燒結(jié)磚隧道窯節(jié)能降耗的途徑探討

程正椿（廣西壯族自治區(qū)節(jié)能監(jiān)察中心，廣西　南寧市　530023）

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燒結(jié)磚隧道窯節(jié)能降耗的途徑探討

程正椿（廣西壯族自治區(qū)節(jié)能監(jiān)察中心，廣西南寧市530023）

在本文中，筆者結(jié)合工作過程中對隧道窯燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)的了解和調(diào)研，深入探討了燒結(jié)磚隧道窯節(jié)能降耗的途徑，以供參考。

隧道窯；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；節(jié)能降耗

1　引言

近幾年來，我國新型墻體材料突飛猛進(jìn)地發(fā)展，尤以頁巖空心磚等墻材的發(fā)展擴(kuò)大更為典型，因此催生出一批新工藝、新技術(shù)、新窯爐，在這方面。筆者由于工作的關(guān)系，曾接觸了廣西區(qū)內(nèi)幾十個隧道窯燒結(jié)磚生產(chǎn)企業(yè)，對這一行業(yè)的新生產(chǎn)技術(shù)和新工藝做了一番比較深入的了解和調(diào)研，特將其中的一些好的經(jīng)驗和節(jié)能降耗的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行總結(jié)、分析和歸納，愿與同行一起探討，共同推動這一行業(yè)的節(jié)能減排工作向前邁進(jìn)。

2　隧道窯的簡介

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得對建材的需求量呈幾何數(shù)增長，尤其是燒結(jié)磚的需求量連年遞增。由于行業(yè)的急劇擴(kuò)張，對窯爐的改進(jìn)以便降低成本提升竟?fàn)幜Φ脑瓌恿σ苍絹碓绞艿街匾?，對新窯爐新技術(shù)的追捧也越發(fā)變得狂熱，業(yè)內(nèi)人士都知道燒結(jié)磚的質(zhì)量主要受到以下幾個方面的因素制約：①原料制備的好壞；②陳化過程長短；③制坯的好壞；④碼坯的好壞；⑤干燥的好壞（與時間長短關(guān)聯(lián)）；⑥碼窯的好壞；⑦焙燒的好壞等；

但最關(guān)鍵、最難控制的技術(shù)還是在干燥到焙燒這一段環(huán)節(jié)，而這段環(huán)節(jié)產(chǎn)品的好壞與隧道窯質(zhì)量的好壞緊密相聯(lián)。一個好的適用的窯爐直接關(guān)聯(lián)到產(chǎn)量的提升，質(zhì)量的提高，能耗的降低，最終體現(xiàn)到經(jīng)濟(jì)效益的提高。

目前市面上最常用的隧道窯有以下幾種：

（1）按窯體的結(jié)構(gòu)形式分有：拱頂式隧道窯、平頂式隧道窯、移動式隧道窯、裝配式隧道窯。

（2）按窯道的工作斷面分有：小斷面隧道窯（內(nèi)寬小于3m）、中斷面隧道窯（內(nèi)寬3～4.5m）、大斷面隧道窯（內(nèi)寬大于4.5m）。

（3）按燃料結(jié)構(gòu)分有：燃?xì)馐?、燃煤式、燃油式?/p>

3　國家頒布的隧道窯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

要找到燒結(jié)磚隧道窯節(jié)能降耗的途徑，首先我們要了解國家頒布的“磚瓦燒窯爐的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”我們先來熟悉一下國家標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容：磚瓦焙燒窯爐JC982-2005。

磚瓦焙燒窯爐分為隧道窯和輪窯二種型式。隧道窯又可分為平頂和拱型隧道窯；輪窯可分為直通道和彎道輪窯。主要類型見表1。

表1　磚瓦焙燒窯爐主要類型

隧道窯表示方法如圖1。

示例：隧道窯內(nèi)頂為平頂結(jié)構(gòu)型式，窯長140m，窯車面以上內(nèi)高1.5m，內(nèi)寬4.6m，標(biāo)記如下：Sy-p-1-140-1.5/4.6

輪窯表示方法如圖2。

圖1　

圖2　

示例：輪窯為帶抽取余熱輪窯型式，內(nèi)寬3.9m，內(nèi)高2.7m，門數(shù)40門，門距m，標(biāo)記如下：LY-Y40-5-2.7/3.9

JC982-2005

技術(shù)要求基本參數(shù)：

（1）隧道窯基本參數(shù)見表2

表2　隧道窯基本參數(shù)

（2）輪窯基本參數(shù)見表3

表3　輪窯基本參數(shù)

隧道窯質(zhì)量評定等級要求標(biāo)準(zhǔn)是2005年2月14日由國家發(fā)改委發(fā)布，于2005年7月1日起開始實施，訖今有將近11年了。從這個標(biāo)準(zhǔn)可以了解到：

（1）對于隧道窯的基本參數(shù)、窯爐砌筑及整體性能要求、窯爐基礎(chǔ)、窯墻體、窯頂、窯爐附屬設(shè)施都有詳細(xì)規(guī)定。

（2）對輪窯也有規(guī)定，但隨著科技進(jìn)步和節(jié)能減排的要求提高。18～24門輪窯已列入淘汰序列。

（3）這個標(biāo)準(zhǔn)對隧道窯的燃料消耗指標(biāo)定為49.7kg×10/萬塊，折成萬塊成品磚耗標(biāo)煤為1.699t。這個指標(biāo)拿到今天來看，實際已經(jīng)偏高，廣西區(qū)內(nèi)很多磚廠已經(jīng)大大低于這一指標(biāo)，目前平均在0.9～1.0t標(biāo)煤/萬塊之間。就是在這個基礎(chǔ)上，如果管理得當(dāng)，措施到位，區(qū)內(nèi)很多磚廠仍然還有潛力可挖，節(jié)能降耗的空間依然很大。因為磚是一個量大價低的行業(yè)。每萬塊磚那怕降低0.1t標(biāo)煤，一個中型磚廠（年產(chǎn)6000萬塊）一年節(jié)能將達(dá)600t標(biāo)煤。

4　隧道窯節(jié)能降耗的節(jié)點描述

就目前廣西區(qū)內(nèi)市場上最常見的兩烘一燒的燒結(jié)磚隧道窯來論，節(jié)能降耗的主要節(jié)點在于：

4.1窯墻

隧道窯的窯墻從內(nèi)到外由四部分構(gòu)成：①耐火重質(zhì)材料；②輕質(zhì)保溫材料；③隔熱耐火保溫材料；④外磚砌體。在這四個部分中尤以保溫材料砌體最為講究，對窯爐是否節(jié)能保溫起著很重要的作用，提醒生產(chǎn)廠家一定要聘請專業(yè)的窯爐師進(jìn)行設(shè)計施工，不要貪圖便宜為了降低造價請非專業(yè)的廠家設(shè)計施工，否則一旦定型投產(chǎn)后未達(dá)預(yù)期效果，悔之晚矣。

國家標(biāo)準(zhǔn)中對窯墻的砌筑規(guī)定得很具體，使用的耐火材料和隔熱材料必須符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的相應(yīng)質(zhì)量要求，窯墻保溫好，熱量損失少，能源消耗少，窯爐使用壽命延長，綜合效益自然而然就提升了。

4.2窯頂

根據(jù)筆者觀察，區(qū)內(nèi)的窯爐窯頂以平頂和弧頂居多，窯頂主要在于保溫耐熱的處理，保溫材料的鋪設(shè)非常講究，不能有縫隙，防止熱氣流通過縫隙向窯頂上竄，隔熱層所用材料要考慮到它的耐溫性能，不能貪圖便宜使用劣質(zhì)材料。其次。窯頂與碼垛的間隙要注意，不能過高或過低，過高，間隙大，容易竄入冷風(fēng)，影響窯爐溫度進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量和能耗，過低，容易引起碰撞，危及生產(chǎn)正常。

4.3余熱管道保溫

干燥窯是通過余熱管道把焙燒窯的余熱送過來干燥磚坯的，因此余熱管道的保溫也很重要，不能讓余熱在輸送過程中有過大損失，影響到產(chǎn)量和能耗。

4.4窯車和沙封槽

窯車是窯爐熱量損耗最大的一個載體，它的上下密封是否嚴(yán)密是決定熱損失的關(guān)鍵所在，筆者曾留意觀察好的窯爐沙封槽與窯車之間間隙很小，而且窯墻伸出來的那塊磚砌筑很規(guī)整，平常操作非常規(guī)范，如有碰撞損壞也能及時修復(fù)，這樣窯車與窯墻之間嚴(yán)絲合縫，避免了窯車下面的冷氣流與窯車上面的高溫帶接觸，既減少能耗損失，又保護(hù)了窯車輪子不受高溫炙烤，延長窯車的使用壽命。

4.5生產(chǎn)過程中控制

（1）選擇合適的原料作坯體，有條件的地方最好選用碳質(zhì)頁巖或煤矸石作原料，這兩種原料含有一定的煤質(zhì)成份，含熱卡大約200～500大卡。摻入制坯可以減少用煤量，煤矸石作為廢棄物如能充分利用對保護(hù)環(huán)境也有貢獻(xiàn)。

（2）嚴(yán)格控制磚坯的水份，因為降低坯體水份對降低煤耗很關(guān)鍵。磚坯的水份成份必須要一致不能波動過大，否則要么造成倒坯，要么造成過燒或燒不透直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，這必須從原料環(huán)節(jié)就要抓緊，很多磚廠老板管理粗放，不注重這些細(xì)節(jié)，質(zhì)量就無法提高。

（3）原煤必須計量，要加強(qiáng)能源管理，必須建立公司、車間、班組三級能源管理體系，健全能源管理制度，制定能源消耗和節(jié)能獎懲制度，并認(rèn)真檢查和鑒定，尤其是用煤管理，必須要做到進(jìn)煤有計劃，入庫有驗收，領(lǐng)用有記錄，進(jìn)出有臺賬。堵死跑冒滴漏任何一個環(huán)節(jié)。

（4）焙燒過程要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。

窯車的進(jìn)出時間要穩(wěn)定，風(fēng)閘要固定，勤于觀察爐內(nèi)狀況以及砂封槽的窯閉狀況，不要隨意開啟窯頭和窯尾的密封門，防止增加風(fēng)機(jī)負(fù)荷及增大電耗。

（5）充分利用窯內(nèi)余熱

隧道窯在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量余熱，尤其以碳質(zhì)頁巖石煤、煤研石做原料的燒結(jié)磚余熱更多，如不加以利用，實在太浪費，根據(jù)余熱量的大小，除烘干磚坯外，還可用來烘燒窯頂上方水箱產(chǎn)生蒸氣供鍋爐使用。在北方地區(qū)還可以供暖或者匹配余熱發(fā)電機(jī)組。

5　移動式隧道窯綜述

近幾年來，我國磚瓦燒結(jié)行業(yè)又出現(xiàn)了一種新形的窯爐叫做“移動式隧道窯，它的原理就是建一個環(huán)形軌道，窯是用鋼板和耐火材料拼裝，磚坯在環(huán)形軌道上是不動的，而窯體是移動的，窯體依著園形軌道循環(huán)燒結(jié)，磚的燒結(jié)原理與輪窯相似，只不過輪窯窯體不動，而移動式隧道窯窯體是移動的，但它又具有隧道窯的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，關(guān)鍵在于它節(jié)省了窯車，節(jié)省了窯車既節(jié)省了投資和維護(hù)費用，又節(jié)省了工序、節(jié)約了人工成本，使得燒結(jié)磚生產(chǎn)成本更低，能耗更少。盡管網(wǎng)上對這種新型窯爐誕生有不同看法：有人提出移動式隧道窯過多夸大實用，存在大量缺陷；也有人認(rèn)為對一次碼燒的“烘燒連通窯”要慎用等等，不同聲音都有，但筆者經(jīng)實地調(diào)研以后，認(rèn)為值得肯定，它代表著這一行業(yè)的前進(jìn)方向，值得大力推廣，概括起來它有以下優(yōu)點：

（1）節(jié)省了窯車既節(jié)省了投資同時也節(jié)省了窯車維護(hù)費用，還節(jié)省了一次碼坯過程減少了人工成本。

（2）生產(chǎn)過程全電腦控制，產(chǎn)品質(zhì)量有了保障，企業(yè)在窯爐上從烘干到焙燒全部安裝了感應(yīng)器，烘干磚坯的溫度、窯內(nèi)濕度、預(yù)焙燒的溫度和焙燒帶的溫度在電腦上顯示得一清二楚。這樣一來，它彌補了環(huán)形軌道帶上磚坯烘干時間短的不足，它能科學(xué)地測定進(jìn)入焙燒前磚的干燥度是否達(dá)標(biāo)，如不達(dá)標(biāo)它可以延緩進(jìn)窯，有效地避免因磚坯水價過高而容易導(dǎo)致的塌陷、倒垛、裂紋、啞音、過火、夾生等現(xiàn)象出現(xiàn)；即使是到預(yù)燒階段溫度較高出現(xiàn)故障，仍然還可以采取措施補救，因為這移動式隧道窯可以開倒車。它退后一點把前方故障排除以后再向前，這是其它隧道窯和輪窯無法做到的。

（3）移動式隧道窯它的軌跡是環(huán)形的，這就存在內(nèi)半徑和外半徑不致的問題，窯內(nèi)氣體在內(nèi)側(cè)、外側(cè)流動的線速度就會有差異，會導(dǎo)致內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫差不一致，如何解決這一問題？①解決碼坯方法，所碼磚坯成扇形狀，把縫隙的差均勻分?jǐn)?；②底部隔熱材料平整成U型，兩邊略高、中間略低，避免磚坯縮水往窯墻方向塌陷撞擊窯墻；③窯墻兩邊電機(jī)變頻控制，使窯爐移動像汽車轉(zhuǎn)彎一樣，外輪移動的半徑大于內(nèi)輪的半徑，使窯爐內(nèi)外達(dá)到平衡，用同樣的時間完成一個圓周；④在環(huán)形軌道內(nèi)側(cè)建有一條地下環(huán)形總煙道，每隔一定間距開一個閘口，每次窯爐移動一個閘口的距離，這個距離事先經(jīng)過精確計算，用抽風(fēng)機(jī)將焙燒窯的煙氣送入干燥窯，經(jīng)干燥磚坯后，又用抽風(fēng)機(jī)送入煙道經(jīng)過脫硫塔脫硫后再排放，整個工藝非常緊湊而且節(jié)能。

（4）節(jié)能效果顯著，筆者調(diào)研了桂北用煤矸石制磚的某磚廠，其中該廠每塊磚重為3kg，煤矸石在其中的占比為90%；每萬塊磚摻入煤矸石為：

10000塊×3kg/塊×0.9＝18000kg，也就是18t，煤矸石的熱值經(jīng)化驗為200大卡，折標(biāo)系數(shù)為0.028，這樣折算下每萬塊磚標(biāo)煤為0.514t，比區(qū)內(nèi)同行平均水平0.9～1.0t要低48%以上，何況煤矸石本來就是廢棄物，如不加以利用，還會污染周邊環(huán)境。對它綜合利用，無論節(jié)能還是減排都是對社會的貢獻(xiàn)巨大，值得推廣和鼓勵。

6　結(jié)束語

總之，在燒結(jié)磚行業(yè)，隧道窯的每一個環(huán)節(jié)都關(guān)系到企業(yè)的能源消耗、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，甚至關(guān)系到這個行業(yè)的健康發(fā)展。我們要把技術(shù)節(jié)能和結(jié)構(gòu)節(jié)能統(tǒng)盤考量，不能厚此薄彼。細(xì)節(jié)決定成敗，我們要從點滴入手，每一個環(huán)節(jié)都不放過，讓涓涓細(xì)流匯成節(jié)能的江河湖海。讓可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，成為我們各個行業(yè)的自覺行為。我將密切關(guān)注這一行業(yè)的新技術(shù)新工藝的誕生和應(yīng)用，為節(jié)能減排做貢獻(xiàn)。

2016-6-20

TU522.05

A

2095-2066（2016）19-0007-02