燒結(jié)類墻材企業(yè)節(jié)能途徑

胡斌，楊迪芳

（1.南鋼集團建設(shè)有限公司，南京 210035；2.南京市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心，南京 210007）

隨著經(jīng)濟的快速增長和城市化進程的推進，新墻材的需求量逐年上升，有力地推動了新墻材行業(yè)的發(fā)展?！笆晃濉逼陂g，伴隨著行業(yè)的技術(shù)進步和國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的貫徹落實，煤矸石、粉煤灰、工業(yè)爐渣等低熱值廢渣在燒結(jié)類墻材企業(yè)中的利用量逐年增加。燒結(jié)類墻材企業(yè)仍然存在著中小企業(yè)數(shù)量多、集中度低、規(guī)模小、工藝技術(shù)落后、窯爐熱效率低、節(jié)能管理薄弱等問題，與國內(nèi)先進水平和國際先進水平相比還存在較大的差距，因此，該類企業(yè)具有較大的節(jié)能潛力。

1 行業(yè)現(xiàn)狀

我國建材工業(yè)能耗約占全國總能耗的9%，占全國工業(yè)能耗的13%，其中墻體材料工業(yè)能耗約占建材工業(yè)能耗的23%，而黏土磚企業(yè)是墻體材料中的主要用能大戶。近年來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動下，燒結(jié)類墻材企業(yè)發(fā)展迅速，在各個方面都發(fā)生了巨大的變化。

1.1 原料及能源

制磚用原料已從原來單一的黏土向資源綜合利用方向發(fā)展，頁巖、江河淤泥、煤矸石、粉煤灰、各種工業(yè)廢棄物等已成為磚瓦產(chǎn)品的主要原材料。

我國燒結(jié)類墻材企業(yè)生產(chǎn)能耗主要是電耗和燃料消耗。由于各企業(yè)間原料、工藝、裝備條件、窯型、窯爐工作狀態(tài)、操作技術(shù)和管理水平以及產(chǎn)品品種不同，其電耗和燃料消耗的差別很大。

1.2 生產(chǎn)規(guī)模

目前，我國燒結(jié)類墻材企業(yè)約有7萬多家，從業(yè)人員700多萬。其中年產(chǎn)（折標磚）5000萬塊以上的大企業(yè)占全行業(yè)的5%；年產(chǎn)3000～5000萬塊的中型企業(yè)占30%；年產(chǎn)1000～3000萬塊的中小企業(yè)占 20%；年產(chǎn)1000萬塊以下的小型企業(yè)占45%。從企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模上分析，年產(chǎn)達5000萬塊以上的大中型企業(yè)在逐年增加，年產(chǎn)3000萬塊以下的中小企業(yè)呈下降趨勢，但行業(yè)整體規(guī)模結(jié)構(gòu)仍以中小企業(yè)為主。

1.3 生產(chǎn)工藝及設(shè)備

目前多數(shù)燒結(jié)類墻材企業(yè)仍采用兩道對輥、兩道攪拌的簡單原料制備方法。生產(chǎn)普遍采用塑性擠出成型工藝，產(chǎn)品仍以自然干燥為主，輪窯目前還是燒結(jié)類墻材生產(chǎn)的主要窯型，其中20～32門輪窯占了大多數(shù)。比較先進的是隧道窯，其產(chǎn)量大約占國內(nèi)總產(chǎn)量10%左右；機械碼窯生產(chǎn)、自動化加煤及噴煤粉裝置、窯溫自動控制及記錄系統(tǒng)等先進生產(chǎn)工藝及技術(shù)目前也只在少數(shù)企業(yè)中采用。

1.4 產(chǎn)品

產(chǎn)品現(xiàn)在也從單一的黏土實心磚發(fā)展成為涵蓋實心磚、多孔磚、空心磚、空心砌塊、保溫磚、保溫空心砌塊、復(fù)合保溫磚、復(fù)合保溫空心砌塊、墻地磚、路面磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、保溫磚墻體裝飾板及燒結(jié)瓦等燒結(jié)類產(chǎn)品，呈現(xiàn)出多品種、多規(guī)格的局面。

截止2011年，我國年生產(chǎn)各類磚產(chǎn)品（折標磚）1萬億塊，其中，燒結(jié)制品9000億塊。隨著國家墻體材料革新與建筑節(jié)能工作的推進，磚瓦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐也不斷加快，黏土實心磚的總量已由“十一五”期間的4800億塊/a下降到3800億塊/a；燒結(jié)空心制品、摻廢渣（不含煤矸石、粉煤灰）30%以上的各種廢渣磚、煤矸石磚迅速上升，新型墻材產(chǎn)品總量增加，磚瓦產(chǎn)品及企業(yè)結(jié)構(gòu)正發(fā)生著質(zhì)的變化。

2 存在的問題

大部分燒結(jié)類墻材企業(yè)都是中小企業(yè)，在能源管理隊伍建設(shè)、能源計量器具配備、能源統(tǒng)計、定額管理規(guī)范、能源培訓(xùn)等基礎(chǔ)工作上仍滯后于節(jié)能工作的要求，節(jié)能管理仍然處于一種粗放式的管理狀態(tài)。

2.1 能源管理基礎(chǔ)薄弱

燒結(jié)類墻材企業(yè)能源管理網(wǎng)絡(luò)體系不健全，各項能源管理制度不完善；能源計量器具配置不齊全，尤其是二級計量和三級計量幾乎沒有；各種耗能設(shè)備和能源計量器具沒有配備專職人員負責；管理人員和一線工人都沒有參加崗位培訓(xùn)；各項能源報表不齊全，沒有能源使用、分析等日常能源管理措施；沒有開展能耗定額考核；在生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)上，更多的是關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，對能源的管理僅限于財務(wù)層面上的成本核算。

2.2 能耗水平良莠不齊

燒結(jié)類墻材企業(yè)的生產(chǎn)能耗主要為柴油、電力以及煤（煤矸石、廢木料）。能耗特點主要體現(xiàn)在以下五個方面：（1）隧道窯的生產(chǎn)能耗普遍高于輪窯，隧道窯企業(yè)之間能源消耗的波動幅度小于輪窯企業(yè)。（2）24門和26門輪窯的生產(chǎn)能耗低于30門以上輪窯。（3）30門以上輪窯能耗波動幅度比24門和26門輪窯大。（4）輪窯門數(shù)相同，不同企業(yè)之間能耗差異達1～5倍。（5）很多企業(yè)還在使用已被明令淘汰的電機。

2.3 余熱利用水平較低

燒結(jié)類墻材企業(yè)爐窯設(shè)備主要分為輪窯和隧道窯兩大類。輪窯企業(yè)的濕坯一般都采用自然干燥，目前輪窯企業(yè)余熱利用主要是利用冷卻段的廢煙氣干燥預(yù)熱磚坯和利用成品的顯熱預(yù)熱助燃空氣。隧道窯企業(yè)的余熱主要用于濕坯的干燥。即將焙燒窯冷卻段的熱量通過抽風(fēng)機引致烘干窯內(nèi)，根據(jù)烘干窯需要的熱量到焙燒窯進行提取，熱量不足時可以采用烘干窯內(nèi)外燃的方法確保烘干成品水分達到要求。余熱利用是燒結(jié)類墻材企業(yè)節(jié)能工作的重點，但是目前整個行業(yè)都存在著余熱利用水平低和使用不充分等現(xiàn)狀。

3 節(jié)能途徑

燒結(jié)類墻材企業(yè)的節(jié)能可以通過管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能兩大途徑實現(xiàn)。

3.1 管理節(jié)能

（1）健全能源管理制度。大部分燒結(jié)磚生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)場管理比較粗獷，缺乏嚴格的管理程序和完善的管理制度及作業(yè)規(guī)程等，為了提高企業(yè)的能源管理水平，必須建立能源管理工作的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，建立廠部、車間、班組三級能源管理體系，健全能源計量、能源統(tǒng)計、能源定額管理等各項管理制度[1]。

（2）完善能源計量設(shè)施。能源計量是企業(yè)實現(xiàn)科學(xué)管理的基礎(chǔ)性工作。沒有完善準確的計量器具配置，就不能為生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)提供可靠的數(shù)據(jù)。企業(yè)應(yīng)依據(jù)《用能單位能源計量器具配備與管理通則》的要求配備能源計量器具，并認真做好能源計量器具的檢定、校準工作，確保計量器具準確可靠。同時對能源計量數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析實施有效的管理，充分發(fā)揮能源計量數(shù)據(jù)在生產(chǎn)經(jīng)營、成本核算、能源利用狀況分析等各項工作中的作用，用科學(xué)、準確的計量數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)，通過量化考核發(fā)現(xiàn)管理漏洞和節(jié)能潛力，及時加以改進提高，不斷提高企業(yè)的能源利用效率。

（3）實行能耗指標考核。對照《燒結(jié)磚瓦能耗等級定額》JC/T713-2007和國家及地方單位產(chǎn)品能耗限額標準的要求，從管理、技術(shù)措施、生產(chǎn)工藝等全方位著手，找出企業(yè)的不足之處，制定切實可行的措施，提高企業(yè)的能效水平。同時加強管理，將能耗指標按照科學(xué)合理的原則層層分解到車間、班組和個人，對各生產(chǎn)工序?qū)嵤┠芎闹笜素熑沃瓶己恕?/p>

（4）加強宣傳培訓(xùn)力度。經(jīng)常性地組織開展節(jié)能宣傳和培訓(xùn)，提高企業(yè)員工依法用能和節(jié)能增效的意識。加強對能源管理人員的專業(yè)培訓(xùn)，逐步提高企業(yè)的能源管理水平，以適應(yīng)新形勢下節(jié)能工作的需要。

3.2 技術(shù)節(jié)能

目前應(yīng)用于燒結(jié)類墻材企業(yè)的重點節(jié)能技術(shù)有燒結(jié)磚隧道窯輻射換熱式余熱利用技術(shù)、提高窯爐密封性技術(shù)、大型隧道窯焙燒技術(shù)等。高效節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可大大提高能源利用效率，降低資源和能源的消耗，減少溫室氣體排放，做到節(jié)地、節(jié)能、利廢和環(huán)保。

（1）燒結(jié)磚隧道窯輻射換熱余熱利用技術(shù)。目前燒結(jié)類墻材企業(yè)在余熱利用方面較為普遍做法是將余熱用于干燥磚坯和在窯頂設(shè)置水箱制備熱水。在實際生產(chǎn)中由于干燥室的溫度要求，為了控制磚坯的水分蒸發(fā)速率，避免因水分過快蒸發(fā)造成磚產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量缺陷，將實際進入干燥室的風(fēng)溫控制在110℃左右為佳。由于抽取隧道窯煙氣的溫度都較高，因此在系統(tǒng)設(shè)計的時候采用稀釋風(fēng)機或者旁路冷風(fēng)系統(tǒng)，因此，余熱資源未得到充分利用。

據(jù)統(tǒng)計隧道窯生產(chǎn)線消耗的能源除窯體散熱、磚坯水分蒸發(fā)和燒結(jié)等必須消耗的能量外，排煙熱損失和產(chǎn)品冷卻浪費的能量約占總能耗的40%～45%。如采用余熱干燥磚坯的方式，可利用余熱約15%左右，另有25%～30%左右的余熱還未能得到充分利用。

制磚隧道窯輻射換熱式余熱利用技術(shù)它是將隧道窯200～950℃磚坯余熱通過輻射換熱式余熱鍋爐生產(chǎn)壓力為2.45MPa、溫度為400℃的蒸汽，經(jīng)余熱鍋爐利用后的200℃以下的低溫煙氣余熱再用于磚坯干燥，在不影響原生產(chǎn)工藝、不增加燃料消耗和不影響磚坯質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)隧道窯余熱的梯級利用。產(chǎn)生的蒸汽可直接用于生產(chǎn)、生活或發(fā)電。

（2）提高窯爐密封性技術(shù)。目前，我國大多數(shù)燒結(jié)類墻材企業(yè)采用輪窯焙燒，而80%以上的輪窯密封性能不合格，漏氣現(xiàn)象相當普遍，不但影響產(chǎn)量，其熱量損失也很大，能耗偏高的現(xiàn)象也普遍存在。輪窯密封性能不佳的主要原因是砌筑的基礎(chǔ)未處理好，局部下沉從而產(chǎn)生裂縫。煙道砌筑質(zhì)量不合格，回填土夯得不實，哈風(fēng)閘未經(jīng)機械加工，配合不嚴，投煤火蓋不合格等。因此要確保輪窯節(jié)能高產(chǎn)，首先要選用規(guī)范的哈風(fēng)閘和投煤火蓋，其次窯墻、窯頂應(yīng)采用輕質(zhì)泡沫隔熱磚等隔熱保溫材料砌筑，窯車接頭處，窯內(nèi)的周邊與窯體接觸處都應(yīng)采用30mm厚硅酸鋁耐火纖維氈粘貼，有效阻止窯內(nèi)煙氣升溫與冷空氣的滲入，增強窯內(nèi)的密封性能，縮小窯爐上下溫差，減少熱損失，縮短高火保溫時間，從而減少燃料消耗，達到節(jié)能目的。

（3）大型隧道窯焙燒技術(shù)。大型節(jié)能保溫隧道窯設(shè)計內(nèi)寬應(yīng)大于4.60m，甚至寬至10m以上。窯頂和窯墻結(jié)構(gòu)應(yīng)保證耐熱、保溫、密封的性能。采用輕質(zhì)襯砌材料，降低窯車的蓄熱量。窯車之間采用雙重密封結(jié)構(gòu)，兩側(cè)與窯體也采用密封結(jié)構(gòu)，從而杜絕窯車面上與車下的氣體流動。隧道窯在窯內(nèi)設(shè)置冷卻系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、窯溫、窯壓監(jiān)測控制系統(tǒng)。燃料根據(jù)產(chǎn)品不同可選用煤、燃油或天然氣。由于余熱被充分利用，使熱工過程節(jié)能效率和熱利用率大大提高。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，中國建筑市場對燒結(jié)磚的需求不斷增加，一方面推動著燒結(jié)類墻材企業(yè)快速發(fā)展，另一方面也考驗著燒結(jié)類墻材企業(yè)的技術(shù)水平?，F(xiàn)有燒結(jié)類墻材企業(yè)必須對原有的落后生產(chǎn)工藝和設(shè)備進行不斷更新和實施技術(shù)改造，從而降低產(chǎn)品能耗，提高資源和能源的利用效率；逐步提升燒結(jié)類墻材企業(yè)的整體技術(shù)裝備水平和產(chǎn)品質(zhì)量，不斷增強燒結(jié)類墻材企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力，促進燒結(jié)類墻材企業(yè)持續(xù)、和諧和健康發(fā)展。

[1]徐厚林.燒結(jié)磚隧道窯技術(shù)與節(jié)能降耗[J].磚瓦，2011，（5）：30-32.