談隧道窯的節能途徑

摘 要 本文從合理控制燃料與助燃空氣的比例、適當調整冷卻帶進口端壓力、加大急冷風側面的比例、稀裝快燒及控制入窯產品的含水量等方面，探討了隧道窯燒成的節能途徑。

關鍵詞 隧道窯，節能

1前 言

當前，能源的應用日益緊張，價格不斷上漲，開展節能工作勢在必行。它不僅可以降低成本，更能增加經濟效益。陶瓷生產的能耗很高，窯爐是其中最主要的能耗設備，對隧道窯而言更是如此。由此可見，尋找其節能的途徑非常必要。本文在改善工藝制度，實現隧道窯燒成節能方面，進行了詳細的探討。

2合理控制燃料與助燃空氣的比例

在實際生產過程中，為求穩妥，燃料與助燃空氣量的比例存在著過大或過小的現象。過大表現在還原焰燒成的產品上，為保證氣氛制度的工藝要求，使燃料供給過量；而過小則是用氧化焰燒成時，為了防止窯內出現冒煙或不完全燃燒的現象，過量加大助燃空氣。

還原焰燒成的產品燃料過量時，雖然能夠適應氣氛的工藝要求，但會造成較大的能源浪費。從方程式2C＋O₂=2CO可以看出，每增加一份CO，就要多消耗一份C。若C的來源是煤炭（一般煤炭含C為50%），那么多消耗一份C就意味著多用二份煤炭。對連續生產的隧道窯來說，這種情況下，多消耗的燃料相當多。因此，在確保產品不出現陰黃的前提下，還原氣氛不必過濃。

氧化焰燒成的產品，加入過量的助燃空氣時，要使這部分空氣量達到產品所需要的燒成溫度，就必須額外增加燃料量。曾有人計算過，隧道窯煙氣中每增加1%的O₂，燃料消耗就要增加2.62%。因此，氧化燒成的隧道窯，空氣過剩系數應嚴格控制，嚴禁過量空氣入窯造成耗能浪費。

從以上分析可知，嚴格控制燃料和助燃空氣的比例對節能有重大意義。在實際操作上，應經常對窯爐的熱工狀況進行巡視，及時了解燃料的工作參數（壓力、入窯前的溫度、在燃燒室的霧化效果）變化，并作出相應調整，以達到節能的效果。

3適當調整冷卻帶進口端壓力

隧道窯冷卻帶進口端的壓力必須與燒成帶末端的壓力相適應。合理的控制應為：還原焰燒成時，為防止冷卻帶空氣流向燒成帶，影響燒成帶的氣氛和溫度，適當使該處的壓力微低于燒成帶末端的壓力，讓煙氣略有倒流；氧化焰燒成時則相反，該處的壓力應略高于燒成帶末端，允許少量冷卻帶熱風進入燒成帶作助燃空氣。此外，應避免還原焰燒成時現有的煙氣倒流過多，氧化焰燒成時進入燒成帶的熱風過大的情況。

燒還原焰時的煙氣倒流過多，一方面延長了高溫保溫時間和區域，使能耗增多；另一方面為了保證急冷的工藝要求，不得不增大急冷風機和抽熱風機的風量。這樣電機使用功率增大，增加了耗電量，且影響電機的使用壽命；同時，延緩了產品在冷卻帶的停留時間，影響快速燒成，降低了窯爐產量，間接增大了能耗。因此，建議適當減小冷卻帶熱風抽出量，稍微提高冷卻帶進口端的壓力，相應地減少煙氣倒流量。進行調整時要注意燒成帶最高溫度點和溫度值是否有變化，如果出現這種情況，則應調整燒成帶末端幾個燃燒室的燃燒量，必要時還可調整預熱帶排煙總閘的開度。

一般在氧化焰燒成的情況下，急冷時的熱風進入燒成帶的量會過大。為了保證最高溫度和高溫保溫區域的穩定，使進入的那部分熱風能夠滿足溫度上的要求，必須加大燃料的投入量，這樣就增加了能耗。為避免這一現象，建議適度加大冷卻帶的熱風抽出量，盡可能減少進入燒成帶的熱風。同樣，進行此工藝調整時，也要注意燒成帶最高溫度點及高溫保溫區域是否有變化，并根據變化作適當調整。

4加大急冷風側面的比例

冷卻帶急冷段風量，大部分集中在窯頂，只有不到40%的風量分配在兩側，有的窯爐甚至不用兩側的冷卻風。陶瓷產品在冷卻帶冷卻時，窯車下部制品的溫度要比上部的溫度高得多。因此，在現有的冷卻制度下，為了保證下部產品在冷卻時，尤其是在冷卻帶中部緩慢冷卻階段不出現驚裂的現象，推車速度一般不能輕易加快。因此，筆者認為適當加大急冷風在兩側的比例，尤其是側下部的比例，使下部產品經急冷后的溫度同上部產品的溫差盡可能減小。這樣相應延長了500～700℃之間的緩冷區域長度，為進一步實現多燒快燒、加快推車速度創造了條件，從而使提高產量、降低產品能耗、間接實現節能成為可能。

5合理保留窯車面通道，實現稀裝快燒

隧道窯窯內工藝制度一般不會改變，因此，窯內的傳熱量大體是一個定值。如進行快速燒成、增加進車量，就能達到既增產又節能的目的。合理地保留窯車車面的通道、適當的稀裝是實現這一目的的最佳途徑，德國、意大利等國的經驗已經證明了這一點。但是，有人擔心這樣做會減少產量，所以實行見縫插針的窯裝，就連原設計的車面通道也塞滿了小件產品。實際上，適當加大窯車面通道和合理的稀裝，一方面可以加快窯車中部的傳熱速度，有利于縮小水平溫差；另一方面，窯車車面有了更大的空間，有利于熱煙氣更多地下行，縮小了上下溫差；同時可以盡快排除水汽和坯體由于物化反應生成的氣體。這樣就可以實現快燒，稀裝造成的產量減少可以由快燒來彌補。更為重要的是，稀裝對產品的針孔及桔釉缺陷的減少有很大幫助，冷卻時由于急冷較快使光澤度提高，這樣就提升了產品品質，進而可提高經濟效益。

6 控制入窯產品的水份，適當提高預熱帶中后段溫度，實現快燒

適當縮短隧道窯燒成的周期，是節能增效的最佳途徑。而能否縮短隧道窯燒成周期的關鍵因素，是確保在預熱帶初期使坯體快速升溫、在氧化分解及晶型轉化期保證各種物理、化學反應快速進行、預熱帶上下溫差不大。

為縮短隧道窯燒成的周期，建議控制入窯產品的水份，適當提高預熱帶中后段的溫度。

現在大多存在這樣一個問題：在半成品還沒有充分干燥或只是表面干燥的情況下，直接上釉，然后裝窯燒成。這樣一來，勢必造成坯體開裂或針孔缺陷的出現。為了避免這樣的情況出現，一般需降低窯頭溫度或減慢推車速度，有時二者兼用。降低窯頭溫度，意味著相當一部分熱煙氣從預熱帶中后部被提前抽走，熱能未被充分利用；減慢推車速度，就延長了生產周期，降低了產量。這都造成了產品燒成耗熱量的增大。

其改善的途徑是：（1）必須嚴格控制入窯產品的水份在3%以下，充分保證在預熱帶初期能使坯體快速升溫，確保整條隧道窯燒成的工藝制度；（2）適當提高預熱帶中后段溫度。因為半成品氧化分解、晶型轉化期及各種物理、化學反應均在預熱帶中后段進行。預熱帶中后段溫度不同區域分別提高50～100℃，可以進一步促使這些反應早一點完成；此外，適當提高預熱帶中后段溫度，可使該段的窯內壓力有所提高，迫使更多的熱煙氣下行，從而縮小上下溫差，有利于加快推車速度。這樣不但能實行快燒、增加產量、節約能源，還能減少產品缺陷，提高產品品質，增加經濟效益。

參考文獻

1 陳 旭.隧道窯節能途徑探討[J].陶瓷，1992(5):31

2 江蘇省宜興陶瓷公司編著.日用陶瓷隧道窯[M].輕工業出版社，1977

3徐仲達.縮短隧道窯燒成周期的途徑[J].陶瓷工程，1996（2）：38～39