工艺甄选 | 从7%热损到百万效益:工业互联网如何“锁住”水泥窑中的热能流失 2025-05

水泥窑存在热能流失问题,导致能耗增加及效率下降。通过数字技术实现热损耗检测与管理,可有效为企业提升能源利用率与效益。



在水泥生产过程中,窑内的热量并非全部用于熟料的煅烧,有一部分热量会因壳体散热、废气排放而损失掉。根据行业经验和实测数据,水泥窑的表面热损失通常在7%-10%的范围内。这意味着,如果能有效减少这部分热损失,将大幅提高水泥生产的能源利用效率。


信云智联工业互联网平台-工艺管理模块,通过对水泥窑系统表面热度检测,可精准识别热损耗点,帮助企业实现节能降耗与效益提升的双重目标。




为什么要进行表面热度检测?



水泥窑系统表面温度异常直接反映了壳体内部隔热层失效或热传导失衡现象。这种热损耗会导致燃料消耗增加、设备寿命缩短,严重降低热效率。


以某5000t/d熟料生产线为例,通过红外测温仪,分解炉及烟室表面温度如下:

 



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某水泥厂分解炉及烟室表面温度数据




结合上图数据,基于测量时环境温度为7℃,测量时风速2.2m/s,标准煤价格1000元/吨计算,我们进行以下总结:



1、分解率及烟室系统,总体热量损耗3,697,376kJ/h,增加标准煤0.13t/h(约130元/时)



2、以年生产线年运行时间8000小时计算,因热量损耗导致分解炉及烟室标准煤增加1040吨(约104万元)



水泥窑系统的热量损耗看似只是数字上的能量流失,但实际上,它带来的是一系列连锁反应,涉及生产成本、设备寿命、环保合规等多个维度。而通过表面热度检测发现的异常高温点,仅仅是问题的开始。




离散数据,延迟决策——传统热监测点数字化瓶颈



传统手持测温巡检方式依赖于人工操作,通常采用纸质记录或分散的电子表格存储数据,导致测温信息难以形成结构化数据库,不仅数据分析效率低下,也无法实现实时预警,更难以建立预测性维护机制,使得热管理始终处于被动应对状态。


这种离散化、碎片化、低效滞后的传统模式,已成为水泥企业能效提升和智能化转型的制约因素。




数字破局,智能决策——数字技术重塑能效防线



传统的热管理瓶颈并非无解,随着工业互联网技术的发展,水泥企业的热管理正经历从"经验估测"到"数据决策"的新范式转变。信云智联与浙江水泥的深度合作印证了这一变革路径:


双方通过工业互联网平台,在"数字世界"重构了热管理体系:将浙江水泥二十余年沉淀的"三精管理"经验转化为可量化的数字模型,使隐性知识显性化。这一过程中,数据不仅弥补了传统经验管理的盲区,更通过数字化技术形成"监测-诊断-优化"的闭环管理机制,成为突破热管理能效瓶颈的关键路径。




01  精准定位,快速响应



通过自动采集工艺工况数据(如通过DCS、传感器、工艺巡检),实时获取水泥窑系统中各部位的表面温度。基于GB/T 26282-10等国家标准建立的热力学模型,系统自动计算表面散热损失,精准定位异常温升点,为工艺人员定位问题源头提供决策辅助。



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工艺建模




02  固化标准,减少疏漏



移动端APP将巡检流程标准化。如:内置标准操作指引,规范测量点位、测量方法及数据记录要求;建立标准化工艺巡检路线图,确保主要测温点全覆盖;测量数据自动上传云端,避免人工记录误差等等。


这种巡检流程的固化,不仅有效解决了传统巡检中存在的标准执行偏差、数据记录遗漏、异常响应滞后等痛点,更将“经验型管理模式”升级为标准化、数字化的“智能运维模式”。

 



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工艺巡检流程




03  温度监测,决策辅助



系统以图+数据形式直观展现水泥窑系统各部位温度分布,通过构建表面温度分布模型,实现异常温升区域的智能识别与精确定位,为工艺管理人员提供温度异常成因诊断的决策依据。

 



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表面散热—首页




以三次风管数据举例:




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三次风管—温度详情




通过对比实测温度与推荐温度,发现以下异常点:



温度异常波动点:



第2-4段 :实测温度 70℃→72.5℃→70℃


第9-11段:实测温度 50℃→57℃→56℃


第10-12段:实测温度 57℃→56℃→65℃ 



可能原因:


  • 3段中耐材厚度可能有部分损失



改善建议:


  • 停窑时重点检查,达到更换标准的进行更换。



04  数据驱动,耐材优化



基于长期采集的表面温度监测数据,构建耐材-壳体温度对应关系数据库,利用大数据分析方法优化耐材设计厚度。通过多产线数据的横向对比分析,建立关键部位壳体表面温度的标准化区间,为耐材选型及工艺管理提供数据支撑。




经验转型,数据赋能——数据驱动构建管理新范式



在信云智联工业互联网平台,水泥窑系统表面热度检测功能的核心理念并非取代人工或更换设备,而是通过数据赋能的方式,解决传统热管理工作中的痛点,为企业实现可量化的业务价值:


“手感测温”的数字化革命


将老师傅"手摸壳体判断温度"的个人经验固化为标准巡检流程,告别"凭感觉"的粗放管理。



“离散数据”的模型化整合


将分散的温度数据串联成动态热力模型,实现精准的热损耗定位。



“被动应对”到“预测维护”的升级


系统自动分析温度变化趋势,超温可提前预警,避免保温层失效、耐火砖侵蚀,延长使用寿命。



水泥窑系统的热损耗管理,从传统经验驱动到数据智能驱动的跨越,不仅是一次技术升级,更是水泥行业迈向绿色低碳与高质量发展的重要转型。信云智联工业互联网平台通过表面热度检测系统,将“看不见”的热损失转化为“可计算、可优化”的数字资产,实现了从被动响应到主动预测、从粗放运维到精准调控的转变。

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