條10000t/d和1 條8000t/d生產(chǎn)線的熟料煅燒裝備進(jìn)行了國(guó)際招標(biāo)，使國(guó)際水泥界和諸多世界一流的水泥裝備供應(yīng)商頗感震驚和喜悅。最后史密斯公司和伯利休斯公司各得了2條10000t/d的訂單，另 一條8000t/d的歸伯利休斯。一時(shí)間，中國(guó)海螺集團(tuán)成為這兩家世界頂級(jí)水泥裝備公司的“最佳合作伙伴”。國(guó)際水泥界開(kāi)始對(duì)中國(guó)水泥工業(yè)刮目相看了。因?yàn)楫?dāng)時(shí)世界上總共僅有3 條10000t/d生產(chǎn)線均在泰國(guó)，而中國(guó)海螺竟然一口氣就要建4條10000t/d線，的確令人驚喜。更具說(shuō)服力的事實(shí)是，2004年間已經(jīng)有和即將有3條10000t/d線相繼投入了正常生產(chǎn)， 充分體現(xiàn)了我國(guó)水泥工業(yè)向大型化邁進(jìn)的整體水平與素質(zhì)。 根據(jù)筆者的不完全統(tǒng)計(jì)，截止2004年底，全世界已投產(chǎn)和計(jì)劃投產(chǎn)的2000t/d以上的預(yù)分解窯約有460條生產(chǎn)線，水泥總生產(chǎn)能力達(dá)8.8億t/a,其中中國(guó)大陸占有約280條,水泥生 產(chǎn)能力達(dá)4.8億t/a（詳見(jiàn)表1）。
　　二、萬(wàn)噸級(jí)熟料煅燒裝備的配置
　　萬(wàn)噸級(jí)熟料煅燒裝備的配置恰當(dāng)與否，對(duì)于其生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性具有決定性 作用，各家公司都在總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)摸試驗(yàn)的基礎(chǔ)上積累了一定的技術(shù)訣竅，能夠根據(jù)各有關(guān)客戶原燃料的具體情況和要求優(yōu)化設(shè)計(jì)配置預(yù)熱器、分解爐、管道、回轉(zhuǎn)窯和燃 燒器等裝備。實(shí)際上在選型的過(guò)程中是具有一定的靈活性的，隨具體情況的不同可以在一定的范圍內(nèi)有所變化。這里所介紹的是一些較典型的配置，如表2所示。 因?yàn)槿f(wàn)噸級(jí)熟料煅燒裝備的預(yù)熱器是雙列的，所以在市場(chǎng)需求縮減時(shí)，還可以采用單 列預(yù)熱器進(jìn)行生產(chǎn)，相應(yīng)地熟料產(chǎn)量將減少一半，仍可實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。茲以史密斯公司的10000t/d系統(tǒng)為例，分別列舉其在10000t/d、5000t/d和11000t/d生產(chǎn)情況下的主要操作 技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)值，如表3所示。 由此可知，原設(shè)計(jì)的10000t/d系統(tǒng)，預(yù)熱器單列生產(chǎn)時(shí)，熟料產(chǎn)量減少一半的同時(shí)，熟料熱耗將上升35×4.18kJ/kg熟料，ID風(fēng)機(jī)的單位電耗則增加很少。相反地，當(dāng)熟料產(chǎn) 量提高到11000t/d時(shí)，其熱耗僅降低了6×4.18kJ/kg熟料，ID風(fēng)機(jī)電耗卻上升了1kWh/t。當(dāng)然這些數(shù)值只是提供一個(gè)趨勢(shì)性的參照，具體數(shù)據(jù)還應(yīng)以各客戶的正常生產(chǎn)實(shí)踐為準(zhǔn)。
　　三、對(duì)萬(wàn)噸級(jí)熟料生產(chǎn)線的若干見(jiàn)解
　　水泥是大宗建材，顯然應(yīng)該進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)。但是單線生產(chǎn)能力達(dá)到10000t/d級(jí)時(shí)，它對(duì)市場(chǎng)需求的適應(yīng)性和靈活性將會(huì)表現(xiàn)出一定的缺陷。所以我們應(yīng)該在經(jīng)濟(jì)技術(shù)收益最佳的前提下，正確選擇最適宜的熟料單線生產(chǎn)能力，作為我國(guó)水泥工業(yè)邁向新型工業(yè)化道 路的主流裝備。
　　當(dāng)前，預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)技術(shù)在預(yù)均化、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨 以及物料儲(chǔ)運(yùn)和收塵等裝備方面，其大型化和超大型化程度已發(fā)展到了接近于極限。以10000t/d生產(chǎn)線為例，生料立磨就必須采用2臺(tái)，即兩臺(tái)5000t/d的生料立磨配一臺(tái)10000t/d 的窯系統(tǒng)，所謂兩磨一窯方案。如欲實(shí)現(xiàn)一磨一窯，則生料磨的產(chǎn)量必需達(dá)到800t/h左右,其磨盤直徑約?準(zhǔn)7m，裝機(jī)6600kW以上。設(shè)計(jì)制造這樣超大規(guī)格的立磨及其減速機(jī)，技術(shù) 難度很大，經(jīng)濟(jì)合理性如何，仍是一個(gè)大問(wèn)號(hào)。此外10000t/d級(jí)的熟料篦冷機(jī)和回轉(zhuǎn)窯也已接近各自的極限了。
　　我國(guó)已有近30條5000t/d生產(chǎn)線成功投產(chǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，它們都是采用一磨一窯方案的 ，技術(shù)先進(jìn)成熟。與兩磨一窯的10000t/d生產(chǎn)線相比，兩者的熟料熱耗(710×4.18kJ/kg熟料)，從預(yù)均化堆場(chǎng)到熟料庫(kù)的電耗（56kWh/t熟料），燒成電耗（20kWh/t熟料）等技術(shù)指 標(biāo)均相差無(wú)幾；而噸投資、噸設(shè)備重量、噸裝機(jī)容量等技經(jīng)指標(biāo)也很相近。說(shuō)明在現(xiàn)有的客觀條件之下，5000t/d級(jí)比10000t/d級(jí)的生產(chǎn)線具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，適應(yīng)性更廣泛。 所以，只有在市場(chǎng)需求旺盛，潛力巨大，原燃料資源豐富，能源供應(yīng)有保障，交通運(yùn)輸較方便的地區(qū)，可以考慮興建10000t/d生產(chǎn)線。多數(shù)情況下，我國(guó)水泥工業(yè)仍以 興建2500～5000t/d級(jí)生產(chǎn)線為宜。作為水泥生產(chǎn)大國(guó)走向生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志和象征，我國(guó)應(yīng)該興建若干10000t/d級(jí)生產(chǎn)線。這對(duì)于提高我國(guó)水泥工業(yè)機(jī)械裝備的國(guó)際知名度，展示 技術(shù)實(shí)力，樹(shù)立品牌形象，增強(qiáng)全球化競(jìng)爭(zhēng)力是十分有利的。這的確是一項(xiàng)英明果敢的決策。我們相信，這些新投產(chǎn)的 10000t/d級(jí)生產(chǎn)線必將獲得圓滿成功，祈望早日達(dá)到世界最佳水平。 另外一個(gè)可能比較具有較高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展?jié)摿Φ膯尉€生產(chǎn)規(guī)模，就是一磨一窯的6000～7000t/d左右的生產(chǎn)線。其前提是生料立磨的單臺(tái)產(chǎn)量能滿足窯系統(tǒng)的需求。即 生料立磨產(chǎn)量約為500t/h，其磨盤直徑為φ6m左右，裝機(jī)功率5000kW。這樣規(guī)格的生料立磨是現(xiàn)今最大型的，已經(jīng)售出的只有3臺(tái)，而且均未投產(chǎn)。如果獲得成功的話，那么一磨 一窯6000～7000t/d的生產(chǎn)線，其噸投資、噸設(shè)備重量、噸裝機(jī)容量等技經(jīng)指標(biāo)可能會(huì)略優(yōu)于5000t/d級(jí)的，從而具有稍強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，例如我國(guó)在建的魯南青州和海德堡———越秀等大于6000t/d生產(chǎn)線那樣，尚有待2005年投產(chǎn)后的實(shí)踐檢驗(yàn)之。