日用陶瓷窯爐節(jié)能的相關(guān)研究＊

楊 倩 李 婷

（咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院 陜西 咸陽(yáng) 712000）

日用陶瓷窯爐節(jié)能的相關(guān)研究＊

楊 倩 李 婷

（咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院 陜西 咸陽(yáng) 712000）

筆者在對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的日用陶瓷窯爐進(jìn)行分析探討的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)近幾年發(fā)展起來(lái)的新型窯爐進(jìn)行分析，并對(duì)其節(jié)能的目的進(jìn)行深度的闡述。具體內(nèi)容如下：首先，新型窯爐在國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況；其次，對(duì)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的煅燒窯爐存在的主要問(wèn)題以及節(jié)能途徑進(jìn)行闡述；再次，在已有的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)開(kāi)發(fā)研制并得到推廣應(yīng)用的幾種節(jié)能型窯爐在結(jié)構(gòu)、性能、節(jié)能效果方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；最后，對(duì)全文的研究?jī)?nèi)容作了簡(jiǎn)要的總結(jié)。

陶瓷窯爐 節(jié)能工作 窯爐結(jié)構(gòu) 能源問(wèn)題 陶瓷工業(yè)

前言

能源是人類賴以生存和發(fā)展以及推動(dòng)社會(huì)前進(jìn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。國(guó)外將“材料、能源、信息”視為一個(gè)國(guó)家的3大支柱；又把“能源、糧食、人口和環(huán)境”看作人類面臨的4大問(wèn)題。能源問(wèn)題不僅成為國(guó)際的重大經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，而且也成為國(guó)際重大的政治問(wèn)題。我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、能源儲(chǔ)量相當(dāng)豐富的國(guó)家，但是，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的能源消耗也相當(dāng)驚人。就世界范圍來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)已成為能源消費(fèi)大國(guó)，各系統(tǒng)的能耗已經(jīng)成為影響各個(gè)行業(yè)成本的主要原因之一。為了響應(yīng)中國(guó)陶瓷行業(yè)提出的“節(jié)能降耗”要求，為了適應(yīng)我國(guó)窯爐數(shù)量劇增，各行業(yè)用電狀況緊張的局面，需要進(jìn)一步克服常規(guī)窯爐的不足。我國(guó)正在研制出各種新型的節(jié)能窯爐來(lái)滿足日益增高的節(jié)能要求。

1 新型窯爐在國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況

我國(guó)目前窯爐的運(yùn)行效率低下，平均運(yùn)行效率為25.96%，國(guó)外平均水平為30.05%，如果我國(guó)實(shí)行節(jié)能型窯爐，年節(jié)能潛力非常可觀。陶瓷工業(yè)是大量消耗能源的行業(yè)之一。據(jù)輕工業(yè)部統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代日用陶瓷工業(yè)僅日均消耗標(biāo)煤約220萬(wàn)t、電4.5億度，其總能耗大約折合296萬(wàn)t煤，相當(dāng)于該年全國(guó)標(biāo)煤消費(fèi)量的千分之五。這個(gè)數(shù)字在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中雖然算不了什么，但在輕工行業(yè)中卻是一個(gè)耗能大戶。因此，合理使用能源和節(jié)約能源也是我國(guó)陶瓷工業(yè)當(dāng)前和今后的中心課題。

此外，各地在窯體保溫、降低燒成溫度、采用快速燒成以及改進(jìn)窯爐結(jié)構(gòu)、改革燃料管理等方面均進(jìn)行大量的研究試驗(yàn)，采取了各種有效措施，從而使我國(guó)的窯爐節(jié)能工作取得了相當(dāng)大的成就。通過(guò)不斷的努力，可望在近期內(nèi)達(dá)到較為明顯的節(jié)能效果。

2 正在運(yùn)轉(zhuǎn)的煅燒窯爐存在的主要問(wèn)題以及節(jié)能途徑

2.1 燒成工藝不成熟

我國(guó)日用陶瓷不論高級(jí)細(xì)瓷或普通粗瓷，雖然一律采用一次燒成，國(guó)外一般均采用二次燒成，但是，我國(guó)燒成能耗卻比國(guó)外高得多。據(jù)輕工業(yè)部2000年調(diào)查，我國(guó)細(xì)瓷燒成能耗最高達(dá)58.6～75.3kJ/kg制品，此數(shù)量約相當(dāng)于國(guó)外20世紀(jì)80年代水平。國(guó)外近期的有匣隧道窯能耗為25.1～37.7kJ/kg制品之間，而快燒窯爐單位制品能耗就更低了。

2.2 燃料結(jié)構(gòu)不合理

我國(guó)20世紀(jì)60年代日用陶瓷以燒煤為主，90年代開(kāi)始局部改成燒油。日本20世紀(jì)70年代以后，大部分日用陶瓷廠采用石油液化氣，僅有耐火材料工業(yè)及少數(shù)全馬弗式素?zé)G才使用A級(jí)重油。捷克陶瓷廠主要燃料有3種：城市煤氣、發(fā)生爐煤氣和電，其中電多用于烤花窯。英國(guó)陶瓷生產(chǎn)幾乎全部使用天然氣。西德則使用城市煤氣，其熱值為14.2～14.6kJ/m3。

2.3 焙燒高溫技術(shù)尚未完善

我國(guó)高級(jí)細(xì)瓷燒成周期為21～30h，普瓷稍短些。國(guó)外生產(chǎn)用較大、中型隧道窯，燒成周期都比較長(zhǎng)。我國(guó)近些年來(lái)采用的快燒窯，燒成周期可縮短到2～3h，但只用來(lái)燒面磚和低溫瓷，而且一定要有高熱值的燃料相配合，燒高溫瓷技術(shù)尚未完善和成熟。

2.4 新型煅燒窯爐主要的節(jié)能途徑

目前，在全國(guó)各主要產(chǎn)瓷地普遍進(jìn)行改造測(cè)試工作的基礎(chǔ)上，各式節(jié)能型新型窯爐都從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)節(jié)能改造：

1）將傳統(tǒng)式倒焰窯逐步改造成節(jié)能型間歇式輕體窯。

2）現(xiàn)有隧道窯大多只有20世紀(jì)50年代水平，宜從各方面改進(jìn)，達(dá)到節(jié)能隧道窯水平。

3）提高匣缽質(zhì)量，采用薄壁匣缽。燃料結(jié)構(gòu)多樣化，加強(qiáng)煤氣化建設(shè)，盡量做到優(yōu)質(zhì)優(yōu)用。

4）建立節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心，加強(qiáng)窯爐的研制改造和更新?lián)Q代，加強(qiáng)節(jié)能工作的管理和服務(wù)工作。

3 新型窯爐的推廣應(yīng)用

咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院已經(jīng)用再結(jié)晶碳化硅研制成功了第三代窯具。這種窯具不僅導(dǎo)熱性好，而且強(qiáng)度高，厚度僅5～8mm，比普通窯具輕60%，從而使得窯爐從窯具上實(shí)現(xiàn)部分節(jié)能。我院的熱工裝備中心近幾年來(lái)對(duì)窯爐自控技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展很快，在窯爐生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了全面普遍應(yīng)用全自動(dòng)氣體分析儀、壓力儀等，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)單向控制窯爐各種參數(shù)，如窯溫、窯壓、窯內(nèi)氣氛、裝載量、進(jìn)出料量、排煙溫度等，從而大大提高燒成質(zhì)量，節(jié)約了燃料消耗。目前出現(xiàn)了研究窯內(nèi)各參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，用一個(gè)復(fù)雜函數(shù)公式，通過(guò)計(jì)算機(jī)全面計(jì)算，用數(shù)字進(jìn)行控制，以期達(dá)到最佳焙燒狀態(tài)。

新型節(jié)能窯爐還從縮短燒成時(shí)間，縮小窯內(nèi)上下溫差等方面進(jìn)行了大量研究，取得了突出的成就，諸如快速燒成窯爐、多噴嘴系統(tǒng)裝配式窯爐、新型間歇式窯爐以及高速噴嘴等的問(wèn)世，也都相應(yīng)地減少了燒成能耗，節(jié)約了開(kāi)支，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到了可觀的節(jié)能效果。

此外，窯爐整體結(jié)構(gòu)已和英、日、西德等主要國(guó)家一樣，現(xiàn)已向輕型窯爐方向發(fā)展，逐步以裝配式所代替。

由咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的“工業(yè)煅燒節(jié)能型窯爐技術(shù)”項(xiàng)目于2011年12月27日通過(guò)陜西省科技廳組織的鑒定評(píng)議。該項(xiàng)目是咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院根據(jù)我國(guó)能源政策的需要進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)的，項(xiàng)目歷時(shí)24個(gè)月，對(duì)國(guó)內(nèi)外各式新型節(jié)能窯爐結(jié)構(gòu)和材料等進(jìn)行了綜合分析，提出了今后我國(guó)窯爐技術(shù)改造和節(jié)能的發(fā)展方向。參加鑒定會(huì)的專家們一致認(rèn)為該項(xiàng)目進(jìn)展快、可行性高，經(jīng)濟(jì)前景廣闊，編著項(xiàng)目書(shū)的技術(shù)性和實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)科研、教學(xué)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)均有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

1 虞雪琴，董來(lái)棋.國(guó)內(nèi)外陶瓷窯爐節(jié)能現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).中國(guó)陶瓷，1985（1）：1～3

2 馮青，董劍輝，楊燕，等.陶瓷工藝窯爐節(jié)能技術(shù)的方向.中國(guó)陶瓷，2007（12）：5～7

3 鄭乃章，苗立峰，曹春娥.陶瓷窯爐測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展.中國(guó)陶瓷工業(yè)，2007（3）：10～12

TQ174.73

A

1002－2872（2012）10－0029－02

楊倩 （1981－），本科，工程師；主要從事科研管理工作。