为响应碳达峰碳中和、美丽中国建设号召，落实《绿色建材产业高质量发展实施方案》要求，践行“宜业尚品、造福人类”建材行业发展目标，《中国建材》杂志特开设“六零路上”“绿色答卷”系列专栏，介绍行业在绿色转型、节能降碳、“六零工厂”建设等方面的一系列探索和创新，展示广大建材企业绿色低碳发展新亮点、新成绩。

水泥行业属于能源和资源密集型行业，节能减排与低碳绿色发展一直是水泥行业努力的方向。近年来，中材国际智能科技有限公司（以下简称“中材智科”）积极践行国家“双碳”战略，响应中国建筑材料联合会“六零”工厂建设号召，秉承“绿色发展、责任至上”的理念，持续开展水泥工业的绿色低碳智能技术研究，匠心打造绿色低碳智能系统，助力水泥工业绿色低碳发展。公司目前在低能耗水泥工业技术及装备、大比例替代燃料技术及装备以及“零员工”工厂建设方面取得了突破性进展，为水泥行业绿色智能转型升级树立了标杆。

低能耗水泥工业技术及装备

近年来，针对水泥工业节能降耗技术难点和重点，中材智科通过不断加大科技研发投入，着力提升创新能力，将水泥工艺、装备研究与数字化、智能化技术深度融合，以低能耗水泥烧成系统技术及装备、高效粉磨技术及装备以及绿色环保技术及装备为抓手，构建了水泥工业节能低碳全流程解决方案。

在低能耗烧成系统技术方面，公司自主研发并应用新型高效低阻型六级/七级预热器系统、适应于各类型燃料的深度自脱硝型低氮高效分解炉、第四代中置辊破智能化熟料冷却机、高能效回转窑，配套基于仿真机理模型和实时监测与优化的生产智能化专家系统等系列技术与装备，打造了遵义赛德、韶峰南方、铜川冀东等一批低能耗智能化示范生产线，实现熟料烧成热耗630~651kcal/kg，达到国际领先水平。同时，结合水泥工业现有生产线的能耗水平和技术装备特点，以解剖“麻雀”的方式，通过技术的组合运用、精准施策，应用于徐州龙山、江山市何家山水泥等一批存量生产线的能效提升改造示范工程。

图1 低能耗烧成系统技术装备及应用案例

图2 徐州某项目预热器五改六能效提升改造

在高效粉磨技术方面，通过对粉磨机理的理论和仿真计算，在工艺系统、辊盘曲线、磨盘转速、液压系统设计等方面进行研发，突破性地研发了具有自主知识产权的高比压受控料床高效外循环立磨工艺系统及装备，以高比压外循环立磨为核心装备的外循环水泥立磨终粉磨系统在中联水泥应用，为目前国内外首次，实现水泥粉磨电耗21.9kWh/t（P.O42.5水泥），为建材行业高效粉磨提供了新的解决方案。

在绿色环保技术及装备，以数字化智能化赋能传统技术，通过专家优化融合强还原区的深度自脱硝技术、集成智能优化、精准阀组和高效喷枪的精准SNCR技术、融合流场仿真及智能清灰的SCR技术以及融合数字智能的湿法脱硫系统，为企业打造一站式高效环保解决方案。

图3 外循环水泥立磨系统技术及装备

图4 SCR及湿法脱硫应用项目

大比例替代燃料技术及装备

替代燃料应用是水泥行业重要的节能降碳措施之一。由于替代燃料热值往往比化石燃料低，且水份与热值波动较大，有害成分较高，其单位热值烟气量、粒度、燃烧特性及运动特性等与传统的化石燃料均有较大差异。在大比例替代燃料应用情况下，对水泥烧成系统的装备设计和参数控制均有不同的要求。中材智科基于对不同种类替代燃料的物理化学特性、燃烧动力学特性研究的基础上，开展水泥烧成系统替代燃料用预热器和分解炉、燃烧器、旁路放风以及脱硝等核心技术装备的结构、温度场和流场的仿真模拟研究和装备开发，同时集成稳定可靠的替代燃料预处理装备、储存、计量、输送及喂料系统技术和设备，开发了具有自主知识产权的大比例替代燃料核心系统技术和装备，形成了水泥工业生产线热值替代率达90%的替代燃料应用技术整体解决方案。

该技术在中材智科承建的波兰拉法基豪瑞Malogoszcz水泥日产3700吨熟料生产线上应用，是我国直接向欧盟国家出口的成套水泥生产线。项目采用全欧标设计、供货和建设施工，全部通过欧盟认证，该项目于2024年1月点火投产，目前替代燃料热值替代率已达90%，为欧盟首创，于2023年入选了中欧绿色低碳发展合作典型案例。

图5 90%替代燃料核心技术装备及应用项目

“零员工”工厂建设新征程

传统水泥工厂面临着员工重复体力劳动强度大、一线劳动人员断层等难题，亟需转型升级。为实现建材行业的绿色、节能、低碳、智能的发展目标，2022年10月，中材智科联合金隅冀东水泥有限公司，以冀东水泥铜川公司为落地场景，共同探索一线“零员工”的智能工厂，为水泥工厂未来的智能化发展方向和模式积累经验。

“零员工”工厂的建设目标是利用智能制造技术和人工智能技术，彻底解决水泥生产中的“痛点”，实现从原材料进厂到产品出厂的全流程无人化生产。中材智科与金隅冀东水泥经过深入研究，从数字化管控平台、“零员工”场景、“零员工”工厂运行体系等方面逐步推进建设。

“零员工”场景建设从原材料进厂到产成品出厂全流程物料、生产、设备、质量、能源、安全、环保领域展开，逐步建设了物料域“零员工”、质量域“零员工”、生产、能源域“零员工”、设备域“零员工”。

图6 物料域、质量域“零员工”场景

图7 生产域“零员工”场景

图8 远程巡检系统、设备在线诊断系统

图9 智能润滑管理系统

项目建设至今，已实现物料域全流程生产一线“零员工”，质量域全流程生产一线“零员工”已完成90%。全流程自动化的生产线已经建立，生产一线工人繁重的体力劳动正在被一台台自动化设备替代，工人的劳动强度显著降低；全层级数字化管控体系和全维度智能优化决策体系也在逐步构建完善，生产管理人员借助数字化的管理系统、智能化的决策分析系统，实现了工作流程的优化，工作效率大幅提升，决策准确度也显著提高。

中材智科以工程技术优化与数字智能变革的深度融合，为水泥行业绿色低碳发展开辟了新路径。从低能耗烧成系统技术到高效粉磨技术，从大比例替代燃料技术到“零员工”工厂建设，中材智科不断突破技术瓶颈，引领水泥行业向绿色、智能、高效转型升级。

“六零”工厂的建设不仅是新技术、新产品的应用，更代表着水泥生产模式的颠覆式创新。它将传统水泥工厂从高能耗、高污染、高劳动强度的生产模式转变为低碳环保、高效智能的全新模式，为水泥行业的可持续发展提供了新的解决方案。

未来，中材智科将继续致力于水泥行业绿色智能化发展，以工程技术创新和数字智能变革的融合，助力水泥行业实现高质量发展，为建设美丽中国贡献力量。

编辑：《中国建材》杂志

内容来源：中材智科