新型輥道窯節能減排技術應用探討

潘雄

摘 要：本文從傳統輥道窯對節能減排新技術的運用及設計改良進行了探討。從窯爐結構、生產工藝和生產調試過程中所存在的問題點提出了預防措施與建議。

關鍵詞：輥道窯；節能噴槍；煙氣除硫；減排；助燃風加熱

1 前言

一直以來，陶瓷企業都被列為高能耗、高污染的產業，隨著我國工業化進程速度的不斷加速，大氣與水的污染日漸加劇。2011年，工業和信息化部門正式印發了《建材工業“十二五”發展規劃》及其水泥、陶瓷等5個建材子行業的“十二五”發展規劃。這表明節能減排是我國調整經濟結構，轉變發展方式的突破口。節能減排最主要的途徑就是以科技創新為導向，不斷探索和改良生產工藝，以便推動生產技術的革新，新型節能噴槍、助燃風加熱、五層干燥窯、寬體輥道窯和煙氣脫硫除塵等新技術的引入與推廣，成為陶瓷產業節能減排工作上的一個發展趨勢。

2 企業節能意識與機制的建立

陶瓷生產過程中需要耗用大量的熱能和電能，一般占全廠總綜合能耗的60%以上，與世界發達國家的能源利用率相比，我們還相差甚遠。目前陶瓷競爭激烈，利潤不斷下降，如何使企業良性發展，節能降耗仍然是企業修煉內功的主要手段之一。樹立全員節能減排的意識，建立長效激勵機制是未來陶瓷企業發展的趨勢。

3 新型輥道窯節能減排應用的幾個可行措施

從輥道窯爐熱平衡收支項目中可知：燃料的燃燒熱和助燃風帶入的顯熱是熱收入中所占比例最大的兩項；其次是煙氣帶走熱量與窯體散熱。目前新型節能輥道窯運用的節能減排的可行措施如下：

3.1 窯爐余熱的利用及對產品質量的影響

（1）助燃風加熱利用及對產品質量影響

目前，在輥道窯中應用比較成熟合理的措施為從窯尾余熱中抽取部分熱風與自然空氣混合（溫度大約在120 ℃左右），然后再通過急冷段密封的換熱裝管換熱后供入燒成帶中后段噴槍中使用。經過換熱后的助燃風溫度可達到260～300℃左右，經測算可達到5%～8%的節能效果。

（2）窯頭或窯尾的余熱回收供到干燥窯或噴霧塔中作熱源使用。

3.2 余熱利用過程中對產品質量的影響

助燃風加熱的溫度按照目前的經驗數據，保持在250～300℃為宜。如果太低溫度則起不到節能效果，太高溫又會造成氧氣量不足的弊端。加熱后的助燃風只能供燒成帶的中后段噴槍使用，前段氧化帶噴槍不能使用加熱助燃風。否則會因氧氣量不足而引起產品黑心、發藍、針孔及變形等一系列缺陷的產生。

窯尾余熱供過干燥窯溫度不能過高，在200～250℃左右，太低產品會造成干燥窯后溫不足的開裂，且也達不到節能效果；太高溫又會引起坯體過脆的斷裂缺陷。

窯頭段的煙氣供入干燥窯前段使用，需要根據不同品種、規格的產品、合理控制供入熱風的溫度和濕度，否則供過去的熱風太高溫或者濕度太低也會引起坯體開裂。如果煙氣濕度太高也會引起干燥窯滴水或落臟的缺陷。其次，如果這些熱能供到干燥窯有剩的話，還可以通過專用保溫管道輸送到噴霧塔中使用，進一步提高余熱的利用率。

4 預混式節能噴槍的使用及對產品質量的影響

4.1 預混式節能噴槍的設計原理

預混式節能噴槍采用全新設計系統，使用了風氣三次混合的完全預混式燃燒方式。使得燃氣在理論的助燃空氣量下達到充分的燃燒。這樣大量地減少了燃燒伴生物——煙氣的產生。減少煙氣的排煙，也就是減少了窯爐帶走的熱量和助燃風的鼓入量。熱能與電能也就自然降低了，從而達到預期的節能減排效果。

4.2 節能噴槍的節能減排效果

按照目前使用測試計算，該預混式節能噴槍系統比普通噴槍的助燃風減少20%～30%。例如按360m長窯爐測算，常溫的煙氣量會減少5000～6000m3/h折算成煙氣排放時的狀態（按350℃計算），其每小時較少帶走的熱量：

Q帶=5000×（350+273）/273×1.345×（350-30）=4.9×106kJ/h，折算成每月節能煤價金額=4.9×106/5852/3×1×24×30=200956元（注：煤價按1000元/t、煤氣熱值1400×4.18=5852kJ/m3計算）。

助燃風減少及燃料燃燒充分之后，窯爐產生的廢煙氣也隨之減少。為保證窯爐內"0"壓位的穩定，也相應減慢排煙和抽熱風機，這樣不僅可以達到節省電能，還可以節約燃料，達到減排的作用。

4.2.1 解決截面溫差與產品尺碼偏差的作用

預混式節能噴槍采用長短槍與碳化硅燒嘴相結合的燃燒系統。不僅可以充分燃燒，同時還可以根據不同窯爐截面溫差的需要而調整噴槍火焰的射程，以確保火焰的不同長度需要，從而有效地解決同排產品之間的色差與尺寸偏差的缺陷。例如佛山某陶瓷廠的寬體瓷片窯的產品在未使用預混式節能槍時，中間產品的尺碼大于兩側產品的尺碼2～3mm，而使用該槍之后變為中間產品的尺碼小于兩側產品的尺碼1～2mm。某窯爐改造前后節能數據對比情況如表1、表2所示。

5 窯體結構的改進——五層干燥窯及寬體輥道窯的推廣

5.1 土地資源的節約

傳統單層或雙層干燥窯及窄體窯爐不僅能耗高，土地的占用率也大。例如，一條300m長的窯爐配置350m干燥窯，如果采用五層干燥窯只需要60m就足夠了。相同300m的窄體輥道窯改為寬體輥道窯需要240m就可達到同等產量。兩項合并可節約同等土地350m，節約出來的土地完全可以多建一條生產線，提高土地利用率，增加產值。

5.2 能耗的節約

目前國內的窄體輥道窯長度已經做到480m～500m的長度，日產量達到25000～30000m2/天，但事實上窯爐是越長越好嗎？答案是否定的。按目前實際生產統計數據得知，長窯如果長期專業生產單一產品，相對而言節能，800mm×800mm微粉磚耗能在3.2～3.6kg/m2左右；若頻繁更換品種生產則相當不利于穩定生產，長窯能耗浪費則會更大，800mm×800mm微粉磚耗能高達4.2～4.5kg/m2左右。同等寬體窯的能耗則在3.8～4.2kg/m2，而長窯為了滿足正常生產需要，各種風機的配置功率也大，在不滿負荷生產狀態下的能耗浪費不容易引起人們關注的。寬體輥道窯與多層干燥窯不僅可以達到節約土地資源，還可以節約能耗，二者兼顧，已成為目前陶瓷行業設備選擇的一種新趨勢。

5.3 寬體窯與五層干燥窯存在的技術難點與解決措施

（1）五層干燥窯是每2.8m一個獨立循環控制系統。在干燥曲線和濕度控制都比較方便，操作也相對簡單，疑難點基本上克服。

（2）寬體窯目前存在的主要問題是截面溫差與行磚不整齊而導致的變形等兩大問題。

解決方案：

1）截面溫差問題：可以通過將輥道窯的吊頂結構改為拱頂結構及配合使用預混式節能噴槍，調節火焰長度可以解決。

2） 行磚問題：選用質量有保證耐高溫、高強度的輥棒。

6 脫硫除塵系統的運用

目前國家各級政府加大對環保的治理和監管，要求所有窯爐和干燥窯的廢煙氣必須統一集中經過脫硫除塵合格之后才能排放。一般采用旋流板塔或噴淋塔兩種結構，配合石灰水管道、排污管道等組成的煙氣處理系統。石灰水+氫氧化鈉沉淀過濾循環再使用，可達到水的零排放。

6.1 引風機功率小，抽力不足

需要安裝牽引風機、分窯爐、干燥窯獨立操作控制以及該風機的功率是多大，保證不妨礙窯內排除煙氣的流通。否則排放不暢會造成窯內正壓過或窯前溫無法提升，導致產品出現氧化不良等一系列問題。

6.2 管道直徑太小或彎位過多

管道設計盡量減少彎位的阻力及保障管道直徑的空間，根據日常觀察發現一些非專業安裝的公司所設計的管道不合理而直接影響煙氣的正常流通，從而影響窯爐運作，導致除硫塔名存實亡的荒廢。

7 結語

通過以上節能改造技術的應用及大量數據的分析可知，輥道窯的節能減排不僅可以給企業創造新的經濟增長點，同時，更適應國家產業結構整體的需要。大幅度地提高了傳統行業在市場中的競爭力，新型節能輥道窯爐的出現使得節能減排上升到一個新的高度，將成為陶瓷產業的一個重要突破口。

參考文獻

[1] 余春生.陶瓷行業輥道窯的節能降耗[D].中國陶瓷工業合作與 發展高層論壇論文集，2009.

[2] 馮青.建筑陶瓷輥道窯節能技術改造[J].陶瓷科學與藝術，2009，4.

[3] 金德建.輥道窯有效寬度與產量和節能的關系[J].山東陶瓷，1994，02.

[4] 曾令可.陶瓷窯爐的節能減排技術[J].陶瓷，2008，01.

5.3 寬體窯與五層干燥窯存在的技術難點與解決措施

（1）五層干燥窯是每2.8m一個獨立循環控制系統。在干燥曲線和濕度控制都比較方便，操作也相對簡單，疑難點基本上克服。

（2）寬體窯目前存在的主要問題是截面溫差與行磚不整齊而導致的變形等兩大問題。

解決方案：

1）截面溫差問題：可以通過將輥道窯的吊頂結構改為拱頂結構及配合使用預混式節能噴槍，調節火焰長度可以解決。

2） 行磚問題：選用質量有保證耐高溫、高強度的輥棒。

6 脫硫除塵系統的運用

目前國家各級政府加大對環保的治理和監管，要求所有窯爐和干燥窯的廢煙氣必須統一集中經過脫硫除塵合格之后才能排放。一般采用旋流板塔或噴淋塔兩種結構，配合石灰水管道、排污管道等組成的煙氣處理系統。石灰水+氫氧化鈉沉淀過濾循環再使用，可達到水的零排放。

6.1 引風機功率小，抽力不足

需要安裝牽引風機、分窯爐、干燥窯獨立操作控制以及該風機的功率是多大，保證不妨礙窯內排除煙氣的流通。否則排放不暢會造成窯內正壓過或窯前溫無法提升，導致產品出現氧化不良等一系列問題。

6.2 管道直徑太小或彎位過多

管道設計盡量減少彎位的阻力及保障管道直徑的空間，根據日常觀察發現一些非專業安裝的公司所設計的管道不合理而直接影響煙氣的正常流通，從而影響窯爐運作，導致除硫塔名存實亡的荒廢。

7 結語

通過以上節能改造技術的應用及大量數據的分析可知，輥道窯的節能減排不僅可以給企業創造新的經濟增長點，同時，更適應國家產業結構整體的需要。大幅度地提高了傳統行業在市場中的競爭力，新型節能輥道窯爐的出現使得節能減排上升到一個新的高度，將成為陶瓷產業的一個重要突破口。

參考文獻

[1] 余春生.陶瓷行業輥道窯的節能降耗[D].中國陶瓷工業合作與 發展高層論壇論文集，2009.

[2] 馮青.建筑陶瓷輥道窯節能技術改造[J].陶瓷科學與藝術，2009，4.

[3] 金德建.輥道窯有效寬度與產量和節能的關系[J].山東陶瓷，1994，02.

[4] 曾令可.陶瓷窯爐的節能減排技術[J].陶瓷，2008，01.

5.3 寬體窯與五層干燥窯存在的技術難點與解決措施

（1）五層干燥窯是每2.8m一個獨立循環控制系統。在干燥曲線和濕度控制都比較方便，操作也相對簡單，疑難點基本上克服。

（2）寬體窯目前存在的主要問題是截面溫差與行磚不整齊而導致的變形等兩大問題。

解決方案：

1）截面溫差問題：可以通過將輥道窯的吊頂結構改為拱頂結構及配合使用預混式節能噴槍，調節火焰長度可以解決。

2） 行磚問題：選用質量有保證耐高溫、高強度的輥棒。

6 脫硫除塵系統的運用

目前國家各級政府加大對環保的治理和監管，要求所有窯爐和干燥窯的廢煙氣必須統一集中經過脫硫除塵合格之后才能排放。一般采用旋流板塔或噴淋塔兩種結構，配合石灰水管道、排污管道等組成的煙氣處理系統。石灰水+氫氧化鈉沉淀過濾循環再使用，可達到水的零排放。

6.1 引風機功率小，抽力不足

需要安裝牽引風機、分窯爐、干燥窯獨立操作控制以及該風機的功率是多大，保證不妨礙窯內排除煙氣的流通。否則排放不暢會造成窯內正壓過或窯前溫無法提升，導致產品出現氧化不良等一系列問題。

6.2 管道直徑太小或彎位過多

管道設計盡量減少彎位的阻力及保障管道直徑的空間，根據日常觀察發現一些非專業安裝的公司所設計的管道不合理而直接影響煙氣的正常流通，從而影響窯爐運作，導致除硫塔名存實亡的荒廢。

7 結語

通過以上節能改造技術的應用及大量數據的分析可知，輥道窯的節能減排不僅可以給企業創造新的經濟增長點，同時，更適應國家產業結構整體的需要。大幅度地提高了傳統行業在市場中的競爭力，新型節能輥道窯爐的出現使得節能減排上升到一個新的高度，將成為陶瓷產業的一個重要突破口。

參考文獻

[1] 余春生.陶瓷行業輥道窯的節能降耗[D].中國陶瓷工業合作與 發展高層論壇論文集，2009.

[2] 馮青.建筑陶瓷輥道窯節能技術改造[J].陶瓷科學與藝術，2009，4.

[3] 金德建.輥道窯有效寬度與產量和節能的關系[J].山東陶瓷，1994，02.

[4] 曾令可.陶瓷窯爐的節能減排技術[J].陶瓷，2008，01.