陶瓷工业窑炉节能因素分析及展望

静jing

陶瓷工业窑炉节能因素分析及展望

陶瓷工业窑炉节能简要分析
   近年来，我国建筑卫生陶瓷行业得到了空前发展，连续多年产量世界第一。然而，繁荣景象的背后还隐藏着很多问题，如建筑卫生陶瓷行业的高能耗、高污染及高消耗等。工业窑炉是建筑卫生陶瓷生产耗能最大的设备，占总能耗的  60%~70%。然而，当前国内陶瓷工业窑炉的热效率仅为28%左右，而发达国家的窑炉可以达到50%以上。由此可知，陶瓷工业窑炉的节能技术研究对进一步推动建筑卫生陶瓷行业绿色发展，缩小与发达国家节能技术的差距具有重要意义。针对当前国内建筑卫生陶瓷行业高能耗、高污染、高消耗等问题，本文选定陶瓷工业窑炉为研究对象，以窑炉热平衡体系为基础，重点研究分析影响陶瓷工业窑炉能效的因素，如窑体结构、燃烧方式、烧成条件、能源供给和生产管理等，识别主要能效因子，为生产企业、节能监察机构等提供科学、客观的陶瓷工业窑炉节能技术支持，促进行业绿色健康发展。
1、陶瓷工业窑炉节能因素分析
   影响陶瓷工业窑炉节能的主要因素包括耐火材料的选择、窑炉结构、燃烧技术、余热利用、空气过剩系数及其他如自动化控制、辅助设施等。图1为窑炉节能的主要影响因素。
1.1 耐火材料与窑炉节能
   窑炉材料的选择在很大程度上影响窑炉的节能效果。陶瓷工业窑炉的主要构成材料是耐火材料，其主要用于窑车、窑具和窑墙。其中，窑墙应满足相关标准要求如GB/T16618，且应具备优异的保温性、高温稳定性及化学稳定性，如全耐火纤维或其他轻质低蓄热材料砌筑型，以耐火纤维代替重质耐火砖，重量和蓄热量均大幅降低，使得窑外壁温度和散热总能也有所下降，一定程度上能提高节能效果;窑车和窑具应具有轻量化、高强度、绝热等特性，且应多层码装牢固、紧凑。框架式窑具结构如图2。
1.2 窑炉结构
   窑炉结构对节能性能具有较大影响，窑炉断面宽度增加，有利于减小空气阻力，一定程度上有助于提高节能效果，但宽体窑，若无结构优势、无节能技术、调试不当、产品搭装不合理，同样不节能。此外，通过优化调节挡火板、挡火墙的组合型式，可以改变窑内热气流分布，调控宽断面窑内截面温差，有助于提高节能效果。
   根据窑炉烧成产品的不同，设计窑内三带长度比例，利用合理的分段能够实现节能效果的提升。如烧成卫生瓷的隧道窑，适当减少预热带长度并加烧嘴以强制气流搅动，可以提升窑炉节能效果。
1.3 燃烧技术
   燃烧技术对窑炉节能效果同样具有较大的影响，应采用低空气系数的燃烧方式。烧成氧化气氛的窑炉应采用富氧、助燃风加热的燃烧方式，在该方式下随着氧浓度的增加，烟气量会下降，鼓风或引风量也下降，既节电又可减少烟气带走热。梭式窑和隧道窑应采用脉冲燃烧技术，该技术可以使窑内温度变得均匀，减少窑内上下的温差，不但能缩短烧成周期，降低能耗，而且可以提高制品的烧成效果。烧嘴是窑炉燃烧系统的核心部件，应采用燃烧充分并且不易结渣的节能烧嘴。
1.4 余热利用
   余热回收利用是实现窑炉节能的主要途径之一，通过热管换热器将高温烟气回收用于助燃风加热，不仅提高了燃料的燃烧效率，而且改善了炉内热工过程，实现窑炉节能效果的提升。此外，烟气也可用于干燥工序，但直接将烟气用于干燥，不符合环保相关要求。陶瓷辊道窑烟气热交换系统如图4所示。
1.5 空气过剩系数
   空气过剩系数的数值对窑炉节能效果具有一定程度的影响。目前，空气过剩系数测量位置包括烟囱和窑内烧成正压区，在烟囱位置的测量相对简便，但是干扰因素较多，如配风、漏风等，而在窑内烧成正压区测量尚未形成相关测试方法标准。
1.6 其他
   影响窑炉节能效果的其他因素还包括自动化控制、辅助设备调控及产量节能等，如陶瓷工业窑炉应配置完备的自动化控制和电脑系统，实现加热、燃烧、产品运输等过程自动控制;窑炉采用的风机、传动装置及其他重要机电设备宜采用变频技术满足相关节能标准，不得使用国家或有关部门发布的淘汰或禁止的装备。
2、展望
   随着国内环保政策的持续加严，各地方政府陆续出台相应的节能减排措施如煤改气等，建筑卫生陶瓷产业作为典型的高耗能、高排放行业势必首当其冲。陶瓷工业窑炉的节能技术研究工作有助于提升陶瓷行业资源能源高效循环利用效率，以及清洁环保水平，提升我国陶瓷产品的国际竞争力，为企业转型升级提供思路和方向，对实施“节能、减排和降耗”战略以及发展“低碳经济”起到促进作用。
内容来源：网络