煤矸石制磚窯的余熱利用

中國平煤神馬集團平煤股份一礦平強新型建材有限公司是以生產煤矸石燒結多孔磚為主的股份制企業，制磚生產線采用全內燃燒磚工藝，熱量來源于煤矸石自身所產生的熱量，設計生產能力1.2億標塊。生產工藝采用山東泰安環美墻材開發裝備有限公司研制開發的制磚技術和成套設備，不摻加其它任何原料，擠磚機真空度高，擠出壓力大，成磚質量好。但在生產過程中，制磚窯爐出磚時的冷卻帶溫度高達900℃以上，磚坯出窯時溫度高達300℃以上，自然冷卻時間長，嚴重影響了卸磚，窯車循環速度慢，生產效率低，一直不能達到預期的產量。同時釋放的大量熱能不能有效利用，既造成熱能浪費，又污染環境，制約生產，過高的溫度又會降低窯爐的使用壽命。

1 余熱利用技術

針對制磚廠焙燒窯發熱量高，高溫帶分布過長等具體情況，通過余熱鍋爐將窯內多余的熱量吸收，用于廠區附近的平煤股份一礦職工采暖、洗浴、烘干衣服，從而為窯爐溫度控制，提高產量創造有利條件。同時可以大幅減少熱源污染，充分發揮窯爐余熱的經濟社會效益，提高企業的市場競爭力。

1.1 利用方案

采用熱輻射的方式將爐體內多余的熱量傳遞給循環流動的冷水，冷水吸收熱量后被逐級加熱成所需參數的蒸汽，蒸汽一方面通過汽-水換熱機組轉化成熱水供職工洗浴、采暖，另一方面用來烘干衣服。

1.2 解決的主要問題

（1）采用以輻射換熱為主的熱交換方式，換熱效率高，解決了管道磨損、積灰等問題。

（2）采用交叉布置吸熱管，增加單位長度鍋爐受熱面,合理控制鍋爐集箱長度，掌控窯車溫度降低的幅度。

（3）在不影響隧道窯燒結段正常工作的前提下，將冷卻段物料燃燒放出的熱能和高溫物料所具有的熱能充分利用，既利于物料的燃盡，又利于物料的冷卻。

（4）在不影響隧道窯正常生產的基礎上，不改變隧道窯的整體結構，合理設計鍋爐及蒸汽收集管道的安裝位置。

（5）解決從余熱鍋爐出口出來的高溫氣流在下一階段如何進一步利用問題。

1.3 技術關鍵

（1）在與窯爐接觸的部位設置了爐體受熱面，以防低于露點，造成管道被硫腐蝕。

（2）與窯爐接觸的部位做保溫處理，避免鋼材的熱脹冷縮對窯爐造成損壞。

（3）在窯爐冷卻段，架設鋼架結構，使鍋爐安裝后不增加對窯爐的荷載。

2 主要技術經濟指標

余熱利用后，每年可節約標煤5913t，減少排放二氧化碳15492.06t，二氧化硫50.26t；年平均節能收入為604.44萬元，投資回收期為0.61年。主要技術經濟指標見表1。

表1 主要技術經濟指標

3 實施效果

該工程完工后，在2011年9月至12月試運行期間，各項設施、設備性能良好，蒸汽壓力、溫度達到了設計要求；其中連續計量3個月，經計算，僅余熱利用可折標煤1478.25t，且減排二氧化碳3873.02t，減排二氧化硫12.57t（相對燃煤）實現利潤123.03萬元。

4 效益分析

經測算，每年可實現銷售收入604.44萬元，實現純利潤492.12萬元，銷售利潤率81.4%，投資回收期0.61年，投資回報期短。

余熱鍋爐上馬后，能夠降低制磚成本，增加出磚產量，提高企業的市場競爭力，并能夠安置更多的富裕人員就業，為進一步取消粘土磚奠定基礎。

相對燃煤鍋爐來說，每年綜合利用廢熱節能量折標煤5913t，減排二氧化碳15492.06t，減排二氧化硫50.26t。能夠有效降低廠房內的環境溫度，改善職工的工作環境。