輥道陶瓷窯節(jié)能改造方案【稀缺資源，路過別錯過】

1 輥道陶瓷窯節(jié)能改造方案 2 目錄 1 陶瓷行業(yè)能耗現(xiàn)狀簡介 . 1 1.1 陶瓷工業(yè)能耗的現(xiàn)狀 . 1 1.2 建筑陶瓷行業(yè)能耗狀況 . 2 1.3 XX 建筑陶瓷行業(yè)能耗現(xiàn)狀 . 2 1.3.1 窯爐基本情況 . 2 1.3.2 噴霧干燥塔狀況 . 3 2 陶瓷工業(yè)的節(jié)能技術(shù) . 4 2.1 陶瓷原料加工過程中的節(jié)能 . 4 2.1.1 陶瓷原料的粉碎加工 . 4 2.1.2 陶瓷原料的細(xì)加工 . 4 2.1.3 陶瓷原料的其他節(jié)能 . 5 2.2 陶瓷成型過程中的節(jié)能 . 5 2.2.1 大噸位壓磚機(jī) . 6 2.2.2 高中壓注漿成型 . 6 2.2.3 等靜壓成型 . 6 2.3 陶瓷干燥過程中的節(jié)能 . 7 2.4 燒成技術(shù) . 7 2.4.1 . 8 2.4.2 采用裸裝明焰燒成技術(shù) . 8 2.4.3 采用潔凈液體和氣體燃料 . 8 2.4.4 采用可替代的低價燃料 . 9 3 2.4.5 采用先進(jìn)的燃燒設(shè)備 . 9 2.4.6 采用一次燒成 . 10 2.5 窯爐結(jié)構(gòu) . 10 2.5.1 窯型向輥道化發(fā)展 . 10 2.5.2 采用高效、輕質(zhì)保溫耐火材料及新型涂料 . 11 2.5.3 改善窯體結(jié)構(gòu) . 11 2.5.4 窯車窯具材料輕型化 . 12 2.5.5 輥子的散熱 . 12 2.6 窯爐余熱的利用 . 13 2.7 加強(qiáng)窯體密封性和 窯內(nèi)壓力制度 . 13 2.8 采用自控技術(shù) . 14 2.9 其他節(jié)能技術(shù) . 14 2.9.1 . 14 2.9.2 微 波輔助燒結(jié)技術(shù) . 15 3 輥道陶瓷窯簡介 . 15 3.1 燃燒狀況 . 15 3.2 配風(fēng)控制狀況 . 16 3.3 輥道窯工作系統(tǒng) . 16 3.3.1 輥道窯窯體主要結(jié)構(gòu) . 16 3.3.2 排煙系統(tǒng)及預(yù)熱帶調(diào)節(jié) . 18 3.3.3 多點供熱與燒嘴布置 . 19 3.3.4 冷卻系統(tǒng)與余熱利用 . 20 4 3.3.5 傳動系統(tǒng)與其它 . 20 3.3.6 輥道窯三帶比例設(shè)置 . 21 3.3.7 管路系統(tǒng) . 23 3.3.8 輥道窯溫度制度 . 25 3.3.9 輥道窯壓力制度 . 28 3.3.10 輥道窯氣氛制度 . 29 4 節(jié)能方案設(shè)計 . 30 4.1 采用 DME 作為燃料 . 30 4.1.1 二甲醚的性質(zhì) . 31 4.1.2 二甲醚與液化石油氣的效益對比 . 33 4.1.3 二甲醚與天然氣的效益對比 . 33 4.2 改進(jìn)保溫措施，減少散熱損失 . 34 4.3 干燥系統(tǒng)的節(jié)能 . 34 4.3.1 噴霧干燥設(shè)備的節(jié)能措施 . 34 4.3.2 少空氣快速干燥器 . 37 4.4 陶瓷燒成節(jié)能技術(shù) . 39 4.4.1 高溫空氣燃燒技術(shù) . 39 4.4.2 高速燃燒器技術(shù) . 43 4.4.3 增加預(yù)混設(shè)施 . 46 4.4.4 采用兩級微機(jī)控制系統(tǒng) . 50 4.4.5 熱風(fēng)助燃及富氧燃燒技術(shù) . 61 1 1 陶瓷行業(yè)能耗現(xiàn)狀簡介 改革開放以來，我國建筑陶瓷產(chǎn)量一直高居世界首位， 1998 年陶瓷磚產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 34.5，衛(wèi)生瓷占世界總產(chǎn)量 的 23.4%。2004 年我國日用瓷、建筑瓷和衛(wèi)生瓷產(chǎn)量均位居世界第一，其中日用瓷產(chǎn)量高達(dá) 130 億件，約占世界總產(chǎn)量的 60；建筑瓷磚年產(chǎn)量約為 30 億 m2，產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的 50，按 20 24kg/ m2 計算，則每年消耗泥料和石料 6000 7000 萬噸；按每平方米消耗燃油 1.41.5計算 ， 每年消耗燃油高達(dá) 4.2 4.5 億升。最近幾年面對能源價格居高不下，就陶瓷生產(chǎn)而言，節(jié)能降耗將是陶瓷生產(chǎn)的大勢所趨，也是陶瓷工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。 1.1 陶瓷工業(yè)能耗的現(xiàn)狀 目前，我國陶瓷工業(yè)的能源利用率與國外相比，差距較大，發(fā)達(dá)國家的能源利用率一般高達(dá) 50以上，美國達(dá) 57，而我國僅達(dá) 到28 30。雖然我國陶瓷產(chǎn)量在世界上遙遙領(lǐng)先，但總體上存在產(chǎn)品檔次低、能耗高、資源消耗大、綜合利用率低、生產(chǎn)效率低等問題。在陶瓷工業(yè)的一般工藝流程中，能耗主要體現(xiàn)在原料的加工、成型、干燥與燒成這四部分。其中干燥和燒成工序，兩者的能耗約占 80。據(jù)有關(guān)報道，陶瓷工業(yè)能耗中約 60用于燒成工序，約 20用于干燥工序。在建筑衛(wèi)生陶瓷方面，國內(nèi)外能耗存在著一定的差距。 2 日用陶瓷燒成能耗狀況：燃煤隧道窯為 41816 54361KJ/Kg 瓷； 折合 1.42 1.85kg 標(biāo)準(zhǔn)煤 kg 瓷；燃油隧道窯為 33453 45998 KJ/Kg瓷；折合 1.14 1.57kg 標(biāo)準(zhǔn)煤 /kg 瓷；燃?xì)馑淼栏G為 29271 39725 KJ/Kg 瓷；折合 1.00 1.35kg 標(biāo)準(zhǔn)煤 /kg 瓷。而國外窯爐以氣體燃料為主，燒成能耗為 12545 25090 KJ/Kg 瓷，折合 0.43 0.86kg 標(biāo)準(zhǔn)煤 /kg 瓷；燒成能耗只有我國的一半左右。 1.2 建筑陶瓷行業(yè)能耗狀況 建筑陶瓷是一個能耗較大的工業(yè)行業(yè)。目前，全國有建筑陶瓷連續(xù)燒成窯爐 3000 余座，其中大中型窯有約 1800 2300 座，生產(chǎn)能力較小的窯 800 1000 座。與其配套的噴霧干燥塔略 少于窯爐的數(shù)量。據(jù)統(tǒng)計，建筑陶瓷廠噴霧干燥的能耗一般為窯爐能耗的 1/22/3。建筑陶瓷行業(yè)消耗的熱能中，主要集中于干燥和燒成工序，它們的能耗占整個企業(yè)能耗的 80%以上。據(jù)報道，英國陶瓷工業(yè)的能耗中，約有 61%用于燒成工序，干燥工序能耗約 20%。如何降低陶瓷工業(yè)的能耗，特別是熱工設(shè)備的能耗，提高能源利用率，是擺在建筑陶瓷行業(yè)面前的迫切任務(wù)。 1.3 XX 建筑陶瓷行業(yè)能耗現(xiàn)狀 1.3.1 窯爐基本情況 建筑陶瓷生產(chǎn)廠的典型數(shù)據(jù)：生產(chǎn)外墻磚企業(yè)的產(chǎn)品單位燒成熱耗在 2200KJ/kg 6000KJ/kg；生產(chǎn)仿 古磚企業(yè)的產(chǎn)品單位燒成熱 3 耗在 2000KJ/kg 3000KJ/kg；生產(chǎn)拋光磚的產(chǎn)品單位燒成熱耗在2200KJ/kg 3300KJ/kg。髙的單位燒成熱耗值主要是由以下原因造成的： （ 1）各個企業(yè)產(chǎn)品品種不同和對產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，有的產(chǎn)品需要二次燒成。 （ 2）窯爐結(jié)構(gòu)和工藝制度不合理。 （ 3）燃燒器燃燒狀況差，化學(xué)不完全燃燒損失大。 （ 4）窯爐排煙損失大。 （ 5）產(chǎn)品出窯溫度和排煙溫度偏高。 （ 6）窯體散熱損失較大。 （ 7）部分窯爐使用墊板。 1.3.2 噴霧干燥塔狀況 噴霧干燥塔的產(chǎn)品干粉單位熱耗在 2000KJ/kg 4000KJ/kg；髙的熱耗值主要是由以下原因造成的： （ 1）制漿工藝未嚴(yán)格控制，對外加劑的選擇和質(zhì)量控制不嚴(yán)格，造成進(jìn)入噴霧塔泥漿水分偏高。 （ 2）噴霧塔結(jié)構(gòu)不合理，如塔身較短、內(nèi)徑較小、噴槍與塔體不匹配，造成大量物料互相粘連和粘壁。降低了塔的產(chǎn)量，增加了熱耗。 （ 3）噴霧塔所使用的各種材料特別是保溫隔熱材料低劣，使用時間稍長，發(fā)生變形和收縮，造成塔體散熱損失比較大。 4 （ 4）操作工藝不合理，對進(jìn)塔風(fēng)溫、排風(fēng)溫度、塔內(nèi)壓力、噴漿壓力和噴片孔大小之間的相互影響關(guān)系不了解，工藝參數(shù)選擇不夠優(yōu)化，造 成干粉單位熱耗偏高。 2 陶瓷工業(yè)的節(jié)能技術(shù) 2.1 陶瓷原料加工過程中的節(jié)能 原料加工部分的能耗在整個陶瓷生產(chǎn)過程中占很大的比例， 原 料加工電 耗占 49，裝機(jī)容量占 72，因此節(jié)能潛力較大。 2.1.1 陶瓷原料的粉碎加工 原始陶瓷原料主要是由硬質(zhì)原料和軟質(zhì)原料組成。對陶瓷原料的粉碎加工主要體現(xiàn)在對于硬質(zhì)原料的加工。首先應(yīng)逐步減少噪音大、能耗高、難以除塵的粗 、 中 料的粉 碎加工，如：粗顎式破碎機(jī)、細(xì)顎式破碎機(jī)、旋磨機(jī)等，改用質(zhì)量穩(wěn)定且能夠及時供應(yīng)的原料粉料進(jìn)廠。其次，積極推進(jìn)陶瓷原料的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化和系列化生產(chǎn)，供給 符合陶瓷工業(yè)需求的粉料；提高粉碎設(shè)備利用率，減少對原料車間的重復(fù)建設(shè)，有利于減少工廠原料的儲備，節(jié)約場地的投資和減少城市粉塵、噪音污染。 2.1.2 陶瓷原料的細(xì)加工 工業(yè)上廣泛使用間歇式球磨機(jī)作為細(xì)磨設(shè)備，其內(nèi)襯如果采用橡膠襯，既可以減小球磨機(jī)的負(fù)荷，又增加了球磨機(jī)的有效容積，產(chǎn)量可以提高 30 50，單位產(chǎn)品電耗降低 10 30。如果采用氧化 5 鋁襯則可提高球磨效率、縮短球磨周期。為了提高球磨機(jī)的效率，根據(jù)工藝配方不同向泥漿中加入高效減水劑 、 助磨劑并制定合理的料、球、水比例。在磨球的選擇上應(yīng)有合理的大 、 中 、 小 級配成不同形狀的磨球級配。在球磨時，采用氧化鋁球，既可縮短球磨時間，又可節(jié)電 35左右。 國外普遍采用連續(xù)式、大噸位球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，產(chǎn)量可提高 10 倍以上，電耗 可降低 80。由于可以連續(xù) 生產(chǎn) ，不需要停機(jī)，比間歇式球磨機(jī)節(jié)省能耗 15 30；并易制濃漿，使后面的噴霧干燥過程節(jié)約能量，節(jié)省能耗 20 30。與小噸位球磨機(jī)相比，大噸位球磨機(jī)可以節(jié)省能耗 10 30。另外，國內(nèi)外不少球磨機(jī)采用變頻器改變電流頻率 來 調(diào)速，有可能縮短球磨周期 15 25，從而減少電耗。 2.1.3 陶瓷原料的其他節(jié)能 噴霧干燥制粉時，降低 泥漿的含水量，提高熱風(fēng)的溫度，加大進(jìn)塔泥漿量，降低廢氣溫度，產(chǎn)量可提高近 1 倍，能耗下降 30。另外，料漿池采用間歇式攪拌，一天可節(jié)電 135kwh，年節(jié)電 4.5 萬 kwh。 2.2 陶瓷成型過程中的節(jié)能 陶瓷成型種類繁多，不同的陶瓷成型有不同的成型方法，和日用陶瓷節(jié)能方面做一簡要分析。 6 2.2.1 大噸位壓磚機(jī) 對于建筑陶瓷，在選擇壓磚機(jī)上，應(yīng)選用大噸位、寬間距的壓機(jī)，實現(xiàn)一機(jī)一窯，因為大噸位壓磚機(jī)壓力大，產(chǎn)量大，壓制的磚坯質(zhì)量好，合格率高。在同等條件下，電耗可減少 30以上。目前，國產(chǎn)液壓壓磚機(jī)的最大噸位已經(jīng)達(dá) 到 8000，各種噸位的大型壓機(jī)也已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)陶瓷企業(yè)，節(jié)能效果顯著。 2.2.2 高中壓注漿成型 對于衛(wèi)生陶瓷可采用高中壓注漿成型技術(shù)，將傳統(tǒng)石膏模依靠毛細(xì)管 濾 吸水成型機(jī)理變?yōu)槎嗫姿芰夏簽V排水機(jī)理，使衛(wèi)生瓷成型 次數(shù)由天 /次提高到 10 30min/次，模具壽命達(dá) 2 萬次以上，可節(jié) 省模具干燥和加熱工作環(huán)境所需的熱能。 2.2.3 等靜壓成型 當(dāng)前日用陶瓷成型工藝有滾壓成型、注漿成型、塑壓成型、等靜壓成型、高壓注漿、微波注漿成型和激光快速成型，其中后半部分具有較大的發(fā)展和應(yīng)用前景。從效率、節(jié)能和成熟程度 來 考慮，應(yīng)該采用等靜壓成型，其具有瓷質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻致密、質(zhì)量高、工序簡單、無雜質(zhì)、抗彎強(qiáng)度高、可成型復(fù)雜型、尺寸精確、生產(chǎn)周期短、耗能低等優(yōu)點。等靜壓成型的最大特點是：產(chǎn)量大、質(zhì)量好、坯體規(guī) 7 整度好、品質(zhì)規(guī)格一致、取消了石膏模和干燥工序、能適應(yīng)于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)等。 2.3 陶瓷干燥過程中的節(jié)能 據(jù)報道，選用英國 CDS 公司推出的空氣快速干燥器，用于日用陶瓷，干燥周期可縮短 46 83，平均節(jié)能 50。至于臥式快速輥道干燥、超熱間斷熱空氣干燥、衛(wèi)生陶瓷干燥、高頻干燥、微波 干燥、紅外線干燥和快速干燥等節(jié)能技術(shù)，在實際生產(chǎn)應(yīng) 用中干燥效果也較為顯著。其中微波干燥技術(shù)備受關(guān)注。微波干燥中微波可以穿透至物料內(nèi)部，使內(nèi)外同時受熱，蒸發(fā)時間比常規(guī)加熱大大縮短，可以最大限度的加快干燥速度，極大地提高生產(chǎn)效率。由此而節(jié)約了大量的能源消耗，且微波能源利用率高，對設(shè)備及環(huán)境不加熱，僅對物料本身加熱，運行成本比傳統(tǒng)干燥低。通過傳統(tǒng)干燥與微波干燥在時間與能耗方面的對比，從中可以看出微波干燥的優(yōu)越性。 在相同的功率下，傳統(tǒng)干燥時間是微波干燥的 30 32 倍，能耗為 2.5 倍，而生產(chǎn)能力則約為一半 。 2.4 燒成技術(shù) 窯爐是陶瓷企業(yè)最關(guān)鍵的熱工設(shè)備，也是耗 能最大的設(shè)備，占60左右。但是窯爐設(shè)備能耗的水平，主要取決于窯爐的結(jié)構(gòu)與燒成技術(shù)，其中窯爐的結(jié)構(gòu)是根本，燒成技術(shù)是保證；兩者相互依存， 8 缺一不可；只有使兩者合理的搭配才能既保證窯爐燒成質(zhì)量的提高，又減少能源消耗。 2.4.1 采用低溫快燒技術(shù) 在陶瓷生產(chǎn)中，燒成溫度越高，能耗就越高。據(jù)熱平衡計算，若燒成溫度降低 100 ，則單位產(chǎn)品熱耗可降低 10以上，且燒成時間縮短 10，產(chǎn)量增加 10，熱耗降低 4。因此，在陶瓷行業(yè)中，應(yīng)用低溫快燒技術(shù)，不但可以增加產(chǎn)量，節(jié)約能耗，而且還可以降低成本。因而在我國正進(jìn)一步研 究采用新原料，如珍珠巖、絹云母、石英片巖等配制燒結(jié)溫度低的坯料，?；瘻囟鹊偷挠粤?，改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)，建造新型窯爐，以實現(xiàn)低溫快燒技術(shù)，降低能耗。 2.4.2 采用裸裝明焰燒成技術(shù) 目前，我國陶瓷窯爐燒成方式主要有：缽裝明焰、裸裝隔焰和裸裝明焰。 2.4.3 采用潔凈液體和氣體燃料 采用潔凈的液體、氣體燃料，不僅是裸裝明焰快速燒成的保證，而且可以提高陶瓷的質(zhì)量，大大節(jié)約能源，更重要的是可以減少對 環(huán)境的污染。采用潔凈氣體作為燃料，節(jié)能降耗明顯 。 9 2.4.4 采用可替代的低價燃料 究竟采用哪種氣體燃料使用 最經(jīng)濟(jì)，更符合我國國情，其又最適用于裸裝明焰燒成方式。據(jù)報道，我國是世界上煤炭儲量非常豐富的國家，已探明的儲量預(yù)計可使用 500 年以上。在能源日益趨于緊張的今天，采用低價燃料顯得尤為重要。在單位產(chǎn)品燃料費用中，燒煤高達(dá) 1.197 元 /kg 產(chǎn)品：重油 0.138 元 /kg 產(chǎn)品；發(fā)生爐冷煤氣0.0997 元 /kg 產(chǎn)品。因此，應(yīng)大力發(fā)展發(fā)生爐冷煤氣。其不僅價格低廉，而且燃燒效率高，燃料消耗低。 二甲醚 DME 是以煤為原料生產(chǎn)的一種新型潔凈能源，其特點主要體現(xiàn)在燃燒性能好，熱效率高，燃燒過程中無殘液，無黑煙，成本低，節(jié)能顯著等 優(yōu)勢以及具備比液化石油氣 LPG 更多的優(yōu)點，取代液化石油氣作為民用及工業(yè)用燃料已成可能。 在陶瓷行業(yè)使用 DME替代 LPG、天然氣、重油及半水煤氣作為燃料，最大的優(yōu)點是 DME不含硫，燒成的陶瓷釉面光潔，質(zhì)量能上一個大臺階，再就是其價格低廉（詳見實施方案替代燃料篇）。 2.4.5 采用先進(jìn)的燃燒設(shè)備 采用高速燒嘴提高氣體流速，是強(qiáng)化氣體與制品之間傳熱的有效措施，一般可比傳統(tǒng)燒嘴節(jié)約燃料 25 30。目前高速燒嘴朝著高效節(jié)能低污染發(fā)展，如高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式燒嘴，此燒嘴優(yōu)勢 10 在于當(dāng)其中一個燒嘴工作時，另一個為排煙 道，并蓄熱，以待其工作時，預(yù)熱空氣，其可以節(jié)約燃料 20 40，減少廢氣的排放溫度， 達(dá)到節(jié)能高效低污染效果。 對于燒重油的窯爐，則可采用重油乳化燃燒技術(shù)，使重油燃燒更加完全，通過乳化器的作用后，把水和重油充分乳化混合，成油包水的微小霧滴，噴入窯內(nèi)產(chǎn)生 “ 微爆效應(yīng) ” ，起到二次霧化的作用，增大了油和水的接觸面積，使混合更加均勻，且燃燒需要的空氣量減少，基本消除了化學(xué)不完全燃燒，有利于提高燃燒溫度及火焰輻射強(qiáng)度，摻 水 率 13 15，節(jié)油率可達(dá) 8 10。 2.4.6 采用一次燒成 近年來，我國不少陶 瓷企業(yè)在釉面磚、玉石磚、水晶磚、滲花磚、大顆粒和微粉磚的陶瓷工藝和燒成技術(shù)上取得重大突破，實現(xiàn)了一次燒成新工藝，減少了素?zé)ば颍瑹傻木C合能耗和電耗下降30以上，大大節(jié)約了廠房和設(shè)備投資，而且大幅度提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 2.5 窯爐結(jié)構(gòu) 2.5.1 窯型向輥道化發(fā)展 在陶瓷工業(yè)中，使用較多的主要窯爐有：隧道窯、輥道窯和梭式窯三大類。其中，輥道窯具有產(chǎn)量大、質(zhì)量好、能耗低、自動化 11 程度高、操作方便、勞動強(qiáng) 度 低、占地面積小等優(yōu)點，是當(dāng)今陶瓷窯爐的發(fā)展方向。 2.5.2 采用高效、輕質(zhì)保溫耐火材料及新型涂料 常見的保溫材料有重質(zhì)耐火磚、輕質(zhì)保溫磚、莫來石輕質(zhì)磚 、高鋁輕質(zhì)磚和輕質(zhì)陶瓷纖維等。合理的選擇保溫材料對節(jié)能降耗產(chǎn)生了很大的影響。如輕質(zhì)陶瓷纖維與重質(zhì)耐火磚相比：質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、重量只有輕質(zhì)材料的 1/6、容重為傳統(tǒng)耐火磚的 1/25、蓄熱量僅為磚砌式爐襯的 1/30 1/10、窯外壁溫度降到 30 60 。纖維節(jié)能方面，從總能耗的 20.6下降到 9.02，節(jié)能達(dá)到 16.67。 另外，為了提高陶瓷纖維抗粉化能力，又增加窯爐內(nèi)傳熱效率， 節(jié)能降耗?？墒褂枚喙δ芡繉硬牧?， 如熱輻射涂料 HRC。在高溫階段 ，將其涂在窯壁耐火材料上，材料的輻射率由 0.7 升為 0.96，可節(jié)能 138.3MJ/m2h；而在低溫階段涂上 HRC 后，窯壁輻射率從 0.7 升為 0.97，可節(jié)能 4547Kcal/m2h。 2.5.3 改善窯體結(jié)構(gòu) 隨著窯內(nèi)高的增加，單位制品熱耗和窯墻散熱量也增加。如當(dāng)輥道窯窯高由 0.2升高至 1.2時，熱耗增加 4.43，窯墻散熱升高 33.2，故從節(jié)能的角度講，窯內(nèi)高度越低越好；隨著窯內(nèi)寬度增大，單位制品熱耗和窯墻散熱減少。如當(dāng)輥道窯窯內(nèi)寬從 1.2增 12 大到 2.4，單位制品熱耗減少 2.9，窯墻散熱降低 25，故在一定范圍內(nèi)，窯越寬越好；當(dāng)窯內(nèi)寬和窯內(nèi)高一定的情況下，隨著窯長的增加，單位制品的熱耗和窯頭煙氣帶走的熱量均有所減少。如當(dāng)輥道窯的窯長由 50增加到 100時，單位制品熱耗降低 1，窯頭煙氣帶走熱量減少 13.9 。 2.5.4 窯車窯具材料輕型化 采用輕質(zhì)耐火材料制作窯車和窯具對節(jié)能具有重大的意義。產(chǎn)品與窯具的重量比越小，其熱耗越低。窯車應(yīng)使用低蓄熱、容重小、強(qiáng)度高、隔熱性能好的材料來制備。至于窯車車襯材質(zhì)的選取，據(jù)報道，輕質(zhì)磚、輕質(zhì)磚與硅酸鋁耐火纖維和全硅酸鋁耐火纖維做車襯時，產(chǎn)品熱耗是傳 統(tǒng)重質(zhì)耐火磚做車襯時的 91、 79.6 85.8和59.1 66.3。 2.5.5 輥子的散熱 輥子是輥道窯的一個重要組成部分，分布在沿窯長的不同溫度區(qū)間。受溫度的影響，輥棒分別采用鋼輥和瓷輥。輥棒向外散熱主要是通過其兩端各伸出窯墻約 0.1 米的輥端。由于輥道窯中使用的輥棒數(shù)量之多 （ 通常可達(dá) 1000 多根 ） ，以至于其能耗增加。通過對輥道窯長 80 米，輥棒兩端各伸出窯墻 0.11 米，共有 1327 根輥子進(jìn)行數(shù)值計算，其中 800 高溫區(qū)采用瓷輥，其余采用鋼輥。 13 隨著溫度的升高，瓷輥的散熱損失變化比較 平緩，而鋼輥的熱量散失則幾乎呈線性增加。計算表明，輥子兩端通過導(dǎo)熱過程所散失的熱量約占窯爐總供給熱量的，因此，其具備節(jié)能潛力。 2.6 窯爐余熱的利用 衡量一座窯爐是否先進(jìn)的一個重要標(biāo)準(zhǔn)就是有沒有較好的利用余熱。據(jù)窯爐熱平衡測定數(shù)據(jù)顯示，僅煙氣帶走的熱量和抽熱風(fēng)帶出的熱量占總能耗的 60 75。若能利用蓄熱式燃燒技術(shù)將明焰隧道窯的余熱預(yù)熱空氣供助燃，不但可改善燃料燃燒，提高燃燒溫度，而且可降低燃耗 7。 余熱利用在國外受到重視，視其為陶瓷工業(yè)節(jié)能的主要環(huán)節(jié)。國外對煙氣帶走的熱量和冷卻物料 消耗的熱量 （ 約占總窯爐耗能的50 60 ） 這一部分?jǐn)?shù)量可觀的余熱利用較好。目前，國外將余熱主要用于干燥和加熱燃燒空氣?，F(xiàn)在歐洲陶瓷企業(yè)普遍采用在窯爐上安裝附加余熱利用裝置，進(jìn)行余熱的再回收利用。對于排煙廢熱的余熱利用，亦采用換熱器進(jìn)行能量收集與輸送到所需場所。其綜合節(jié)能的效果使熱效利用達(dá)到 80 90。 2.7 加強(qiáng)窯體密封性和窯內(nèi)壓力制度 加強(qiáng)窯體密封，窯體與窯車之間、窯車之間的嚴(yán)密性，降低窯頭負(fù)壓、保證燒成帶處于微正壓，減少冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)，從而減少排煙量，降低熱耗。經(jīng)計算，煙道匯總出的空氣過剩系數(shù)由減 少到 14 時，當(dāng)其他條件不變的情況下，煙氣帶走熱量從 30降為 18，節(jié)能 12。 2.8 采用自控技術(shù) 采用自控技術(shù)是目前國外普遍采用的有效節(jié)能方法，它主要用在窯爐的自動控制。因而使窯爐的調(diào)節(jié)控制更加精確，對節(jié)省能源、穩(wěn)定工藝操作和提高燒成質(zhì)量十分有利，同時還為窯爐燒成的最優(yōu)化，提供了可靠的數(shù)據(jù)。計算表明，在排出煙氣中每增加可燃成分1，則燃料損失要增加 3，如果能夠采用微機(jī)自動控制或儀表 -微機(jī)控制系統(tǒng)，則可節(jié)能 5 10。當(dāng)今先進(jìn)的自控可以通過高級專家系統(tǒng)來實現(xiàn)，可以通過在線的外部參數(shù) （ 溫度、濕度、壓力、 氣氛等 ） 測量 來 引導(dǎo)操作向最大的節(jié)能方向進(jìn)行，降低能耗以上。在國外，如日本礙子公司的窯爐均設(shè)置有先進(jìn)的自動點火、熄火測知、窯內(nèi)壓力監(jiān)測、地震監(jiān)測、窯內(nèi)氧濃度監(jiān)測、氣體泄漏監(jiān)測、瓷輥損折監(jiān)測及噴嘴用電偶記錄儀等一系列監(jiān)測儀器。從而保證了窯爐的省力、節(jié)能、快速燒成，其可節(jié)能 10 30。在國內(nèi)尚未達(dá)到。 2.9 其他節(jié)能技術(shù) 2.9.1 新型雙層雙溫窯爐 雙層雙溫窯爐是一種新型節(jié)能窯爐，其結(jié)構(gòu)特點是窯爐從單層單溫發(fā)展為雙層雙溫。其上下兩層溫度均采用 PID 單獨控制，兩層之間采用結(jié)晶碳化硅作橫梁并用高保溫性能的耐 火材料做隔熱層。特 15 殊的設(shè)計能有效防止上下兩層串溫，同時又能使有效的熱量共享。與單層窯爐能耗相比，雙層雙溫窯爐低于其 150 250 大卡 /kg 瓷，即最少可以節(jié)省能耗 30。 2.9.2 微波輔助燒結(jié)技術(shù) 微波輔助燒結(jié)技術(shù)是通過電磁場直接對物體內(nèi)部加熱，而不像傳統(tǒng)方法 ， 熱能是通過物體表面間接傳入物體內(nèi)部，故熱效率很高 ，一般從微波能轉(zhuǎn)換成熱能的效率可達(dá) 80 90 ，燒結(jié)時間短，因此可以大大降低能耗達(dá)到節(jié)能效果。例如 A1203 的燒結(jié)，傳統(tǒng)方法需加熱幾個小時而微波法僅需分鐘。 據(jù)報道，英國某公司有一種新型的陶瓷窯 爐生產(chǎn)與制造技術(shù)，該窯爐最大的特點在于：它不僅采用了當(dāng)今世界上微波燒結(jié)陶瓷的最新技術(shù)，而且采用了傳統(tǒng)的氣體燒成技術(shù)。它在傳統(tǒng)窯爐中把微波能和氣體燃燒輻射熱有機(jī)結(jié)合起來，這樣既解決微波燒成不容易控制的問題，又解決了傳統(tǒng)窯爐燒成周期長，能耗大等問題。據(jù)介紹這種窯爐適用于高技術(shù)陶瓷及其他各種陶瓷的燒成，達(dá)到快速燒成，減少能耗，降低成本的目的。 3 輥道陶瓷窯簡介 3.1 燃燒狀況 現(xiàn)華南地區(qū)大部分輥道窯采用水煤氣、重油或 LPG 作為燃料，燃燒型式為引射式擴(kuò)散燃燒（如圖 1 所示），燃?xì)馀c助燃空氣在燒嘴 16 前端混合進(jìn)入燃燒室燃 燒。 3.2 配風(fēng)控制狀況 傳統(tǒng)的輥道窯燃燒設(shè)備只是通過鼓風(fēng)機(jī)的變頻來調(diào)節(jié)助燃空氣的總供給量，調(diào)節(jié)精度低，信號延時久。不能根據(jù)生產(chǎn)用氣的實時情況準(zhǔn)確調(diào)節(jié)助燃空氣的供給量。使得燃?xì)獯蟛糠謺r候處于不完全燃燒或過?？諝庀禂?shù)過高的狀態(tài)，極大的降低了燃燒設(shè)備的熱效率，造成能源的浪費。 圖 1 擴(kuò)散燃燒示意圖 3.3 輥道窯工作系統(tǒng) 輥道窯最初是由意大利引進(jìn)，后來國產(chǎn)化，都采用液化氣、煤氣、輕柴油等清潔燃料，明焰裸燒。明焰裸燒輥道窯產(chǎn)量高，質(zhì)量佳，燒成周期短，燒成熱耗低 , 是目前建陶行業(yè)使用最多的輥道窯類型 , 也是輥道 窯發(fā)展的重要方向。 3.3.1 輥道窯窯體主要結(jié)構(gòu) 目前先進(jìn)輥道窯都是標(biāo)準(zhǔn)化系列化設(shè)計制造。輥道窯窯體分節(jié) 17 （每節(jié)長約 2 2.2 米）按模數(shù)設(shè)計，預(yù)制組裝，窯體的預(yù)制組裝件采用金屬框架結(jié)構(gòu)，框架使用金屬方管兼作風(fēng)管，結(jié)構(gòu)緊湊，窯體外部采用鋼板包裝，堅固美觀，內(nèi)襯大量使用輕質(zhì)隔熱耐火磚與陶瓷纖維，不僅減少了窯體的重量 , 而且減少了窯體的散熱損失，輥道窯窯頂結(jié)構(gòu)多采用平頂或拱頂結(jié)構(gòu)，拱頂結(jié)構(gòu)簡單，造價低，懸掛式平頂?shù)跹b結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜，造價高 , 但平頂?shù)跹b結(jié)構(gòu)可以減少窯體的承重，增加窯爐的壽命，也特別適合裝配運輸，易于 組裝，而且可以減少窯內(nèi)氣體分層，使窯內(nèi)溫度分布較均勻，因此平頂?shù)跹b結(jié)構(gòu)是輥道窯窯頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，一些輥道窯不僅窯頂采用吊裝結(jié)構(gòu)，而且輥子上部的窯墻也采用吊裝方式，這給輥子傳動部門的設(shè)計、安裝、調(diào)試都帶來了方便。近十年來輥道窯窯體不斷朝著大型化的方向發(fā)展 , 表現(xiàn)之一是輥道窯窯長的增加 , 窯長增加使燒成的產(chǎn)量增加 , 使燒成制度沿窯長方向的變化較平緩 , 易于控制調(diào)節(jié) , 同時也削弱了外界環(huán)境氣候等因素變化對窯爐燒成的影響，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，但窯長的增加則明顯地增加一次性投資， 80 年代初的輥道窯多數(shù)長約 50 70 米 , 而目前引進(jìn)的或國產(chǎn)的輥道窯大多長約70 250 米；表現(xiàn)之二是窯寬的增加，窯寬的增加，從節(jié)能的角度來看則意味著窯爐單位體積的表面積減小，也就是單位產(chǎn)量的窯爐外表面散熱減少，從投資的角度來看則表明單位產(chǎn)量窯爐的一次性投資減小， 80 年代初國產(chǎn)輥道窯一般有效內(nèi)寬小于 1.2 米 , 而目前輥道窯的有效內(nèi)寬普遍在 1.5 1.8 米 , 一些已超過 2.5 米，當(dāng)然窯寬的增加則提高了對燃燒系統(tǒng)、輥棒、傳動系統(tǒng)等方面的要求 , 特別是對輥 18 棒的要求；表現(xiàn)之三是多層輥道窯的增加 , 主要是雙層輥道窯 , 多層輥道窯節(jié)省面積 , 產(chǎn)量大 , 可減低單位制品熱耗 , 但多層輥道窯操作結(jié)構(gòu)復(fù)雜 , 部分結(jié)構(gòu)材料性能要求高 , 各層之間的相互牽扯影響干擾較多。 3.3.2 排煙系統(tǒng)及預(yù)熱帶調(diào)節(jié) 一般來講，輥道窯多采用窯頭集中排煙或半集中排煙。典型的集中排煙是窯頭處輥道上、下方側(cè)墻開設(shè)兩對排煙口，這種集中排煙的方法使煙氣能夠被充分利用來加熱制品 , 不過這種集中排煙方法如果沒有與預(yù)熱帶的其它調(diào)節(jié)方法如擋火墻、閘板、調(diào)溫風(fēng)管等配合使用的話 , 極易造成窯頭溫度過高（ 300以上或更高） , 要求入窯坯體充分干燥 , 或使預(yù)熱帶溫度曲線調(diào)節(jié)困難 , 所以許多輥道窯與集中 排煙配合使用有若干條調(diào)溫風(fēng)管（類似于預(yù)熱帶設(shè)置的攪拌氣幕 , 但主要作用不在于攪拌 , 對氣流噴射速度沒有特別要求 , 一般風(fēng)管較粗 , 使用中有利用冷卻帶余熱后的熱空氣的 , 也有直接利用環(huán)境空氣的）。半集中排煙方法是在輥道窯窯頭前面幾節(jié)窯體的輥道上下側(cè)墻設(shè)有多對排煙口（一般為四對） , 或是在預(yù)熱帶的窯頂再另設(shè)數(shù)個排煙口。一般來講 , 這種半集中排煙方法對煙氣的熱利用率比較低 , 而對于預(yù)熱帶的調(diào)節(jié)作用也不大 , 一般仍需與預(yù)熱帶的其它調(diào)節(jié)方法如閘板、擋火墻和調(diào)溫風(fēng)管配合使用 , 因此怎樣設(shè)置閘板、擋火墻或調(diào)溫風(fēng)管是預(yù)熱帶 設(shè)計及研究的重要課題。目前使用中輥道窯一般在接近第一對燒嘴處開始設(shè)置擋火墻 , 然后在整個預(yù) 19 熱帶再設(shè)置 1 2 道擋火墻；一般在預(yù)熱帶的中部設(shè)有數(shù)組調(diào)溫風(fēng)管 , 這些調(diào)溫風(fēng)管上均裝有可調(diào)節(jié)開度的閥門；一般來講，這些閘板、擋火墻和調(diào)溫風(fēng)管不僅可以強(qiáng)化預(yù)熱帶內(nèi)煙氣與產(chǎn)品間的換熱 , 而且也可以增加預(yù)熱帶溫度曲線的可調(diào)性 , 當(dāng)然也加重了排煙的負(fù)擔(dān)。 3.3.3 多點供熱與燒嘴布置 目前使用中的輥道窯 , 大都是使用中、低壓燒嘴 , 這主要是輥道窯的窯寬相對寬體隧道窯和大型梭式窯的窯寬較窄 , 沒有必要過分追求燒嘴的高速。燒嘴的布 置主要遵守多點供熱正調(diào)節(jié)的原則 , 使傳統(tǒng)的燒成帶與預(yù)熱帶的界限越來越模糊 , 但目前布置的燒嘴實際使用中均有相當(dāng)一部分燒嘴沒有啟用 , 因此燒嘴的合理布置對于節(jié)省投資、便于調(diào)節(jié)是個重要課題。目前使用中的輥道窯燒嘴布置主要有兩種方式，一種是在輥道上下均勻等距布置燒嘴俗稱面槍與底槍 , 間距約為 1 米 , 兩側(cè)燒嘴相互交錯 , 橫向交錯攪動窯內(nèi)氣流 , 使制品得到均勻燒成；另一種方式是輥道上下上疏下密布置 , 面槍與底槍呈“品”字型結(jié)構(gòu) ,兩側(cè)仍是相互交錯。這兩種燒嘴布置方式一般都是4 8 支燒嘴為一控制組 , 且為減小預(yù)熱帶的溫差 , 在接近低溫方向多布置 1 2 組底槍。目前的輥道窯應(yīng)將這兩種燒嘴布置方式結(jié)合起來 , 即在燃燒帶開始布置 1 2 組底槍 , 然后按“品” 字型布置底槍與面槍 , 在最高溫度段再均勻等距布置一組底槍與面槍。輥道窯目前與燒嘴配合使用的燃燒室主要有兩種，一種是薄壁套筒式燃燒室，材質(zhì)為重結(jié)晶碳化硅等；一種是由大件磷酸鹽質(zhì)免燒磚制成的燒嘴 20 磚構(gòu)成。顯然前者對于完全燃燒和避免產(chǎn)品污染等都是有益的 , 價格也貴。輥道窯燃燒使用的助燃空氣 , 有些使用冷卻帶緩冷段的熱風(fēng) , 有些直接使用車間空氣。 3.3.4 冷卻系統(tǒng)與余熱利用 冷卻系統(tǒng) 主要由急冷、緩冷和低溫區(qū)三部分組成。一般的冷卻系統(tǒng)由直接側(cè)墻鼓風(fēng)急冷、抽走熱風(fēng)進(jìn)行緩冷、低溫區(qū)使用軸流風(fēng)機(jī)冷卻。隨著窯寬的增加 , 一些輥道窯為了更有效的均勻急冷 , 已放棄了簡單的側(cè)墻鼓風(fēng)急冷方法 , 而是在急冷段沿窯寬方向，在輥道上下布有急冷風(fēng)管 , 這些風(fēng)管上開有許多小孔 , 鼓入的急冷風(fēng)與制品表面垂直 , 使制品腹背受到均勻有效的急冷。緩冷部分除了采用簡單從窯內(nèi)抽走熱風(fēng)的方法外 , 尚有不少輥道窯采用間壁冷卻 , 輥道窯緩冷段間壁冷卻大多使用金屬管作間壁 , 金屬管有沿窯內(nèi)壁布設(shè) , 也有沿窯寬方向布設(shè) , 沿窯寬方向布 設(shè)金屬管的間壁，冷卻均勻穩(wěn)定易調(diào)節(jié) , 便于余熱的再利用；有些輥道窯將低溫區(qū)與緩冷區(qū)之間敞開一段 , 便于觀察并加快冷卻 , 也增加了對車間環(huán)境的影響。一般引進(jìn)輥道窯不太注意冷卻帶的余熱利用 , 許多熱氣體被直接排空 , 國產(chǎn)輥道窯比較注意余熱的再利用 , 有用于預(yù)熱帶調(diào)溫、燃燒帶助燃 , 或抽往干燥系統(tǒng)干燥坯體。 3.3.5 傳動系統(tǒng)與其它 輥道窯的傳動系統(tǒng)主要有鏈傳動、鏈輪摩擦傳動、螺旋齒輪傳 21 動等。螺旋齒輪傳動平穩(wěn)精確 , 但對齒輪的精度要求也高。風(fēng)機(jī)一機(jī)多用在引進(jìn)輥道窯上較多 , 已有使用一臺風(fēng)機(jī)供應(yīng)雙層輥道窯的 助燃、急冷與緩冷用風(fēng) , 一臺風(fēng)機(jī)各支管設(shè)有七個閘板。 3.3.6 輥道窯三帶比例設(shè)置 設(shè)計時，輥道窯預(yù)熱帶長度約占窯體總長 1/3 以上，如圖 2 所 示。 圖 2 輥道窯預(yù)熱帶示意圖 預(yù)熱帶設(shè)置了分散排煙系統(tǒng)，從通道底部經(jīng)過窯的一側(cè)匯合于窯頂，排煙孔均設(shè)閘板進(jìn)行調(diào)整，采用分散排煙可降低局部排煙造成的溫差，有利于制品的快速干燥。并在該帶設(shè)置高速攪拌調(diào)溫及阻氣系統(tǒng)。除在通道下部交錯均勻設(shè)置燃燒器外，通道上部設(shè)置攪拌調(diào)溫系統(tǒng)，利用窯尾部的熱風(fēng)進(jìn)行攪拌，再設(shè)兩道阻氣系統(tǒng)，使窯內(nèi)產(chǎn)生橫向射流作用，帶動窯內(nèi)氣體產(chǎn)生 渦旋運動，達(dá)到充分?jǐn)嚢杈鶆虻哪康?，從而制品獲得均勻快速地加熱，滿足制品的快速燒成。接近燒成帶均勻設(shè)置燃燒器。 22 燒成帶長約占窯體總長的 1/5，參看圖 3。在該帶兩側(cè)通道上下均勻交錯設(shè)置燃燒器。 圖 3 輥道窯燒成帶示意圖 冷卻帶長度大約是燒成帶的 2 倍，占窯體總長的 40以上，包括急冷、緩冷和尾部冷卻帶，如圖 4 所示。急冷段長度占該段長度的 20%以下，在該段兩側(cè)上下交錯均勻設(shè)置高速噴咀，以直接冷卻的方式高速噴入通道內(nèi)形成渦漩運動，以增強(qiáng)換熱效率，均勻窯內(nèi)氣體溫度，達(dá)到均勻快速冷卻的目的，可調(diào)節(jié)控制該段急冷要求。 在該帶尾部設(shè)置了排熱孔，排出的熱風(fēng)用作攪拌調(diào)溫及阻氣系統(tǒng)。 緩冷段與尾部冷卻段頂部設(shè)置多處排熱孔，匯合于總管，該段熱風(fēng)送往干燥窯，用作制品的干燥熱源，排熱孔均設(shè)閘板調(diào)整，并在該帶上下通道兩側(cè)均勻設(shè)置緩冷風(fēng)孔用以調(diào)整產(chǎn)品在緩冷過程中所需的最佳曲線。 23 圖 4 輥道窯冷卻帶示意圖 圖 5 輥道窯排煙管路示意圖 3.3.7 管路系統(tǒng) 節(jié)能型輥道窯管道系統(tǒng)設(shè)排煙管路（圖 5）、助燃風(fēng)管路、急冷風(fēng)管路（圖 6）、抽熱風(fēng)管路（從緩冷段與直冷段抽冷卻風(fēng)到燒成帶助燃空氣，見圖 7、圖 8）及窯尾軸流冷 卻風(fēng)機(jī)。其中，排煙風(fēng)機(jī) 2臺（ 1 開 1 備），急冷風(fēng)機(jī) 2 臺（ 1 開 1 備），助燃風(fēng)機(jī) 2 臺（ 1 開 1備），抽熱風(fēng)機(jī) 2 臺（ 1 開 1 備），軸流風(fēng)機(jī) 6 臺。所有風(fēng)機(jī)裝有減震裝置，高壓風(fēng)機(jī)裝有消聲過濾裝置，全窯風(fēng)機(jī)管道系統(tǒng)按設(shè)計要求造型和工藝布置，助燃風(fēng)、抽熱風(fēng)管道采用耐熱不銹鋼制作，其余均為 A3 卷管制作。風(fēng)機(jī)除軸流風(fēng)機(jī)外均采用變頻控制。熱風(fēng)機(jī)均安裝有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，設(shè)配溫風(fēng)口。同時排風(fēng)機(jī)出口還接有金屬煙囪，高出房屋頂 3 米以上。 窯外熱風(fēng)管道均設(shè)計為保溫處理，保溫采用硅酸鹽毯包裹，外 24 面使用 0.3mm 鋁板裝飾，保溫效果好，即節(jié)能又實 用美觀。 圖 6 輥道窯急冷風(fēng)管示意圖 25 圖 7 輥道窯緩冷風(fēng)管示意圖 圖 8 輥道窯直冷風(fēng)管示意圖 3.3.8 輥道窯溫度制度 溫度制度以溫度曲線表示，它表明在燒成過程中溫度隨時間的變化關(guān)系。溫度曲線一般分為四個階段，即由預(yù)熱升溫、 最高焙燒溫度、保溫時間和冷卻曲線所組成。溫度曲線應(yīng)根據(jù)制品在焙燒過程中的物理化學(xué)反應(yīng)特性、原料質(zhì)量、泥料成分、窯爐結(jié)構(gòu)和窯內(nèi)溫度分布的均勻性等各方面因素等綜合確定，燒成 制度曲線見圖 9。 （ 1）溫度的監(jiān)測 26 輥道窯的溫度監(jiān)測主要是依靠沿窯長方向裝在窯頂或窯側(cè)的熱電偶所反映的溫度數(shù)據(jù)。由傳熱學(xué)的原理我們應(yīng)該明白 , 在預(yù)熱帶熱電偶測得的溫度高于制品溫度 , 但要小于煙氣的溫度；燒成帶與預(yù)熱帶相似 , 但是溫差較小 , 且熱電偶測得的溫度較為接近制品的溫度；在冷卻帶與燒成帶相反 ,熱電偶測得的溫度小于制品的溫度而大于煙氣的溫度。 圖 9 輥道窯燒成制度曲線 錯誤 !未找到引用源。 預(yù)熱帶溫度的監(jiān)測 要控制好該帶的溫度主要要控制 3 個關(guān)鍵溫度點 , 即窯頭溫度、預(yù)熱帶中部溫度（約 500處）及預(yù)熱帶末端（約 900處）。窯頭溫度過高 , 易使坯體炸裂；預(yù)熱帶末端溫度點的位置反映 了坯體的預(yù)熱效果 , 并間接反映了坯體和燒成帶停留的時間。預(yù)熱帶中部溫度則是預(yù)熱帶溫度的最關(guān)鍵點 , 若太前則窯頭升溫過急易造 27 成坯體在蒸發(fā)期造成開裂的缺陷，若太后說明窯頭溫度偏低 , 使得 在預(yù)熱后部不得不快速升溫 , 一方面可能在 573晶型轉(zhuǎn)化處產(chǎn)生坯體炸裂；另一方面使氧化階段時間減少 , 容易產(chǎn)生黑心、針孔、氣泡等缺陷。 錯誤 !未找到引用源。 燒成帶溫度的監(jiān)測 燒成帶溫度的監(jiān)測主要是確定燒成帶 的最高溫度和高溫區(qū)間長度即制品在高溫下停留的時間，燒成帶的最高溫度是成瓷的最高溫度點 , 它影響到產(chǎn)品的生燒與過燒 , 高溫區(qū)的長度影響到保溫時間的長短 , 從而也影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。 錯誤 !未找到引用源。 冷卻帶溫度的監(jiān)測 冷卻帶溫度的監(jiān)測主要是急冷后的溫度（約 800處）、冷卻帶中部溫度（約 500處）及出窯前的溫度 , 急冷后的溫度是判斷急冷好壞的依據(jù)；冷卻帶中部溫度點附近是制品發(fā)生石英晶型轉(zhuǎn)化點 , 這是制品產(chǎn)生風(fēng)裂的危險區(qū) , 其前后溫度變化應(yīng)平緩；出窯前溫度是判斷快冷的效果 , 如果出 窯溫度過高 , 出窯后仍可能發(fā)生驚裂 , 同時也不利于后道工序操作。 （ 2）溫度的控制 錯誤 !未找到引用源。 預(yù)熱帶溫度的控制 預(yù)熱帶溫度的控制一般可通過調(diào)節(jié)排煙總閘、排煙支閘的開度及安裝在預(yù)熱帶的燒嘴開度來調(diào)整。但是調(diào)節(jié)排煙總閘對窯內(nèi)的壓力制度影響較大 , 只有當(dāng)整個預(yù)熱帶溫度偏低偏高 , 才適當(dāng)調(diào)整排煙總閘開度大小。入窯溫度一般控制在 150 300 , 太高太低均不 28 好 , 排煙支閘板開度窯頭至窯尾由小至大 , 窯頭排煙支閘板不宜開得太大 , 因為這樣會造成冷風(fēng)大量吸人 , 輥下閘板的開度較輥上大 , 加 大輥下抽力可克服幾何壓頭造成輥上輥下溫度的偏差。此外還可以調(diào)節(jié)攪拌風(fēng)來控制預(yù)熱帶的溫度。 錯誤 !未找到引用源。 燒成帶溫度的控制 燒成帶溫度的控制主要是控制燃料與助燃空氣的供應(yīng)量及燃料與空氣的混合程度 , 要控制兩側(cè)的燒嘴噴出火焰的長度一致 , 且恰好在窯中央部分交接 , 以免產(chǎn)生水平溫差。如果火焰較長造成中間溫度過高 , 此時宜開大助燃風(fēng) , 反之當(dāng)火焰過短 , 則窯爐中央溫度低 , 此時可減少助燃風(fēng)量。另外擋火嘴和擋火磚也是調(diào)節(jié)局部火位溫度的有效方法。 錯誤 !未找到引用源。 冷卻帶溫度的控制 冷卻 帶溫度主要是控制急冷風(fēng)量、窯尾快冷風(fēng)的風(fēng)壓與風(fēng)量以及抽熱風(fēng)的風(fēng)量。急冷區(qū)要注意后段的急冷風(fēng)管的開度比前段的稍小 , 以免制品發(fā)生風(fēng)裂 , 緩冷區(qū)主要是控制各抽熱風(fēng)口閥門的開度 , 使晶型轉(zhuǎn)化段降溫平緩 , 一般抽熱風(fēng)支閥由窯尾至窯頭開度由大至小 , 以保證降溫速度緩慢 , 窯尾冷風(fēng)管的開度也是由窯尾至窯頭由大至小保證制品出窯溫度不至太高。 3.3.9 輥道窯壓力制度 （ 1）壓力的監(jiān)測 輥道窯內(nèi)的壓力一般不高 , 窯壓的測量由微壓計分別安裝在預(yù) 29 熱帶、燒成帶、冷卻帶三個關(guān)鍵點，以供操作參考。 （ 2）壓 力的控制 壓力本身對制品的燒成影響不是很大 , 它只是對窯內(nèi)的溫度、氣氛有很大的影響。輥道窯是中空窯 , 氣體在窯內(nèi)流動的壓頭損失很小 , 有人測量表明每米壓降才 1Pa, 壓力控制較為容易。壓力制度的控制主要是通過調(diào)整煙閘板開度來穩(wěn)定預(yù)熱帶和燒成帶之間零壓面的穩(wěn)定 , 使預(yù)熱帶在微負(fù)壓下操作 , 以利于水氣和坯體的氧化分解產(chǎn)生的反應(yīng)氣體的排除 , 氣體在窯內(nèi)預(yù)熱帶運行的壓差在 1mmH2O。燒成帶則控制在零壓的微正壓下操作 , 以阻止繼續(xù)排氣而產(chǎn)生的氣孔 , 經(jīng)驗表明輥下零壓位、輥上零壓位推后有利于操作。另外保持燒成帶與冷卻 帶交界劃分的兩段進(jìn)出風(fēng)基本平衡 , 也是維持窯內(nèi)冷卻帶較易劃分的重要手段。在冷卻帶要求抽熱風(fēng)量稍小于急冷風(fēng)，有少量進(jìn)人燒成帶作二次助燃風(fēng) ,確保燒成帶充分氧化氣氛 , 提高熱利用率 , 還可杜絕煙氣倒流造成煙氣熏缺陷?？傊?, 排煙閘的開度、噴嘴的開度、急冷風(fēng)管的開度、抽熱風(fēng)閥開度及風(fēng)量分配是壓力制度控制的主要手段。 3.3.10 輥道窯氣氛制度 （ 1）氣氛的監(jiān)測 窯內(nèi)氣氛的測量比較困難 , 目前窯爐上還沒有有效的直接監(jiān)測儀器 , 對于氣氛的分析可用奧氏氣體分析儀測量煙氣的氣氛。建陶行業(yè)很少去應(yīng)用。 30 （ 2）氣氛的控制 輥道窯燒制建陶制品一般為全氧化氣氛燒成 ,主要是調(diào)節(jié)好空氣與燃料的配比 , 供給過余的空氣 , 保證燃燒完全 , 窯內(nèi)不出現(xiàn)冒煙 , 有時氣燒窯內(nèi)因煤氣熱值波動時會出現(xiàn)瞬間還原氣氛 , 要及時加以調(diào)整。 4 節(jié)能方案設(shè)計 根據(jù)最近走訪的幾家建筑用地板磚生產(chǎn)企業(yè)輥道窯的使用情況，設(shè)計如下節(jié)能方案。 4.1 采用 DME 作為燃料 XX 省地板磚生產(chǎn)企業(yè)的輥道窯大部分是使用重油、 LPG、半水煤氣及天然氣作為燃料。隨著低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排工作的不斷深入，重油將逐漸退出陶瓷行業(yè)的舞臺；半水煤氣的主要優(yōu)勢是 價格便宜，企業(yè)容易接受，但是半水煤氣的生產(chǎn)裝置 煤炭氣化裝置，屬于易燃易爆裝置，半水煤氣是由氫氣和一氧化碳組成的，極易發(fā)生安全事故，因此，政府已經(jīng)叫停了陶瓷企業(yè)興建半水煤氣裝置建設(shè)；隨著西氣東輸二期工程貫通的臨近，清潔燃料 天然氣給陶瓷行業(yè)帶來了希望，有條件的企業(yè)將燃料紛紛更換成了天然氣，然而天然氣需要管道輸送，給天然氣的普及使用帶來了極大的運輸難度； LPG應(yīng)該算作是最早被陶瓷行業(yè)認(rèn)可的較清潔的氣體燃料，隨著我國乃至 XX 省石化企業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展， LPG 的供應(yīng)能力不斷增強(qiáng)，同時， XX 沿海地區(qū) LPG 的進(jìn)口量也在 急劇增長，這給陶瓷行業(yè)帶來 31 了極大的便利，然而，隨著石油價格的不斷攀升，石油加工深度的不斷深入， LPG 作為乙烯原料的經(jīng)濟(jì)價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為燃料的價值，因此，國內(nèi)石化企業(yè) LPG 的銷售量也在不斷的縮減。 陶瓷行業(yè)使用的以上燃料，對陶瓷行業(yè)的發(fā)展水平提升了一個臺階，然而，就陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量而言，由于以上燃料都不同程度的含有硫，對陶瓷釉面質(zhì)量的提高造成了影響，因此，選擇一種不含硫、價格低得清潔燃料是具有歷史意義的。 近幾年嶄露頭角的高效清潔燃料 二甲醚（ DME）作為陶瓷行業(yè)的燃料是符合節(jié)能減排、減低成本、保護(hù)環(huán)境的基本國策 的。 4.1.1 二甲醚的性質(zhì) 二甲醚分子式為 C2H60，分子量 46.07，含氧量高達(dá) 34.8%。二甲醚是一種比較惰性的非腐蝕性有機(jī)物，其主要的理化性質(zhì)見表 1。在常溫、常壓下二甲醚是一種無色易燃有輕微醚香味的氣體，在空氣中的允許濃度為 400 10-6。它具有與液化石油氣（ LPG）相似的特性。二甲醚具有一般醚類的性質(zhì)，二甲醚對金屬無腐蝕性，不刺激人體皮膚，不致癌，對大氣臭氧層無破壞作用，在對流層中易于降解，長期暴露于空氣中，不會形成過氧化物。所以，二甲醚是一種優(yōu)良的綠色化工產(chǎn)品。二甲醚與其它燃料特性比較見表 1。 表 1 二甲醚的理化性質(zhì) 項目 性質(zhì) 化學(xué)式 CH3OCH3 正常沸點 /0C -24.9 32 閃點 /0C -41 自燃溫度 /0C 235 臨界溫度 /0C 127 熔點 /0C -141.5 飽和蒸氣壓（ 200C） /Mpa 0.51 臨界壓力 / Mpa 5.37 臨界密度 /kg/L 0.2174 熱值 /kj/kg 28410 氣化潛熱（ -200C） /KJ/kg 460 空氣中爆炸極限 /% 3 17 對水的相對密度 0.66 對空氣的相對密度 1.62 液態(tài)密度（ 200C） /kg/L 0.67 表 2 是二甲醚與其它燃料特性的比較。從表中數(shù)據(jù)可知，在同等溫度條件下，二甲醚的飽和蒸氣壓低于液化石油氣，其存儲、運輸、使用等均比液化石油氣安全。二甲醚在空氣中的爆炸下限比液化石油氣高一倍，因此，在使用過程中，二甲醚作為燃料比液化石油氣安全。雖然二甲醚的熱值比液化石油氣低，但由于二甲醚自身含氧，在燃燒過程中所需空氣量遠(yuǎn)低于液化石油氣，從而使得二甲醚的預(yù)混氣熱值和理論燃燒溫度都高于液化石油氣，燃燒效率高，因此，二甲醚對液化石油氣的替代比應(yīng)為 1.2： 1。 表 2 二甲醚與其它燃料的特性 比較 項 目 DME LPG 天然氣 相對分子量 46 44 56 16 液態(tài)密度 Kg/m3 667 501 445 沸點 -24.9 -42.0 -162.0 33 自燃溫度 235 470 650 低熱值 KJ/m3 64686 91960 34750 氣化潛熱 KJ/Kg 486 426 510 動力黏度（ 20） MPas 0.15 0.15 飽和蒸 汽壓 (20 ) MPa 0.511 0.370 爆炸極限 3.4 17.0 2.1 9.4 4.7 15.0 4.1.2 二甲醚與液化石油氣的效益對比 2009 年 1 月份至 2010 年 2 月份華南地區(qū)液化石油氣及二甲醚價格均價變化見附件一。在此時間段內(nèi)， LPG 的平均價格為 4746.21元 /噸，二甲醚的平均價格為 3523.73 元 /噸，按替代比為 1.2： 1 計算，現(xiàn)在用 LPG 做燃料的企業(yè)每用一噸 LPG 改為 DME 以后，就可節(jié)約（ 4746.21-3523.73 1.2） =517.73 元，節(jié)約燃料費用達(dá)到 11%。如果以目前價格計算， LPG 出庫價格在 6300 元 /噸， DME 出庫價格為 4300元 /噸，改為 DME 以后，可節(jié)約（ 6300-4300 1.2） =1140 元，節(jié)約燃料費用達(dá)到 18.1%。 LPG 改造為 DME，原來所有的設(shè)備、管道及管件均不用更換，只需要將原來的丁腈密封材料更換為耐 DME 負(fù)溶脹作用的材料即可。 4.1.3 二甲醚與天然氣的效益對比 現(xiàn)在以液化天然氣（ LNG）作為與 DME 比較的基礎(chǔ)， DME 的低熱值為 64686KJ/m3， LNG 的低熱值為 34750KJ/m3，目前 LNG 的供貨價格為 5670 元 /噸（ 4.2 元 /m3），要達(dá)到 34750KJ 的熱量，需要 34 0.865kg DME，價值 3.72 元，改為 DME 以后，原來每燒 1m3 天然氣，就可以節(jié)約（ 4.2-3.72） =0.48 元，費用節(jié)省率為 11%。 要以 DME 替換 LNG 或天然氣，要增加 DME 儲存、卸車及氣化系統(tǒng)的投資，管道系統(tǒng)可以通用。 根據(jù)我們在陶寶陶藝制品廠的燃燒結(jié)果，二甲醚與液化石油氣相比，替代比為（ 1.1 1.2）： 1，按目前液化石油氣 6500 元 /噸， DME按照 4500 元 /噸計算，節(jié)約燃料費用率為 16.9 23.8%，每噸可 節(jié)約燃料費用 1100 1550 元。 4.2 改進(jìn)保溫措施，減少散熱損失 增加保溫，減少散熱損失是最簡單也是最直接的節(jié)能措施?，F(xiàn)在， XX 省內(nèi)的輥道窯爐腔外表溫度大都在 60以上，有的甚至達(dá)到 80。如果采取增加保溫層厚度或者使用新型保溫材料等措施，使?fàn)t墻溫度降低到 40左右，既改善了員工的工作環(huán)境，又可以降低散熱損失達(dá) 3%左右，投資不大，效果卻是明顯的。 4.3 干燥系統(tǒng)的節(jié)能 陶瓷干燥工序占總能耗的 20%，因此，干燥系統(tǒng)的節(jié)能也是很重要的。 4.3.1 噴霧干燥設(shè)備的節(jié)能措施 （ 1）提高干燥 器的進(jìn)風(fēng)溫度，降低排風(fēng)溫度 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能采用較高的氣體進(jìn)風(fēng)溫度。 35 因為，使用的氣體溫度越高，干燥器的熱效率越高。提高干燥器的進(jìn)口空氣溫度，可以提高干燥器的理論熱效率，實際熱效率亦是如此。 （ 2）提高陶瓷泥漿的濃度及溫度 陶瓷泥漿的濃度越大，其含水率越低 ,生產(chǎn)單位成品干粉所需蒸發(fā)的水分就越少，即所需的熱量就越少。所以，增加陶瓷泥漿的濃度或降低其含水率，能減少噴霧干燥制粉的熱量消耗。但是增加陶瓷泥漿的濃度，又會影響到泥漿的流動性和粘度 ,不利于霧化?？梢酝ㄟ^加入陶瓷添加劑。 可提高泥漿的流動性，降低其粘度，改善霧化性能，有利于干燥速度的提高，降低了單位粉料的耗能量，達(dá)到了節(jié)能的效果。 （ 3）提高陶瓷泥漿的溫度 通過采用余熱或廢熱干燥泥漿等方式提高泥漿的溫度，能有效地降低泥漿的粘度，改善泥漿的霧化性能及預(yù)防泥漿堵塞噴嘴等。同時提高溫度后，陶瓷泥漿在噴霧干燥器內(nèi)不需經(jīng)過預(yù)熱階段，就能直接蒸發(fā)水分，從而降低了噴霧干燥制粉的熱量消耗。 （ 4）排出熱風(fēng)的循環(huán)利用 在陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥器制備為粉料的生產(chǎn)過程中，離開干燥器的熱風(fēng)（廢氣）通常經(jīng)除塵后，直接排入大氣中，大約損失噴霧干燥制粉生產(chǎn)工 序總熱量消耗的 1020%。當(dāng)離開干燥的熱風(fēng)（廢氣）溫度較高時，其熱量損失就更大了。若熱風(fēng)離開干燥器溫度高于100時，采用部分廢氣循環(huán)利用技術(shù)（如廢氣量的 50%作為循環(huán)利 36 用），噴霧干燥器可以節(jié)約燃料消耗 15%左右，甚至更高。 （ 5）利用熱交換器回收廢氣余熱 在陶瓷生產(chǎn)工藝中，大量的熱風(fēng)直接排放于大氣中，例如窯爐的廢氣排放，干燥塔的廢氣排放等。通過熱交換器將這些熱風(fēng)利用于對進(jìn)入熱風(fēng)爐的配送冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，可減少熱風(fēng)爐的能源消耗。由于板式換熱器的散熱面積大，換熱效率高，目前國內(nèi)外噴霧干燥器通常都是利用空氣 液體 空氣型板式換熱器回收廢氣余熱。例如，約 90的離塔熱風(fēng)通過板式換熱器后 ,廢氣可以冷卻到 45，排入大氣中，配送冷風(fēng)將被加熱到 65，此時可節(jié)約熱風(fēng)爐的能源消耗 25%左右。 （ 6）采用較好的塔體保溫層 一般干燥器損失熱量為 330%，在對干燥器散熱量進(jìn)行測定的基礎(chǔ)上，采用較好的塔體保溫層，可利用內(nèi)囊式塔體和外殼體抽真空隔絕的方法杜絕熱傳遞，減少熱損失，節(jié)約能源消耗。 （ 7）防止產(chǎn)品的過度干燥 應(yīng)嚴(yán)格地控制在所要求的含水量范圍內(nèi)，避免造成產(chǎn)品的過度干燥而增加能量消耗。 （ 8）安裝電磁自 動振動裝置，防止物料粘壁等。物料粘壁不僅造成被迫停產(chǎn)檢修，增加維修成本，并且在重新點火生產(chǎn)中又浪費了大量的能源。 37 4.3.2 少空氣快速干燥器 在陶瓷行業(yè)生產(chǎn)中，因其產(chǎn)品的不同所采用的工藝技術(shù)及裝備有所不同。陶瓷的原料制備可分為濕法制備、干法制備；成形可分為注漿成形、可塑擠壓成形和半干壓成形。傳統(tǒng)干燥設(shè)備由于熱風(fēng)與產(chǎn)品熱交換時間短即排出，造成產(chǎn)品干燥能耗高、干燥周期長、干燥不均，最終導(dǎo)致產(chǎn)品局部收縮不均而開裂。尤其是對衛(wèi)生陶瓷和高壓電瓷這類干燥周期特別長的大件產(chǎn)品，造成干燥開裂現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。隨著陶瓷 技術(shù)裝備的發(fā)展，近年來國外推出了少空氣快速干燥器，我國一些衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)該設(shè)備并已取得了較好的效果。該設(shè)備大大降低了干燥能耗和干燥周期，提高了產(chǎn)品的干燥合格率。 （ 1）設(shè)備適應(yīng)范圍和干燥原理 錯誤 !未找到引用源。 適用范圍 少空氣快速干燥器主要適用于衛(wèi)生陶瓷、電瓷和日用陶瓷等可塑和注漿成形產(chǎn)品坯體的干燥。該設(shè)備不受單件產(chǎn)品尺寸大小的限制，對于坯體厚度在 10 40mm，水分含量在 20以下的產(chǎn)品都適用，干燥后坯體水分可降至 0.4 l 。少空氣快速干燥最大的特點是能耗低 ，干燥周期短，坯體干燥十分均勻，不會因干燥不均而造成坯體開裂等現(xiàn)象。少空氣快速干燥器的熱源配置有熱風(fēng)發(fā)生系統(tǒng)，其采用的燃料為柴油、石油、煤氣和天然氣。整個干燥系統(tǒng)運行采用全自動控制。 錯誤 !未找到引用源。 干燥原理 38 生坯內(nèi)含水有 3 種： a 化學(xué)結(jié)合水，是坯料物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分；b 吸附水，是坯料顆粒所構(gòu)成的毛細(xì)管中吸附的水分； c 游離水，游離于坯料顆粒間，基本符合水的一般物理性質(zhì)。 生坯干燥時游離水極易排出，隨著周圍環(huán)境溫度和濕度的不同，吸附水有一部分在干燥過程中排出，干燥后生坯吸 附水的含量取決于坯料的組成和環(huán)境條件。在干燥過程中生坯水分排出可分為兩個方面：一方面由坯體表面蒸發(fā)水分?jǐn)U散到周圍介質(zhì)中的為外擴(kuò)散；另一方面由坯體內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面的為內(nèi)擴(kuò)散。內(nèi)外擴(kuò)散是傳質(zhì)過程，需要吸收能量。干燥過程可分為：預(yù)熱階段、等速恒溫干燥階段和降速干燥階段。最終達(dá)到干燥效果。 少空氣節(jié)能快速干燥器的干燥原理是：由熱風(fēng)爐或窯爐的余熱通過干燥器的外循環(huán)系統(tǒng)對干燥器進(jìn)行供熱操作，外循環(huán)的熱風(fēng)又通過干燥器的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)最終送到干燥器的箱體內(nèi)，對坯體進(jìn)行加熱、干燥。在合理的干燥制度下，通過干燥器的排放管 道間斷地對 外排放濕空氣或進(jìn)行坯體的冷卻，干燥原理如圖 10 所示。 圖 10 少空氣干燥原理圖 39 少空氣節(jié)能快速干燥器較傳統(tǒng)干燥器節(jié)能效果明顯。根據(jù)已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)顯示，少空氣干燥器的能耗是傳統(tǒng)干燥器的 1/3 1/4，所以對企業(yè)節(jié)能降耗、降低成本有相當(dāng)顯著的效果。 少空氣節(jié)能快速干燥器的干燥周期較傳統(tǒng)干燥方式對比有較大程度的縮短。數(shù)據(jù)顯示，少空氣干燥器的干燥周期是傳統(tǒng)干燥器的1/4 1/5，由于干燥周期的變化，干燥室的數(shù)量可以大幅度的減少。 少空氣節(jié)能快速干燥器的操作方式靈活、運行可靠。由于其配置了 溫度檢測功能，并有全自動控制系統(tǒng)進(jìn)行全周期的控制，完全可以實現(xiàn)無人化作業(yè)。在更換產(chǎn)品品種時，只需要相應(yīng)調(diào)整干燥的程序。 4.4 陶瓷燒成節(jié)能技術(shù) 4.4.1 高溫空氣燃燒技術(shù) （ 1）高溫空氣燃燒技術(shù)原理 高溫空氣燃燒技術(shù)是最新發(fā)展起來的先進(jìn)燃燒技術(shù)，具有高效節(jié)能和超低 NOx 排放等多種優(yōu)點，又被稱為環(huán)境協(xié)調(diào)型燃燒技術(shù)。該技術(shù)自問世起，立刻受到了西方發(fā)達(dá)國家的高度重視，其在加熱工業(yè)中的應(yīng)用得到迅速推廣，取得了舉世矚目的節(jié)能環(huán)保效益，其中最具代表性的是蓄熱式加熱爐技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。圖 11 為工作原理示 意圖，噴口對稱布置在爐子兩側(cè)，兩側(cè)的噴口交替進(jìn)行噴氣和排煙。 40 圖 11 蓄熱式燃燒工作原理示意圖 在 A狀態(tài)下鼓風(fēng)機(jī)的空氣經(jīng)換向系統(tǒng)分別進(jìn)入右側(cè)通道 ,而后由下向上通過蓄熱室。被蓄熱體預(yù)熱后的空氣從右側(cè)通道 (或燒嘴 )噴出并與燃料混合燃燒。燃燒產(chǎn)物對物料或爐體進(jìn)行加熱后進(jìn)入左側(cè)通道 (或燒嘴 )，在左側(cè)蓄熱室內(nèi)進(jìn)行熱交換將大部分熱傳給蓄熱體后，以 180以下的溫度進(jìn)入換向系統(tǒng)，經(jīng)排煙機(jī)排入大氣。 經(jīng)過半個換向周期以后控制系統(tǒng)發(fā)出指令，換向機(jī)構(gòu)動作，空氣換向或空氣、煤氣同時換向。將系統(tǒng)變?yōu)?B 狀態(tài) 。 此時空氣從 左側(cè)通道 (或燒嘴 )噴口噴出并與燃料混合燃燒，這時右側(cè)噴口 (或燒嘴 )作為煙道。在排煙機(jī)的作用下，使高溫?zé)煔馔ㄟ^蓄熱體后低溫排出，一個換向周期完成。單預(yù)熱助燃空氣時只有空氣經(jīng)過蓄熱室預(yù)熱，鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)換向閥蓄熱體蓄熱體空氣 煙氣圖中未示出煤氣換向系統(tǒng)A 狀 態(tài)B 狀 態(tài) 41 同時預(yù)熱助燃空氣和煤氣燃料時，另有一套和以上原理相同的蓄熱系統(tǒng)作為煤氣預(yù)熱。 當(dāng)助燃空氣通過一個燒嘴內(nèi)的蓄熱體進(jìn)行蓄熱時，另一個燒嘴充當(dāng)排煙的角色，排出的煙氣同時加熱該燒嘴內(nèi)的蓄熱體。也就是當(dāng)常溫空氣由換向閥進(jìn)入蓄熱室后，在經(jīng)過陶瓷蜂窩蓄熱體時被加熱，在極短時間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般比爐膛溫度低 50 100，這 還取決于蓄熱體的蓄熱容量和蓄熱速率），然后此高溫空氣以相當(dāng)高的速度噴入爐膛，進(jìn)而抽引周圍爐內(nèi)的氣體形成一股含氧量大大低于 21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時往稀薄高溫空氣附近注入燃料（燃油或燃?xì)猓?。這樣燃料即可在貧氧（ 2 21%）狀態(tài)下實現(xiàn)燃燒，經(jīng)過一定時間后爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過另一個蓄熱室排入大氣，爐膛內(nèi)高溫?zé)釤煔馔ㄟ^蓄熱體時將高溫?zé)煔獾臒崃看嬖谛顭狍w內(nèi)，然后以高于露點溫度 10 20的低溫排出煙氣。 （ 2）高溫空氣燃燒技術(shù)的特點 錯誤 !未找到引用源。 高溫預(yù)熱空氣燃燒 如前所述，陶瓷窯節(jié)能技術(shù)的 研究和改進(jìn)方向都是以回收廢氣中的顯熱，提高進(jìn)入爐窯的空氣溫度達(dá)到提高熱效率的目的。預(yù)熱空氣溫度越高，節(jié)能效果越顯著。 傳統(tǒng)燃燒具有從火焰?zhèn)鞑ブ猩傻撵o態(tài)火焰，且具有局部熾熱點，爐內(nèi)溫度分布不均。高溫預(yù)熱燃燒技術(shù)中預(yù)熱空氣溫度一般在800以上，甚至接近爐內(nèi)溫度達(dá)到 1000以上，在這種狀態(tài)下，會帶來以下一系列結(jié)果： 42 a 燃燒溫度的極大提高。按照國內(nèi)學(xué)者提出的工業(yè)爐應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)“高爐溫、煙溫、高余熱回收和低爐子惰性”的所謂“三高一低”理論，燃燒溫度的極大提高有利于實現(xiàn)加熱爐的工藝要求，但同時將大大提高 NOx 的生成 與排放。 b 只要燃料混合物進(jìn)入可燃范圍，就可以保證穩(wěn)定的燃燒。 c 燃料的蒸發(fā)、裂解、自燃等燃燒的全過程都得以加速進(jìn)行。 d 空氣溫度接近爐內(nèi)溫度，大大改善全爐溫度分布，使之趨于均勻。 e 可用燃料熱值范圍的適應(yīng)性擴(kuò)大。 f 提高了化學(xué)反應(yīng)速率和燃燒效率，強(qiáng)化了爐內(nèi)輻射換熱比例，使單位面積熱強(qiáng)度增加，裝置尺寸可以縮小。 （ 2）貧氧燃燒的火焰特征 傳統(tǒng)燃燒方法當(dāng)火焰溫度增加時，熱力 NOx 的生成量急劇上升。為了降低高溫燃燒帶來的高 NOx 排放，降低燃燒空間中氧的濃度，創(chuàng)造貧氧燃燒條件是比較經(jīng)濟(jì)有效的方式。圖 12 是低 NOx 燒嘴的工作原理圖。 圖 12 低 NOx 燒嘴的工作原理圖 43 超低 NOx 蜂窩狀蓄熱式燒嘴的原理是燃料分一次燃料和二次燃料兩路供入爐內(nèi)。一次燃料比二次燃料少得多，一次燃料的燃燒屬于富氧燃燒，在高溫條件下會很快完成，在流經(jīng)優(yōu)化設(shè)計