兩次燒內(nèi)墻磚輥道窯合理比例的節(jié)能方法

李振中

摘 要：由于全球能源價格不斷提高，國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策不斷深入人心，陶瓷行業(yè)已普遍重視節(jié)能減排的問題。內(nèi)墻磚的燒成在國內(nèi)大多采用兩次燒的方式，即素?zé)陀詿?。?shí)踐證明，兩次燒內(nèi)墻磚燒成的能耗，不同窯爐供應(yīng)商的輥道窯上下相差很大。本文主要闡述了利用窯爐合理的分段，即不同功能區(qū)的百分比配置來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的措施。目前，此方法還沒引起人們的重視，在節(jié)能減排日益緊迫的今天，我們的眼光必須放寬一些，深挖潛力，注意到能夠節(jié)能的方方面面，使我們的設(shè)計精益求精，就能使能耗降至更低。

關(guān)鍵詞：兩次燒；窯爐；合理比例；節(jié)能；方法

1 前言

目前，由于全球能源價格不斷提高，國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策不斷深入人心，陶瓷行業(yè)已普遍重視節(jié)能減排的問題。無論國內(nèi)還是國外陶瓷企業(yè)，簽訂窯爐合同時，都把能耗作為重要的一項寫在合同里。目前窯爐的競爭，即是窯爐能耗指標(biāo)的競爭。

在2013年，以科達(dá)機(jī)電為組長單位、摩德納為副組長單位和中鵬參與編制的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷燒成輥道窯》已編制完畢并上報國家標(biāo)準(zhǔn)局，其中的輥道窯能耗標(biāo)準(zhǔn)，占有重要的章節(jié)。

2 兩次燒內(nèi)墻磚的耗能情況及節(jié)能措施

內(nèi)墻磚的燒成在國內(nèi)大多采用兩次燒的方式，即素?zé)陀詿?。其中，素?zé)址指邷厮責(zé)偷蜏厮責(zé)蜏厮責(zé)话銥?100℃左右，高溫素?zé)秊?150℃左右，廣東地區(qū)一般采用高溫素?zé)?，山東、河北等北方地區(qū)一般采用低溫素?zé)?。釉燒的溫度南北方都差不多，低溫釉?100℃左右，高溫釉在1150℃左右。素坯干燥器一般與素?zé)G串聯(lián)在一起，其熱源為窯爐的煙氣和緩冷區(qū)的余熱。

在國內(nèi)，兩次燒內(nèi)墻磚燒成的能耗，不同窯爐供應(yīng)商的輥道窯上下相差很大，以低溫素?zé)膬纱螣齼?nèi)墻磚（300 mm×600mm規(guī)格的磚）為例，最高的達(dá)到3.5kg煤/m2，而科達(dá)機(jī)電于2013年在山東臨沂生產(chǎn)出了2.88kg煤/m2的全國最低能耗水平。以一條日產(chǎn)30000m2的內(nèi)墻磚生產(chǎn)線來說，每天可節(jié)煤18t，臨沂地區(qū)最好的水平是3.1kg煤/m2。和它相比，每天也可節(jié)煤6.6t，如果一年按300天計算，可節(jié)煤1980t。所以說，選用好的熱工設(shè)備，對陶瓷廠家產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是驚人的，對社會的效益也很大。

目前，在窯爐上采取節(jié)能的措施有以下幾種：

（1） 利用窯爐余熱加熱助燃風(fēng)；

（2） 選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的耐火保溫材料，如：使用導(dǎo)熱系數(shù)是普通保溫材料三分之一的納米保溫板等；

（3） 選擇好的燒嘴，如：能減小斷面溫差的節(jié)能燒嘴和近期風(fēng)行的預(yù)混式節(jié)能燒嘴等；

（4） 在調(diào)試中盡量采用小的助燃風(fēng)過剩系數(shù)；

（5） 采用寬體窯。

本文筆者向大家推薦兩次燒內(nèi)墻磚燒成窯爐特有的一種節(jié)能措施，利用窯爐合理的分段，即不同功能區(qū)的百分比配置來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。實(shí)踐證明，這種方法有明顯的節(jié)能效果，同時，這種方法也適用于普通釉面地磚的快速燒成窯爐。本文通過舉例的方式，說明兩次燒內(nèi)墻磚燒成窯爐節(jié)能的效果。

如：在山東臨沂，筆者承接的第一條兩次燒內(nèi)墻磚生產(chǎn)線，素釉燒溫度均為1100℃左右，燒成周期為32min，日產(chǎn)25000m2。原設(shè)計是按通常的冷卻帶占40%比例，當(dāng)時能耗是3.3kg煤/m2。通過公司人員的決策，建議將急冷段往前移6段，也就是冷卻段加長了5%，預(yù)熱和燒成段減短了5%，減掉了40多個燒嘴。修改后，發(fā)現(xiàn)能耗由3.kg煤/m2降為3.1kg煤/m2，一天可節(jié)約5t的煤。同時，干燥器的溫度提升了50℃，產(chǎn)品出窯溫度也降低了20℃。通過將急冷段遷移的方法，使得窯爐在三個方面都得到了良好的改善。

我們知道，快速燒成一般指燒成周期在30min左右，兩次燒內(nèi)墻磚的燒成周期是在30min左右，所以它屬快速燒成范疇，有些一次燒釉面地磚的燒成周期也在30min左右，也屬快速燒成范疇。所以，快速燒成中的快指的是在預(yù)熱區(qū)和燒成區(qū)的時間比較短，而在冷卻區(qū)是不能快的，因?yàn)樵谝欢ǖ漠a(chǎn)量和燒成溫度前提下，冷卻的時間是不會縮短的，一般不應(yīng)低于15min，才能保證產(chǎn)品出窯溫度在100℃左右，如少于這個時間，產(chǎn)品出窯溫度會上升。所以在進(jìn)行輥道窯的分區(qū)時，應(yīng)該引進(jìn)冷卻時間不變的概念。這時，快速燒成窯爐冷卻帶所占窯長的比例就大，而慢速燒成窯爐冷卻帶所占窯長的比例就小，如果我們不注意燒成速度，用一個比例去套所有的窯爐，其運(yùn)行效果就會大打折扣。在國內(nèi)，有很多兩次燒內(nèi)墻磚的輥道窯，套用的是燒制拋光磚窯爐的分區(qū)方法；也有很多的輥道窯，為了提高產(chǎn)量，將預(yù)熱和燒成帶市設(shè)計很長而冷卻帶被設(shè)計很短。

3 預(yù)熱和燒成帶比例對節(jié)能效果的影響

預(yù)熱和燒成帶占比例大，而冷卻帶比例小會導(dǎo)致窯爐耗能較大，其原因主要有以下幾個方面。

（1） 開動燒嘴較多。因?yàn)榇u坯在前邊走的路程相對較長，為了保證溫度，相應(yīng)開動燒嘴也較多，燒嘴啟動越多，能耗消耗越大。

（2） 閑置燒嘴多，保溫不好。這種情況下，在釉燒窯上較突出。有的釉燒窯輥上竟然閑置三分之二的燒嘴，目前國內(nèi)運(yùn)行的釉燒輥道窯輥上燒嘴閑置一半的也比比皆是。眾所周知，閑置的燒嘴都在負(fù)壓較大的預(yù)熱區(qū)，這些閑置的燒嘴位置，保溫不好，會吸進(jìn)窯內(nèi)冷風(fēng)，造成浪費(fèi)能源。另外，多了這么多閑置燒嘴，無疑也提高了窯爐的成本。

（3） 排煙溫度低，致使送去干燥器的余熱溫度不足，不得不用設(shè)置管槍的方法來提高溫度。因?yàn)轭A(yù)熱區(qū)太長，而煙氣是在窯頭排出的，煙氣走的路程就要長，降溫就會多。 例如，前面所述，改造前排煙溫度僅為150 ℃，改造后達(dá)到了200℃。目前，國內(nèi)的兩次燒內(nèi)墻生產(chǎn)線的干燥器都設(shè)有管槍，筆者在遼寧法庫見到過的一條日產(chǎn)20000 m2的兩次燒內(nèi)墻生產(chǎn)線，其素坯干燥器使用了15支管槍，釉燒前干燥器使用了5支管槍,通過測算，一支管槍的消耗煤氣量相當(dāng)于8支窯爐燒嘴消耗的煤氣量?？梢哉f，這些管槍是造成能耗高的重要原因之一。

一般大家認(rèn)為只有加長窯爐的預(yù)熱和燒成區(qū)，才能提高產(chǎn)量。其實(shí)這些都是相對而言的，如果燒嘴結(jié)構(gòu)不合理，在預(yù)熱區(qū)斷面溫差較大，坯體就不容易氧化，就需要用時間換空間，也就是說，用加長氧化時間的方法來達(dá)到完全氧化的目的。這也就是為什么有的寬體窯不容易提產(chǎn)；有的寬體窯不節(jié)能的原因。如果燒嘴結(jié)構(gòu)合理，窯爐斷面溫度均勻，氧化的時間就會大大縮短。如果靠加長預(yù)熱區(qū)來提高產(chǎn)量，就成了偽快速燒成。

在國外，如：巴西，他們的釉面地磚燒成周期很短，最快的可以達(dá)到25min。所以他們對這方面比較有經(jīng)驗(yàn)，即采用燒成周期越短，窯爐冷卻帶的比例越大等方法進(jìn)行節(jié)能。

從生產(chǎn)實(shí)踐中筆者注意到，釉燒窯的輥上燒嘴實(shí)際運(yùn)行的很少，一般輥上燒嘴設(shè)置占窯爐總長的9%~15%即可。素?zé)指邷厮責(zé)偷蜏厮責(zé)齼煞N，如果是低溫素?zé)?，素?zé)G照樣不用設(shè)計太多的燒嘴，最多燒嘴數(shù)量設(shè)計窯段占窯爐總長的20%即可。如果是高溫素?zé)伾蠠煸O(shè)置小于窯爐總長的30%。素、釉燒窯的輥下燒嘴均設(shè)置占窯爐總長的40%左右。（下轉(zhuǎn)第49頁）

4 結(jié)語

無論是兩次燒內(nèi)墻磚輥道窯，還是快速燒成的釉面地磚輥道窯，他們的分區(qū)方法完全可以以冷卻帶占窯爐總長的比例為基準(zhǔn)來劃分，如：燒成周期是40min，則冷卻帶占40%；如:燒成周期是35min，則冷卻帶占45%；如：燒成周期是30min，則冷卻帶占50%。

當(dāng)然，兩次燒內(nèi)墻磚輥道窯的節(jié)能手段有很多，但是利用分區(qū)來節(jié)能并提高窯爐的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，起碼到目前為止還沒引起人們的重視，在節(jié)能減排日益緊迫的今天，我們的眼光必須放寬一些，深挖潛力，注意到能夠節(jié)能的方方面面，使我們的設(shè)計精益求精，就能使能耗降至更低。