引言

在過去很長一段時間里，中國的窯爐領(lǐng)域發(fā)展跟世界存在著較大的差距，世界上先進(jìn)的窯爐生產(chǎn)技術(shù)主要還是由意大利、德國等傳統(tǒng)工業(yè)強(qiáng)國把控。

隨著國內(nèi)陶瓷工業(yè)的蓬勃，上游陶機(jī)裝備制造領(lǐng)域也迎來了較快發(fā)展，經(jīng)過對國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和吸收，再到自主研發(fā)階段，目前已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)步，在國內(nèi)市場早就占據(jù)了主導(dǎo)地位，在海外市場上也能跟國際陶機(jī)巨頭們一較高下。

近兩年來，為響應(yīng)國家在節(jié)能環(huán)保和“互聯(lián)網(wǎng)+”方面的有關(guān)政策，窯爐企業(yè)也在節(jié)能減排及智能化領(lǐng)域積極探索，取得了許多有價值的成果，每家企業(yè)所采用的技術(shù)路線均有不同。國內(nèi)廣東科達(dá)潔能股份有限公司、廣東摩德娜科技股份有限公司、廣東中鵬熱能科技有限公司、廣東中窯窯業(yè)股份有限公司、廣東華信達(dá)節(jié)能環(huán)保有限公司都是窯爐領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的探索者。就窯爐節(jié)能方面我提出個人觀點(diǎn)，從以下幾個方面著手：

一、窯爐節(jié)能措施

1、從總體上改變常規(guī)的思維，由原來的高溫?zé)Y(jié)為主，氧化預(yù)熱為輔的設(shè)計改為以預(yù)熱氧化分解為主，高溫?zé)Y(jié)為輔助燒結(jié)的設(shè)計，重點(diǎn)解決氧化帶的窯爐內(nèi)部實(shí)際溫度與磚坯實(shí)際溫度的差異，使得磚坯體在此階段快速受熱，快速達(dá)到氧化分解溫度，使得磚坯體的內(nèi)外溫度均衡，在窯爐內(nèi)的左、中、右位置的磚坯體在此區(qū)溫度差更小甚至無溫差的設(shè)計，最大限度的解決窯爐的斷面溫差，

1.1在氧化區(qū)域設(shè)計足夠多的加熱器和燃燒器，基本上是設(shè)計加密槍由原來每個控制組8支燃燒器改為12支，和縮短窯爐每節(jié)的長度的方式，由原來的2100mm甚至更長改為1870mm或更短。

1.2大容量輻射層和對流層的構(gòu)造，使得磚坯體在此區(qū)域得到足夠充分的加熱，有足夠厚的氣體輻射層和對流層供給磚坯體足夠的熱量，從而完全預(yù)熱氧化，讓坯體完全燃燒分解，得到充分的預(yù)熱，縮短高溫?zé)蓽囟葧r間和受熱強(qiáng)度，減少窯爐墻體散熱從而達(dá)到節(jié)能效果。之前我們很多窯爐公司都知道窯爐內(nèi)空越高產(chǎn)品越好操作，所以我們就把整個高箱窯體的內(nèi)空加高，由原來的300多mm升高到500多mm。

1.3根據(jù)對流傳熱規(guī)則有效地減少氧化干燥區(qū)域空間高度，打破常規(guī)的排煙抽管成排的設(shè)計，采用錯位交叉設(shè)計，讓氣流均勻的加熱坯體，設(shè)計合理空間高度讓煙氣充分加熱坯體，使得坯體在此區(qū)域與煙氣熱交換得到充分置換和預(yù)熱，迅速干燥，結(jié)構(gòu)水完全排除，為氧化分解打好基礎(chǔ)，減輕氧化分解的壓力。減少煙氣排出帶走的顯熱。

2.窯爐余熱循環(huán)利用方面我們采用直接抽取窯內(nèi)的急冷風(fēng)再經(jīng)過spr裝置加熱將助燃風(fēng)加熱到250℃-350℃，充分利用窯爐的余熱風(fēng)，降低能耗。降低窯爐的正壓，減少窯爐正壓過大或正壓而導(dǎo)致熱量泄漏，減少窯爐耐材蓄熱而導(dǎo)致散熱消耗的能量從而達(dá)到降低能耗的目的。


助燃風(fēng)加熱示意圖

3.在保溫材料這塊我們采用低導(dǎo)熱高致密度輕質(zhì)保溫材料有效的杜絕窯爐墻體頂部的熱量散發(fā)。尤其在頂部我們采用中空板與高致密度輕質(zhì)結(jié)構(gòu)裝置，在棍上墻體部我們采用類似于中空材料的特殊結(jié)構(gòu)，有效的減少熱量的散發(fā)，從而達(dá)到節(jié)能效果。


高溫區(qū)斷面示意圖

4.噴槍是根據(jù)能量守恒原理設(shè)計增加燃料和助燃風(fēng)的分子活性的結(jié)構(gòu)，采用充分接觸，高效，富氧燃燒的設(shè)計理念，讓燃料充分接觸而不立即燃燒，讓燃料在富氧的狀態(tài)下充分接觸并迅速燃燒發(fā)揮最大熱效率，瞬間釋放能量產(chǎn)生最大熱值，提高熱效率，減少各種不完全燃燒和燃燒過早導(dǎo)致的熱效率損失。達(dá)到節(jié)能的目的。


噴槍示意圖

5.噴槍布局也是區(qū)分不同的區(qū)域配置不同的功率的噴槍，配置不同的出口，有效的解決窯爐斷面溫度差異，杜絕窯爐在寬斷面范圍內(nèi)存在的左中右溫差，以及坯體與窯爐實(shí)際煙氣的溫度差。從而提高磚坯體在窯爐內(nèi)部的均勻性和速度，有效的縮短窯爐的燒成周期，降低窯爐的燒成最高溫度，比如，我們在氧化區(qū)域采用高熱量，大功率，不同口徑的碳化硅燒嘴套或燒嘴磚，充分利用磚坯體的膨脹與收縮極限，大幅度的加熱磚坯體，使得磚坯體在此區(qū)域完全加熱甚至過燒的效果，從而減少高溫區(qū)域的燒成溫度。

6.噴槍布局打破常規(guī)的棍棒中心到噴槍中心同一高度的布局設(shè)置，分別采用底面不一樣的設(shè)計高度，讓燃燒器的熱量充分的發(fā)揮最高值。

7.有效的采用窯爐內(nèi)部的尾氣作為媒介體增強(qiáng)窯爐的燃燒效率，降低能耗和尾氣的排放，加快燃料與空氣的混合速度，降低燃耗。

二本設(shè)計參考的依據(jù)

本設(shè)計參考《燃?xì)飧邷乜諝馊紵^程中氮氧化物排放特性研究》的部分觀點(diǎn)(如下圖內(nèi)容，作者李小平)。


從窯爐的排煙或是在急冷后部抽取部分廢氣(泛指氮氧化物)充當(dāng)氧化介體，從而提高氧化速度，加速反應(yīng)，讓燃料達(dá)到最高效的燃燒，從而富氧燃燒，提高燃料的熱值。

三結(jié)論

窯爐節(jié)能技術(shù)可以推進(jìn)的方向還有很多，包括窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計與調(diào)試、管路系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、燃燒系統(tǒng)及節(jié)能噴槍的開發(fā)與運(yùn)用等。在政策和市場的雙重作用下，國內(nèi)窯爐企業(yè)開始在節(jié)能減排領(lǐng)域不斷創(chuàng)新。