窯爐燃燒狀態(tài)調(diào)整與監(jiān)控

謝炳豪

摘 要：本文簡單闡述了目前窯爐的燃燒狀態(tài)與監(jiān)控、窯爐燃燒狀態(tài)的調(diào)試服務(wù)方式、對安裝窯爐時(shí)溫度、壓力、氣氛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及窯爐的測點(diǎn)布置等方面。通過對窯爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)，以期達(dá)到減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗的目的。希望能為陶瓷企業(yè)節(jié)能減排帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：窯爐燃燒狀態(tài)；監(jiān)控；調(diào)整；節(jié)能減排

1 當(dāng)前窯爐的燃燒狀態(tài)

與早期的窯爐比較，當(dāng)前陶瓷生產(chǎn)企業(yè)均采取加長、加寬窯爐來達(dá)到提高生產(chǎn)能力、降低燒成能耗的目的。由于窯爐加長、加寬，助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)加大，風(fēng)壓加大，致使窯內(nèi)燃燒狀態(tài)較難調(diào)節(jié)。目前企業(yè)的窯爐基本上是燒煤制氣，受所配套助燃風(fēng)送風(fēng)管道系統(tǒng)、選用燒嘴的性能、助燃風(fēng)量風(fēng)壓等因素的影響，調(diào)節(jié)到最佳燃燒狀態(tài)更加不容易。據(jù)對在陶瓷企業(yè)運(yùn)行的輥道窯了解，目前窯爐只安裝有熱電偶監(jiān)控窯爐各段的溫度，一直沒有安裝壓力計(jì)和氧量計(jì)，未能監(jiān)控窯內(nèi)壓力和燃燒空氣系數(shù)（煙氣含氧量），窯爐操作者只憑經(jīng)驗(yàn)去調(diào)節(jié)窯爐燃燒，對窯內(nèi)燃燒是否良好，未能具有數(shù)據(jù)表達(dá)。由此造成窯內(nèi)燃燒出現(xiàn)如下狀況：

（1） 燒成帶助燃風(fēng)量不足夠，燃料（煤氣）燃燒不完全。測試數(shù)據(jù)為窯內(nèi)煙氣含氧量低，CO含量高。出現(xiàn)這種情況是，煤氣未能完全燃燒而浪費(fèi)。

（2） 燒成帶中燃燒空氣過量。測試數(shù)據(jù)為窯內(nèi)煙氣含氧量高、燃燒空氣系數(shù)大。出現(xiàn)這種情況是：過量的空氣燃燒為了保持窯內(nèi)溫度，就要過量燃料（煤氣），也迫使窯爐的預(yù)熱帶（低溫段）負(fù)壓開得很大來適應(yīng)窯爐運(yùn)行。從而使排煙量增大，窯爐熱損失增大。輥道窯在消耗燃料量和窯爐最高燒成溫度一定的情況下，需要控制助燃空氣量以及燃燒空氣系數(shù)。通過調(diào)試合適的空氣系數(shù)，可以提高燃燒溫度，使排煙量大大減少，熱能的浪費(fèi)可以大大減小。

（3） 窯爐排煙開得過大，窯爐低溫區(qū)負(fù)壓過大，燒成曲線不合理，對窯內(nèi)壓力無儀器儀表監(jiān)控，由此排出了窯內(nèi)大量的熱量，反過來又需要增加煤氣燃料對窯內(nèi)燃燒的輸入。操作者沒能根據(jù)窯爐燒制不同產(chǎn)品或不同的產(chǎn)量而調(diào)節(jié)好燒成曲線。由此增加了窯爐不必要的熱能浪費(fèi)。

（4） 窯爐所配套的燒嘴不適當(dāng)，由于煤氣熱值較低，燃燒速度慢、所選擇的燒嘴與助燃空氣混合不充分、燃燒噴射速度不足、射程不遠(yuǎn)。而目前企業(yè)越來越多的采用內(nèi)寬2.5m以上的寬體窯，而且普遍日產(chǎn)量較大。配套不適當(dāng)?shù)臒斓母G爐燃燒系統(tǒng)已經(jīng)難以適應(yīng)，造成窯爐中央溫度較兩側(cè)溫度偏低的橫向溫差，而造成產(chǎn)品色差、陰陽色等質(zhì)量問題。為了解決該問題，企業(yè)又不得不通過加大助燃風(fēng)來提高火焰噴射速度，而加大助燃風(fēng)又帶來了窯爐正壓，只有采取同樣地加大窯爐排煙量來處理。這樣做法，都加大了窯爐的燃料消耗、加大了窯爐風(fēng)機(jī)電耗，而窯爐正壓運(yùn)行又造成窯體容易損壞。

（5） 窯內(nèi)煙氣閘板調(diào)節(jié)不適當(dāng)，造成如急冷風(fēng)帶入至燒成帶或預(yù)熱帶溫度升溫不適當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。也造成了窯內(nèi)燃燒狀況不良，熱損失增加。

2 窯爐燃燒狀態(tài)監(jiān)控、調(diào)試服務(wù)方式及效益

2.1 窯爐燃燒狀態(tài)的檢測和調(diào)節(jié)

通過對窯爐進(jìn)行燃燒狀態(tài)的檢測，掌握窯內(nèi)燃燒狀況，從而根據(jù)所檢測得的數(shù)據(jù)，對窯爐燒成溫度曲線、壓力曲線、氣氛曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)窯爐燃燒在更加合適的狀態(tài)，從而減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗。

現(xiàn)以一條產(chǎn)磚量410m2/h，使用煤氣量為Q=5465m3/h的窯爐對熱工理論計(jì)算：

通過降低燃燒過量空氣系數(shù)，減少排煙熱損失，節(jié)能量為：

調(diào)節(jié)前窯爐內(nèi)空氣系數(shù)：α2=1.75（煙氣含氧量平均值9%）；

調(diào)節(jié)后窯爐內(nèi)空氣系數(shù)：α1=1.45（煙氣含氧量平均值6.5%）；

理論空氣量：L0=1.18Nm3/m3

過量空氣量為：L=（α2-α1）×L0×Q=1935Nm3/h

測試得這條窯現(xiàn)行入窯助燃風(fēng)量10220Nm3/h，實(shí)際上應(yīng)調(diào)節(jié)入窯助燃風(fēng)量為：8285Nm3/h（只是原來的81%）。

我們可按此計(jì)算節(jié)約煤氣量：

理論煙氣量：V0=2.04Nm3/m3

由于助燃風(fēng)過量而所增加的煙氣量為：

V=（α2-α1）×V0×Q=3345Nm3/h

（排煙平均溫度：355℃，煙氣比熱1.33kJ/Nm3）

所增大的排煙量致使增大該窯爐排煙損失的熱量：

Q=3345×1.33×355=1579342kJ/h

所增大的熱損失相當(dāng)于燃燒煤氣量：

1579342/6075=260Nm3/h

這增大的熱損失占了入窯煤氣總量的4.75%。即如果控制窯內(nèi)空氣系數(shù)從1.75降低至1.45，就可以節(jié)省4.75%的煤氣。

一個實(shí)際應(yīng)用的例子是：

某陶瓷有限公司通過對窯爐燃燒狀態(tài)的調(diào)整，并結(jié)合采用高溫助燃風(fēng)措施，使窯爐產(chǎn)品單位煤耗從原來的4.6kg/m2下降至3.9kg/m2，降低能源消耗15%以上。

該公司一座窯爐，窯長300m，共分有230區(qū)（倉），我們使用微壓力計(jì)和煙氣成份分析儀沿著窯長逐點(diǎn)逐點(diǎn)地從45區(qū)至208區(qū)的測試窯內(nèi)壓力和煙氣成份變化數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)前后的含氧量和窯內(nèi)壓力變化如表1、表2所示。隨窯爐燒成段所顯示煙氣含氧量變化曲線如圖1所示，隨窯爐燒成段所顯示窯內(nèi)壓力變化曲線如圖2所示。

在對該窯爐的燃燒空氣系數(shù)調(diào)節(jié)過程中，窯爐原來裝置的燒嘴不適應(yīng)所作的風(fēng)量調(diào)節(jié)。在實(shí)施降低了窯爐助燃風(fēng)時(shí)，出現(xiàn)窯內(nèi)橫向溫差增大，影響產(chǎn)品尺寸、色差。后來，對全窯更換高效長焰燒嘴，達(dá)到減低助燃風(fēng)合理配風(fēng)仍能保證窯爐溫度和產(chǎn)品質(zhì)量。

3 安裝窯爐溫度、壓力、氣氛的實(shí)時(shí)監(jiān)控

窯爐在線監(jiān)控，根據(jù)窯爐燒成產(chǎn)品狀況，氣候環(huán)境變化、窯爐產(chǎn)量變化、產(chǎn)品原料的改變等因素，可按實(shí)際需要調(diào)節(jié)窯爐在最佳的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行。窯爐需要在最佳的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行，才能達(dá)到最低的燒成能耗。

按了解，當(dāng)前只有很個別的企業(yè)采用了在窯爐燒成帶安裝了以斜管壓力計(jì)顯示的窯內(nèi)壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測。企業(yè)內(nèi)定期派出管理人員到現(xiàn)場觀察所顯示的各條窯爐內(nèi)的壓力狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)顯示壓力與所要求不一致，即與車間或窯爐主管協(xié)商調(diào)整。這一做法，對窯爐操作人員技術(shù)水平、操作也起到了監(jiān)督、促進(jìn)，對窯爐節(jié)能運(yùn)行起了積極的作用。

若需要隨時(shí)地監(jiān)控窯爐內(nèi)壓力變化和燃燒狀態(tài)，則需要從窯爐燒成帶測取窯內(nèi)壓力和氧含量，通過安裝氧化鋯氧量計(jì)探頭、壓力變送器和8通道無紙記錄儀可隨時(shí)地顯示（監(jiān)測）窯內(nèi)壓力變化數(shù)據(jù)，每區(qū)的壓力變化能用曲線顯示，并可配微型打印機(jī)打印記錄！

4 窯爐測點(diǎn)布置

在急冷帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點(diǎn)1；在窯爐燒成帶零壓點(diǎn)上布置一個測壓點(diǎn)2和一個煙氣含氧量測點(diǎn)；在預(yù)熱帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點(diǎn)3；在預(yù)熱帶中段布置一個測壓點(diǎn)4；在預(yù)熱帶最前段近排煙處布置一個測壓點(diǎn)5。測量窯內(nèi)壓力、氣氛布點(diǎn)方案示意圖如圖3所示。測試所需要的設(shè)備如表3所示。

5 結(jié)語

目前，窯爐節(jié)能是陶瓷企業(yè)最為關(guān)心的問題，陶瓷企業(yè)對窯爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)，可以達(dá)到減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗的目的。此措施希望能為陶瓷企業(yè)節(jié)能減排帶來幫助。

摘 要：本文簡單闡述了目前窯爐的燃燒狀態(tài)與監(jiān)控、窯爐燃燒狀態(tài)的調(diào)試服務(wù)方式、對安裝窯爐時(shí)溫度、壓力、氣氛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及窯爐的測點(diǎn)布置等方面。通過對窯爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)，以期達(dá)到減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗的目的。希望能為陶瓷企業(yè)節(jié)能減排帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：窯爐燃燒狀態(tài)；監(jiān)控；調(diào)整；節(jié)能減排

1 當(dāng)前窯爐的燃燒狀態(tài)

與早期的窯爐比較，當(dāng)前陶瓷生產(chǎn)企業(yè)均采取加長、加寬窯爐來達(dá)到提高生產(chǎn)能力、降低燒成能耗的目的。由于窯爐加長、加寬，助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)加大，風(fēng)壓加大，致使窯內(nèi)燃燒狀態(tài)較難調(diào)節(jié)。目前企業(yè)的窯爐基本上是燒煤制氣，受所配套助燃風(fēng)送風(fēng)管道系統(tǒng)、選用燒嘴的性能、助燃風(fēng)量風(fēng)壓等因素的影響，調(diào)節(jié)到最佳燃燒狀態(tài)更加不容易。據(jù)對在陶瓷企業(yè)運(yùn)行的輥道窯了解，目前窯爐只安裝有熱電偶監(jiān)控窯爐各段的溫度，一直沒有安裝壓力計(jì)和氧量計(jì)，未能監(jiān)控窯內(nèi)壓力和燃燒空氣系數(shù)（煙氣含氧量），窯爐操作者只憑經(jīng)驗(yàn)去調(diào)節(jié)窯爐燃燒，對窯內(nèi)燃燒是否良好，未能具有數(shù)據(jù)表達(dá)。由此造成窯內(nèi)燃燒出現(xiàn)如下狀況：

（1） 燒成帶助燃風(fēng)量不足夠，燃料（煤氣）燃燒不完全。測試數(shù)據(jù)為窯內(nèi)煙氣含氧量低，CO含量高。出現(xiàn)這種情況是，煤氣未能完全燃燒而浪費(fèi)。

（2） 燒成帶中燃燒空氣過量。測試數(shù)據(jù)為窯內(nèi)煙氣含氧量高、燃燒空氣系數(shù)大。出現(xiàn)這種情況是：過量的空氣燃燒為了保持窯內(nèi)溫度，就要過量燃料（煤氣），也迫使窯爐的預(yù)熱帶（低溫段）負(fù)壓開得很大來適應(yīng)窯爐運(yùn)行。從而使排煙量增大，窯爐熱損失增大。輥道窯在消耗燃料量和窯爐最高燒成溫度一定的情況下，需要控制助燃空氣量以及燃燒空氣系數(shù)。通過調(diào)試合適的空氣系數(shù)，可以提高燃燒溫度，使排煙量大大減少，熱能的浪費(fèi)可以大大減小。

（3） 窯爐排煙開得過大，窯爐低溫區(qū)負(fù)壓過大，燒成曲線不合理，對窯內(nèi)壓力無儀器儀表監(jiān)控，由此排出了窯內(nèi)大量的熱量，反過來又需要增加煤氣燃料對窯內(nèi)燃燒的輸入。操作者沒能根據(jù)窯爐燒制不同產(chǎn)品或不同的產(chǎn)量而調(diào)節(jié)好燒成曲線。由此增加了窯爐不必要的熱能浪費(fèi)。

（4） 窯爐所配套的燒嘴不適當(dāng)，由于煤氣熱值較低，燃燒速度慢、所選擇的燒嘴與助燃空氣混合不充分、燃燒噴射速度不足、射程不遠(yuǎn)。而目前企業(yè)越來越多的采用內(nèi)寬2.5m以上的寬體窯，而且普遍日產(chǎn)量較大。配套不適當(dāng)?shù)臒斓母G爐燃燒系統(tǒng)已經(jīng)難以適應(yīng)，造成窯爐中央溫度較兩側(cè)溫度偏低的橫向溫差，而造成產(chǎn)品色差、陰陽色等質(zhì)量問題。為了解決該問題，企業(yè)又不得不通過加大助燃風(fēng)來提高火焰噴射速度，而加大助燃風(fēng)又帶來了窯爐正壓，只有采取同樣地加大窯爐排煙量來處理。這樣做法，都加大了窯爐的燃料消耗、加大了窯爐風(fēng)機(jī)電耗，而窯爐正壓運(yùn)行又造成窯體容易損壞。

（5） 窯內(nèi)煙氣閘板調(diào)節(jié)不適當(dāng)，造成如急冷風(fēng)帶入至燒成帶或預(yù)熱帶溫度升溫不適當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。也造成了窯內(nèi)燃燒狀況不良，熱損失增加。

2 窯爐燃燒狀態(tài)監(jiān)控、調(diào)試服務(wù)方式及效益

2.1 窯爐燃燒狀態(tài)的檢測和調(diào)節(jié)

通過對窯爐進(jìn)行燃燒狀態(tài)的檢測，掌握窯內(nèi)燃燒狀況，從而根據(jù)所檢測得的數(shù)據(jù)，對窯爐燒成溫度曲線、壓力曲線、氣氛曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)窯爐燃燒在更加合適的狀態(tài)，從而減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗。

現(xiàn)以一條產(chǎn)磚量410m2/h，使用煤氣量為Q=5465m3/h的窯爐對熱工理論計(jì)算：

通過降低燃燒過量空氣系數(shù)，減少排煙熱損失，節(jié)能量為：

調(diào)節(jié)前窯爐內(nèi)空氣系數(shù)：α2=1.75（煙氣含氧量平均值9%）；

調(diào)節(jié)后窯爐內(nèi)空氣系數(shù)：α1=1.45（煙氣含氧量平均值6.5%）；

理論空氣量：L0=1.18Nm3/m3

過量空氣量為：L=（α2-α1）×L0×Q=1935Nm3/h

測試得這條窯現(xiàn)行入窯助燃風(fēng)量10220Nm3/h，實(shí)際上應(yīng)調(diào)節(jié)入窯助燃風(fēng)量為：8285Nm3/h（只是原來的81%）。

我們可按此計(jì)算節(jié)約煤氣量：

理論煙氣量：V0=2.04Nm3/m3

由于助燃風(fēng)過量而所增加的煙氣量為：

V=（α2-α1）×V0×Q=3345Nm3/h

（排煙平均溫度：355℃，煙氣比熱1.33kJ/Nm3）

所增大的排煙量致使增大該窯爐排煙損失的熱量：

Q=3345×1.33×355=1579342kJ/h

所增大的熱損失相當(dāng)于燃燒煤氣量：

1579342/6075=260Nm3/h

這增大的熱損失占了入窯煤氣總量的4.75%。即如果控制窯內(nèi)空氣系數(shù)從1.75降低至1.45，就可以節(jié)省4.75%的煤氣。

一個實(shí)際應(yīng)用的例子是：

某陶瓷有限公司通過對窯爐燃燒狀態(tài)的調(diào)整，并結(jié)合采用高溫助燃風(fēng)措施，使窯爐產(chǎn)品單位煤耗從原來的4.6kg/m2下降至3.9kg/m2，降低能源消耗15%以上。

該公司一座窯爐，窯長300m，共分有230區(qū)（倉），我們使用微壓力計(jì)和煙氣成份分析儀沿著窯長逐點(diǎn)逐點(diǎn)地從45區(qū)至208區(qū)的測試窯內(nèi)壓力和煙氣成份變化數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)前后的含氧量和窯內(nèi)壓力變化如表1、表2所示。隨窯爐燒成段所顯示煙氣含氧量變化曲線如圖1所示，隨窯爐燒成段所顯示窯內(nèi)壓力變化曲線如圖2所示。

在對該窯爐的燃燒空氣系數(shù)調(diào)節(jié)過程中，窯爐原來裝置的燒嘴不適應(yīng)所作的風(fēng)量調(diào)節(jié)。在實(shí)施降低了窯爐助燃風(fēng)時(shí)，出現(xiàn)窯內(nèi)橫向溫差增大，影響產(chǎn)品尺寸、色差。后來，對全窯更換高效長焰燒嘴，達(dá)到減低助燃風(fēng)合理配風(fēng)仍能保證窯爐溫度和產(chǎn)品質(zhì)量。

3 安裝窯爐溫度、壓力、氣氛的實(shí)時(shí)監(jiān)控

窯爐在線監(jiān)控，根據(jù)窯爐燒成產(chǎn)品狀況，氣候環(huán)境變化、窯爐產(chǎn)量變化、產(chǎn)品原料的改變等因素，可按實(shí)際需要調(diào)節(jié)窯爐在最佳的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行。窯爐需要在最佳的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行，才能達(dá)到最低的燒成能耗。

按了解，當(dāng)前只有很個別的企業(yè)采用了在窯爐燒成帶安裝了以斜管壓力計(jì)顯示的窯內(nèi)壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測。企業(yè)內(nèi)定期派出管理人員到現(xiàn)場觀察所顯示的各條窯爐內(nèi)的壓力狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)顯示壓力與所要求不一致，即與車間或窯爐主管協(xié)商調(diào)整。這一做法，對窯爐操作人員技術(shù)水平、操作也起到了監(jiān)督、促進(jìn)，對窯爐節(jié)能運(yùn)行起了積極的作用。

若需要隨時(shí)地監(jiān)控窯爐內(nèi)壓力變化和燃燒狀態(tài)，則需要從窯爐燒成帶測取窯內(nèi)壓力和氧含量，通過安裝氧化鋯氧量計(jì)探頭、壓力變送器和8通道無紙記錄儀可隨時(shí)地顯示（監(jiān)測）窯內(nèi)壓力變化數(shù)據(jù)，每區(qū)的壓力變化能用曲線顯示，并可配微型打印機(jī)打印記錄！

4 窯爐測點(diǎn)布置

在急冷帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點(diǎn)1；在窯爐燒成帶零壓點(diǎn)上布置一個測壓點(diǎn)2和一個煙氣含氧量測點(diǎn)；在預(yù)熱帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點(diǎn)3；在預(yù)熱帶中段布置一個測壓點(diǎn)4；在預(yù)熱帶最前段近排煙處布置一個測壓點(diǎn)5。測量窯內(nèi)壓力、氣氛布點(diǎn)方案示意圖如圖3所示。測試所需要的設(shè)備如表3所示。

5 結(jié)語

目前，窯爐節(jié)能是陶瓷企業(yè)最為關(guān)心的問題，陶瓷企業(yè)對窯爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)，可以達(dá)到減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗的目的。此措施希望能為陶瓷企業(yè)節(jié)能減排帶來幫助。

摘 要：本文簡單闡述了目前窯爐的燃燒狀態(tài)與監(jiān)控、窯爐燃燒狀態(tài)的調(diào)試服務(wù)方式、對安裝窯爐時(shí)溫度、壓力、氣氛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及窯爐的測點(diǎn)布置等方面。通過對窯爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)，以期達(dá)到減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗的目的。希望能為陶瓷企業(yè)節(jié)能減排帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：窯爐燃燒狀態(tài)；監(jiān)控；調(diào)整；節(jié)能減排

1 當(dāng)前窯爐的燃燒狀態(tài)

與早期的窯爐比較，當(dāng)前陶瓷生產(chǎn)企業(yè)均采取加長、加寬窯爐來達(dá)到提高生產(chǎn)能力、降低燒成能耗的目的。由于窯爐加長、加寬，助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)加大，風(fēng)壓加大，致使窯內(nèi)燃燒狀態(tài)較難調(diào)節(jié)。目前企業(yè)的窯爐基本上是燒煤制氣，受所配套助燃風(fēng)送風(fēng)管道系統(tǒng)、選用燒嘴的性能、助燃風(fēng)量風(fēng)壓等因素的影響，調(diào)節(jié)到最佳燃燒狀態(tài)更加不容易。據(jù)對在陶瓷企業(yè)運(yùn)行的輥道窯了解，目前窯爐只安裝有熱電偶監(jiān)控窯爐各段的溫度，一直沒有安裝壓力計(jì)和氧量計(jì)，未能監(jiān)控窯內(nèi)壓力和燃燒空氣系數(shù)（煙氣含氧量），窯爐操作者只憑經(jīng)驗(yàn)去調(diào)節(jié)窯爐燃燒，對窯內(nèi)燃燒是否良好，未能具有數(shù)據(jù)表達(dá)。由此造成窯內(nèi)燃燒出現(xiàn)如下狀況：

（1） 燒成帶助燃風(fēng)量不足夠，燃料（煤氣）燃燒不完全。測試數(shù)據(jù)為窯內(nèi)煙氣含氧量低，CO含量高。出現(xiàn)這種情況是，煤氣未能完全燃燒而浪費(fèi)。

（2） 燒成帶中燃燒空氣過量。測試數(shù)據(jù)為窯內(nèi)煙氣含氧量高、燃燒空氣系數(shù)大。出現(xiàn)這種情況是：過量的空氣燃燒為了保持窯內(nèi)溫度，就要過量燃料（煤氣），也迫使窯爐的預(yù)熱帶（低溫段）負(fù)壓開得很大來適應(yīng)窯爐運(yùn)行。從而使排煙量增大，窯爐熱損失增大。輥道窯在消耗燃料量和窯爐最高燒成溫度一定的情況下，需要控制助燃空氣量以及燃燒空氣系數(shù)。通過調(diào)試合適的空氣系數(shù)，可以提高燃燒溫度，使排煙量大大減少，熱能的浪費(fèi)可以大大減小。

（3） 窯爐排煙開得過大，窯爐低溫區(qū)負(fù)壓過大，燒成曲線不合理，對窯內(nèi)壓力無儀器儀表監(jiān)控，由此排出了窯內(nèi)大量的熱量，反過來又需要增加煤氣燃料對窯內(nèi)燃燒的輸入。操作者沒能根據(jù)窯爐燒制不同產(chǎn)品或不同的產(chǎn)量而調(diào)節(jié)好燒成曲線。由此增加了窯爐不必要的熱能浪費(fèi)。

（4） 窯爐所配套的燒嘴不適當(dāng)，由于煤氣熱值較低，燃燒速度慢、所選擇的燒嘴與助燃空氣混合不充分、燃燒噴射速度不足、射程不遠(yuǎn)。而目前企業(yè)越來越多的采用內(nèi)寬2.5m以上的寬體窯，而且普遍日產(chǎn)量較大。配套不適當(dāng)?shù)臒斓母G爐燃燒系統(tǒng)已經(jīng)難以適應(yīng)，造成窯爐中央溫度較兩側(cè)溫度偏低的橫向溫差，而造成產(chǎn)品色差、陰陽色等質(zhì)量問題。為了解決該問題，企業(yè)又不得不通過加大助燃風(fēng)來提高火焰噴射速度，而加大助燃風(fēng)又帶來了窯爐正壓，只有采取同樣地加大窯爐排煙量來處理。這樣做法，都加大了窯爐的燃料消耗、加大了窯爐風(fēng)機(jī)電耗，而窯爐正壓運(yùn)行又造成窯體容易損壞。

（5） 窯內(nèi)煙氣閘板調(diào)節(jié)不適當(dāng)，造成如急冷風(fēng)帶入至燒成帶或預(yù)熱帶溫度升溫不適當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。也造成了窯內(nèi)燃燒狀況不良，熱損失增加。

2 窯爐燃燒狀態(tài)監(jiān)控、調(diào)試服務(wù)方式及效益

2.1 窯爐燃燒狀態(tài)的檢測和調(diào)節(jié)

通過對窯爐進(jìn)行燃燒狀態(tài)的檢測，掌握窯內(nèi)燃燒狀況，從而根據(jù)所檢測得的數(shù)據(jù)，對窯爐燒成溫度曲線、壓力曲線、氣氛曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)窯爐燃燒在更加合適的狀態(tài)，從而減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗。

現(xiàn)以一條產(chǎn)磚量410m2/h，使用煤氣量為Q=5465m3/h的窯爐對熱工理論計(jì)算：

通過降低燃燒過量空氣系數(shù)，減少排煙熱損失，節(jié)能量為：

調(diào)節(jié)前窯爐內(nèi)空氣系數(shù)：α2=1.75（煙氣含氧量平均值9%）；

調(diào)節(jié)后窯爐內(nèi)空氣系數(shù)：α1=1.45（煙氣含氧量平均值6.5%）；

理論空氣量：L0=1.18Nm3/m3

過量空氣量為：L=（α2-α1）×L0×Q=1935Nm3/h

測試得這條窯現(xiàn)行入窯助燃風(fēng)量10220Nm3/h，實(shí)際上應(yīng)調(diào)節(jié)入窯助燃風(fēng)量為：8285Nm3/h（只是原來的81%）。

我們可按此計(jì)算節(jié)約煤氣量：

理論煙氣量：V0=2.04Nm3/m3

由于助燃風(fēng)過量而所增加的煙氣量為：

V=（α2-α1）×V0×Q=3345Nm3/h

（排煙平均溫度：355℃，煙氣比熱1.33kJ/Nm3）

所增大的排煙量致使增大該窯爐排煙損失的熱量：

Q=3345×1.33×355=1579342kJ/h

所增大的熱損失相當(dāng)于燃燒煤氣量：

1579342/6075=260Nm3/h

這增大的熱損失占了入窯煤氣總量的4.75%。即如果控制窯內(nèi)空氣系數(shù)從1.75降低至1.45，就可以節(jié)省4.75%的煤氣。

一個實(shí)際應(yīng)用的例子是：

某陶瓷有限公司通過對窯爐燃燒狀態(tài)的調(diào)整，并結(jié)合采用高溫助燃風(fēng)措施，使窯爐產(chǎn)品單位煤耗從原來的4.6kg/m2下降至3.9kg/m2，降低能源消耗15%以上。

該公司一座窯爐，窯長300m，共分有230區(qū)（倉），我們使用微壓力計(jì)和煙氣成份分析儀沿著窯長逐點(diǎn)逐點(diǎn)地從45區(qū)至208區(qū)的測試窯內(nèi)壓力和煙氣成份變化數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)前后的含氧量和窯內(nèi)壓力變化如表1、表2所示。隨窯爐燒成段所顯示煙氣含氧量變化曲線如圖1所示，隨窯爐燒成段所顯示窯內(nèi)壓力變化曲線如圖2所示。

在對該窯爐的燃燒空氣系數(shù)調(diào)節(jié)過程中，窯爐原來裝置的燒嘴不適應(yīng)所作的風(fēng)量調(diào)節(jié)。在實(shí)施降低了窯爐助燃風(fēng)時(shí)，出現(xiàn)窯內(nèi)橫向溫差增大，影響產(chǎn)品尺寸、色差。后來，對全窯更換高效長焰燒嘴，達(dá)到減低助燃風(fēng)合理配風(fēng)仍能保證窯爐溫度和產(chǎn)品質(zhì)量。

3 安裝窯爐溫度、壓力、氣氛的實(shí)時(shí)監(jiān)控

窯爐在線監(jiān)控，根據(jù)窯爐燒成產(chǎn)品狀況，氣候環(huán)境變化、窯爐產(chǎn)量變化、產(chǎn)品原料的改變等因素，可按實(shí)際需要調(diào)節(jié)窯爐在最佳的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行。窯爐需要在最佳的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行，才能達(dá)到最低的燒成能耗。

按了解，當(dāng)前只有很個別的企業(yè)采用了在窯爐燒成帶安裝了以斜管壓力計(jì)顯示的窯內(nèi)壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測。企業(yè)內(nèi)定期派出管理人員到現(xiàn)場觀察所顯示的各條窯爐內(nèi)的壓力狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)顯示壓力與所要求不一致，即與車間或窯爐主管協(xié)商調(diào)整。這一做法，對窯爐操作人員技術(shù)水平、操作也起到了監(jiān)督、促進(jìn)，對窯爐節(jié)能運(yùn)行起了積極的作用。

若需要隨時(shí)地監(jiān)控窯爐內(nèi)壓力變化和燃燒狀態(tài)，則需要從窯爐燒成帶測取窯內(nèi)壓力和氧含量，通過安裝氧化鋯氧量計(jì)探頭、壓力變送器和8通道無紙記錄儀可隨時(shí)地顯示（監(jiān)測）窯內(nèi)壓力變化數(shù)據(jù)，每區(qū)的壓力變化能用曲線顯示，并可配微型打印機(jī)打印記錄！

4 窯爐測點(diǎn)布置

在急冷帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點(diǎn)1；在窯爐燒成帶零壓點(diǎn)上布置一個測壓點(diǎn)2和一個煙氣含氧量測點(diǎn)；在預(yù)熱帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點(diǎn)3；在預(yù)熱帶中段布置一個測壓點(diǎn)4；在預(yù)熱帶最前段近排煙處布置一個測壓點(diǎn)5。測量窯內(nèi)壓力、氣氛布點(diǎn)方案示意圖如圖3所示。測試所需要的設(shè)備如表3所示。

5 結(jié)語

目前，窯爐節(jié)能是陶瓷企業(yè)最為關(guān)心的問題，陶瓷企業(yè)對窯爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)，可以達(dá)到減少排煙的熱損失，降低窯爐能耗的目的。此措施希望能為陶瓷企業(yè)節(jié)能減排帶來幫助。