燒結磚隧道窯節能降耗的途徑探討

程正椿（廣西壯族自治區節能監察中心，廣西　南寧市　530023）

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燒結磚隧道窯節能降耗的途徑探討

程正椿（廣西壯族自治區節能監察中心，廣西南寧市530023）

在本文中，筆者結合工作過程中對隧道窯燒結磚生產技術的了解和調研，深入探討了燒結磚隧道窯節能降耗的途徑，以供參考。

隧道窯；行業標準；節能降耗

1　引言

近幾年來，我國新型墻體材料突飛猛進地發展，尤以頁巖空心磚等墻材的發展擴大更為典型，因此催生出一批新工藝、新技術、新窯爐，在這方面。筆者由于工作的關系，曾接觸了廣西區內幾十個隧道窯燒結磚生產企業，對這一行業的新生產技術和新工藝做了一番比較深入的了解和調研，特將其中的一些好的經驗和節能降耗的關鍵節點進行總結、分析和歸納，愿與同行一起探討，共同推動這一行業的節能減排工作向前邁進。

2　隧道窯的簡介

改革開放以來，我國經濟的高速發展，使得對建材的需求量呈幾何數增長，尤其是燒結磚的需求量連年遞增。由于行業的急劇擴張，對窯爐的改進以便降低成本提升竟爭力的原動力也越來越受到重視，對新窯爐新技術的追捧也越發變得狂熱，業內人士都知道燒結磚的質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（與時間長短關聯）；⑥碼窯的好壞；⑦焙燒的好壞等；

但最關鍵、最難控制的技術還是在干燥到焙燒這一段環節，而這段環節產品的好壞與隧道窯質量的好壞緊密相聯。一個好的適用的窯爐直接關聯到產量的提升，質量的提高，能耗的降低，最終體現到經濟效益的提高。

目前市面上最常用的隧道窯有以下幾種：

（1）按窯體的結構形式分有：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（內寬小于3m）、中斷面隧道窯（內寬3～4.5m）、大斷面隧道窯（內寬大于4.5m）。

（3）按燃料結構分有：燃氣式、燃煤式、燃油式。

3　國家頒布的隧道窯行業標準

要找到燒結磚隧道窯節能降耗的途徑，首先我們要了解國家頒布的“磚瓦燒窯爐的行業標準”我們先來熟悉一下國家標準的主要內容：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：隧道窯內頂為平頂結構型式，窯長140m，窯車面以上內高1.5m，內寬4.6m，標記如下：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，內寬3.9m，內高2.7m，門數40門，門距m，標記如下：LY-Y40-5-2.7/3.9

JC982-2005

技術要求基本參數：

（1）隧道窯基本參數見表2

表2　隧道窯基本參數

（2）輪窯基本參數見表3

表3　輪窯基本參數

隧道窯質量評定等級要求標準是2005年2月14日由國家發改委發布，于2005年7月1日起開始實施，訖今有將近11年了。從這個標準可以了解到：

（1）對于隧道窯的基本參數、窯爐砌筑及整體性能要求、窯爐基礎、窯墻體、窯頂、窯爐附屬設施都有詳細規定。

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

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

4　隧道窯節能降耗的節點描述

就目前廣西區內市場上最常見的兩烘一燒的燒結磚隧道窯來論，節能降耗的主要節點在于：

4.1窯墻

隧道窯的窯墻從內到外由四部分構成：①耐火重質材料；②輕質保溫材料；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，對窯爐是否節能保溫起著很重要的作用，提醒生產廠家一定要聘請專業的窯爐師進行設計施工，不要貪圖便宜為了降低造價請非專業的廠家設計施工，否則一旦定型投產后未達預期效果，悔之晚矣。

國家標準中對窯墻的砌筑規定得很具體，使用的耐火材料和隔熱材料必須符合標準中規定的相應質量要求，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

根據筆者觀察，區內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，影響窯爐溫度進而影響產品質量和能耗，過低，容易引起碰撞，危及生產正常。

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密是決定熱損失的關鍵所在，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整，平常操作非常規范，如有碰撞損壞也能及時修復，這樣窯車與窯墻之間嚴絲合縫，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，又保護了窯車輪子不受高溫炙烤，延長窯車的使用壽命。

4.5生產過程中控制

（1）選擇合適的原料作坯體，有條件的地方最好選用碳質頁巖或煤矸石作原料，這兩種原料含有一定的煤質成份，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環境也有貢獻。

（2）嚴格控制磚坯的水份，因為降低坯體水份對降低煤耗很關鍵。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品的質量，這必須從原料環節就要抓緊，很多磚廠老板管理粗放，不注重這些細節，質量就無法提高。

（3）原煤必須計量，要加強能源管理，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，制定能源消耗和節能獎懲制度，并認真檢查和鑒定，尤其是用煤管理，必須要做到進煤有計劃，入庫有驗收，領用有記錄，進出有臺賬。堵死跑冒滴漏任何一個環節。

（4）焙燒過程要嚴格按操作規程進行。

窯車的進出時間要穩定，風閘要固定，勤于觀察爐內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，防止增加風機負荷及增大電耗。

（5）充分利用窯內余熱

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

5　移動式隧道窯綜述

近幾年來，我國磚瓦燒結行業又出現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形軌道，窯是用鋼板和耐火材料拼裝，磚坯在環形軌道上是不動的，而窯體是移動的，窯體依著園形軌道循環燒結，磚的燒結原理與輪窯相似，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構和生產工藝，關鍵在于它節省了窯車，節省了窯車既節省了投資和維護費用，又節省了工序、節約了人工成本，使得燒結磚生產成本更低，能耗更少。盡管網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，但筆者經實地調研以后，認為值得肯定，它代表著這一行業的前進方向，值得大力推廣，概括起來它有以下優點：

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

（2）生產過程全電腦控制，產品質量有了保障，企業在窯爐上從烘干到焙燒全部安裝了感應器，烘干磚坯的溫度、窯內濕度、預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，它彌補了環形軌道帶上磚坯烘干時間短的不足，它能科學地測定進入焙燒前磚的干燥度是否達標，如不達標它可以延緩進窯，有效地避免因磚坯水價過高而容易導致的塌陷、倒垛、裂紋、啞音、過火、夾生等現象出現；即使是到預燒階段溫度較高出現故障，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形的，這就存在內半徑和外半徑不致的問題，窯內氣體在內側、外側流動的線速度就會有差異，會導致內側和外側的溫差不一致，如何解決這一問題？①解決碼坯方法，所碼磚坯成扇形狀，把縫隙的差均勻分攤；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窯墻兩邊電機變頻控制，使窯爐移動像汽車轉彎一樣，外輪移動的半徑大于內輪的半徑，使窯爐內外達到平衡，用同樣的時間完成一個圓周；④在環形軌道內側建有一條地下環形總煙道，每隔一定間距開一個閘口，每次窯爐移動一個閘口的距離，這個距離事先經過精確計算，用抽風機將焙燒窯的煙氣送入干燥窯，經干燥磚坯后，又用抽風機送入煙道經過脫硫塔脫硫后再排放，整個工藝非常緊湊而且節能。

（4）節能效果顯著，筆者調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，煤矸石的熱值經化驗為200大卡，折標系數為0.028，這樣折算下每萬塊磚標煤為0.514t，比區內同行平均水平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，還會污染周邊環境。對它綜合利用，無論節能還是減排都是對社會的貢獻巨大，值得推廣和鼓勵。

6　結束語

總之，在燒結磚行業，隧道窯的每一個環節都關系到企業的能源消耗、產品質量和經濟效益，甚至關系到這個行業的健康發展。我們要把技術節能和結構節能統盤考量，不能厚此薄彼。細節決定成敗，我們要從點滴入手，每一個環節都不放過，讓涓涓細流匯成節能的江河湖海。讓可持續發展理念深入人心，成為我們各個行業的自覺行為。我將密切關注這一行業的新技術新工藝的誕生和應用，為節能減排做貢獻。

2016-6-20

TU522.05

A

2095-2066（2016）19-0007-02