磚瓦行業(yè)隧道窯余熱發(fā)電

1、磚瓦行業(yè)煤矸石隧道窯余熱發(fā)電發(fā)布日期： 2022-05-24 瀏覽次數(shù)： 186導(dǎo)言： 近年來(lái)，一方面， “限電停產(chǎn) 在一些省市和地區(qū)漸成常態(tài)，拉閘限電現(xiàn)象的加劇致使 一些工廠陷入危機(jī)。而對(duì)于今年，有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為有可能是自 2004 年大缺電以來(lái)最困難的一 年，目前煤炭漲價(jià)與電網(wǎng)建設(shè)滯后加劇 “電荒困局 ；另一方面，余熱發(fā)電技術(shù)在水泥等建材 行業(yè)開(kāi)展迅猛，余熱發(fā)電所產(chǎn)生的效益對(duì)企業(yè)的影響日益明顯。余熱發(fā)電在磚瓦行業(yè)的應(yīng)用開(kāi)展雖然相對(duì)緩慢， 但目前也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。 資料顯示， “隧 道窯余熱發(fā)電裝置 技術(shù)對(duì)煤矸石等原料熱值較高的磚廠尤其適用，可有效地?fù)Q取高溫帶多 余的熱量， 對(duì)磚瓦企業(yè)提高產(chǎn)量

2、有明顯效果。 由于各企業(yè)的生產(chǎn)情況千差萬(wàn)別， 假設(shè)選用余 熱全部用于發(fā)電的方案，可滿足磚廠70100%的用電量。煤矸石與隧道窯我國(guó)每年煤矸石的排放量相當(dāng)于當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的 10%-15% ，煤矸石年產(chǎn)量已到達(dá) 3億多噸。截止到 2022 年底，我國(guó)煤炭系統(tǒng)共有煤矸石磚廠近 2000 家。除現(xiàn)已投產(chǎn)的煤矸石生產(chǎn)線 以外，四川、山西、山東、河北等地還將陸續(xù)新建一批煤矸石空心磚生產(chǎn)線，新建的制磚廠 規(guī)模比擬大，在 6000 萬(wàn)塊 -16000 萬(wàn)塊之間，普遍采用了隧道窯生產(chǎn)技術(shù)。隧道窯燒結(jié)制磚工藝以產(chǎn)量大、 能耗低、 自動(dòng)化程度高、 產(chǎn)量質(zhì)量穩(wěn)定、窯爐燒成參數(shù)可控 等特點(diǎn)， 已成為當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的制

3、磚工藝之一。 世界各國(guó)對(duì)隧道窯余熱利用技術(shù)的研究 和應(yīng)用主要是把少量余熱用于磚坯枯燥、加熱空氣用于助燃或加熱成80 C左右熱水供磚瓦企業(yè)內(nèi)部冬季供暖和職工洗浴等用途，余熱利用效率較低。余熱發(fā)電大背景最近十多年，政府加大了淘汰落后產(chǎn)能的力度，在鋼鐵、電力、冶金、化工、化肥、水泥等 行業(yè)大規(guī)模的推廣先進(jìn)工藝和技術(shù)， 淘汰中小規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)， 使這些行業(yè)的能耗或經(jīng)濟(jì)指 標(biāo)到達(dá)或領(lǐng)先國(guó)際先進(jìn)水平。2022 年，政府又把磚瓦行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能工作提上了日程，將淘汰中小型輪窯等能耗高、 自動(dòng)化程度低的燒結(jié)磚生產(chǎn)企業(yè)， 在全國(guó)范圍內(nèi)推廣闊中型隧道窯制磚生產(chǎn)技術(shù)， 推動(dòng)磚瓦 行業(yè)的節(jié)能減排工作，提高磚瓦行業(yè)的技

4、術(shù)水平?？尚行詧?bào)告據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止 2022 年，我國(guó)磚瓦生產(chǎn)企業(yè)有近 7 萬(wàn)家，從業(yè)人員達(dá) 600 多萬(wàn)人，其 中絕大多數(shù)為臨時(shí)工，年產(chǎn)總量約 10000 億多塊 折標(biāo)磚 。我國(guó)磚瓦企業(yè)組成：截止 2022 年，全國(guó)磚瓦企業(yè) 7 萬(wàn)家左右，其中： 6000 萬(wàn)塊以上的占1% ; 5000萬(wàn)6000萬(wàn)塊的占3% ; 3000萬(wàn)5000萬(wàn)塊的占30% ; 1000萬(wàn)3000萬(wàn)塊 的占 21% ； 1000 萬(wàn)以下的小型企業(yè)占 45% 。我國(guó)磚瓦企業(yè)開(kāi)展分析：年產(chǎn) 5000 萬(wàn)塊以上的中大型企業(yè)在逐年增加，年產(chǎn) 3000 萬(wàn)以下 的中小企業(yè)呈下降趨勢(shì)。制磚機(jī)械設(shè)備原料破碎處理已采用雷蒙磨或立磨；

5、 原料精細(xì)處理已采用集攪拌、 混合、 凈化為一體的圓盤(pán) 篩式喂料機(jī)或輪碾機(jī)或攪拌擠出機(jī)混練；真空擠出機(jī)及配套設(shè)備；機(jī)械手碼窯系統(tǒng)；自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；大斷面平頂隧道窯；燃燒系統(tǒng)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；機(jī)械手卸磚系統(tǒng)隧道窯分為余熱帶、焙燒帶、保溫帶、冷卻帶。、大斷面平頂隧道窯，設(shè)有抽熱系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系 統(tǒng)，通過(guò)對(duì)這些系統(tǒng)的調(diào)整，使窯內(nèi)的焙燒制度更趨合理。煤矸石與余熱發(fā)電我國(guó)的煤矸石產(chǎn)量：我國(guó)每年煤矸石的排放量相當(dāng)于當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的10%至 1 5% 。煤矸石年產(chǎn)量已到達(dá) 3 億多噸，目前已累計(jì)堆放煤矸石 50 多億噸。截止到 2022 年底我國(guó)煤炭系統(tǒng)共有煤矸石磚廠近 200

6、0 家。四川、山東、河南、北京、遼 寧、吉林等地都擁有一批大型骨干企業(yè)， 市場(chǎng)開(kāi)展也相對(duì)成熟， 近幾年新建的生產(chǎn)線普遍提 高了機(jī)械化和自動(dòng)化程度， 提高了生產(chǎn)線的技術(shù)含量， 產(chǎn)品以承重和非承重空心磚為主， 實(shí) 現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)。除現(xiàn)已投產(chǎn)的煤矸石生產(chǎn)線以外，四川、 山西、山東、河北等地還將陸續(xù)新建一批煤矸石空 心磚生產(chǎn)線，新建的制磚廠規(guī)模比擬大，在 6000 萬(wàn)塊16000 萬(wàn)塊之間，普遍采用了隧道 窯生產(chǎn)技術(shù)。隧道窯余熱發(fā)電技術(shù) 內(nèi)燃或超內(nèi)燃制磚技術(shù)的局部在焙燒帶未燃盡的燃料在冷卻帶繼續(xù)燃燒對(duì)制品會(huì)產(chǎn)生危害， 同時(shí)產(chǎn)生的熱量也未得到很好的利用，煤矸石制磚余熱發(fā)電技術(shù)解決了上述問(wèn)題。工程

7、采用的技術(shù)是窯頂輻射換熱 將余熱蒸汽機(jī)鍋爐安裝在隧道焙燒窯冷卻段的上方， 從 隧道窯冷卻段換取余熱，將水變成高溫高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?！八淼栏G余熱發(fā)電裝置 技術(shù)對(duì)煤矸石等原料熱值較高的磚廠尤其適用 , 可有效地?fù)Q取高溫帶 多余的熱量， 對(duì)磚瓦企業(yè)提高產(chǎn)量有明顯效果。 由于各企業(yè)的生產(chǎn)情況千差萬(wàn)別， 假設(shè)選用 余熱全部用于發(fā)電的方案，可滿足磚廠70100%的用電量。對(duì)于受電網(wǎng)各種因素停電而影響生產(chǎn)的磚廠而言， “隧道窯余熱發(fā)電裝置 那么能徹底解決因電網(wǎng)停電影響生產(chǎn)的問(wèn)題。余熱發(fā)電前景我國(guó)的制磚行業(yè)擁有近 10000 億折標(biāo)準(zhǔn)磚的產(chǎn)量近 7 萬(wàn)家企業(yè)，行業(yè)今后的技術(shù)開(kāi)展 將會(huì)積極的推

8、動(dòng)這一技術(shù)的應(yīng)用我國(guó)制磚行業(yè)將會(huì)淘汰落后的目前約占行業(yè)90% 的輪窯生產(chǎn)企業(yè)，開(kāi)展先進(jìn)的隧道窯制磚企業(yè)，余熱發(fā)電技術(shù)在制磚行業(yè)推廣將有無(wú)限的前景：1 、我國(guó)政府相應(yīng)的扶持政策必將會(huì)出臺(tái)，同時(shí)相應(yīng)的技術(shù)法規(guī)必將會(huì)向余熱發(fā)電技術(shù)方面 調(diào)整，如余熱發(fā)電將會(huì)列入燒結(jié)磚瓦廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和燒結(jié)磚瓦廠節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2、余熱發(fā)電技術(shù)在全球制磚行業(yè)是比擬超前的，這一技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)帶動(dòng)全球制磚行業(yè) 的節(jié)能減排，對(duì)全球環(huán)境和減排做出奉獻(xiàn)。技術(shù)簡(jiǎn)介在隧道窯余熱利用的過(guò)程中，大局部企業(yè)一般是把 5001000 C的熱量降到500 C以下后再通過(guò)換熱裝置回收余熱， 雖然能源的總量沒(méi)有改變， 但卻降低了余熱的品位， 損失了大

9、量高 品位余熱 ,導(dǎo)致余熱再利用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)降低，余熱回收的本錢(qián)加大，余熱利用的效率也隨之 較低，同時(shí)也造成大量的能源浪費(fèi)和熱源污染。將隧道窯高品位余熱200500 C的排煙余熱和 3001000 C的產(chǎn)品冷卻余熱收集轉(zhuǎn)化 為價(jià)值更高的蒸汽能源或電力能源，而品位較低、余熱鍋爐利用價(jià)值不高的余熱100250 C再用于磚坯枯燥，那么既可滿足生產(chǎn)的需求，充分利用好現(xiàn)有枯燥設(shè)備，并可提高建 材企業(yè)隧道窯余熱利用的價(jià)值和效率。隧道窯制磚燒成溫度范圍一般是9501100 C,并且要維持 5個(gè)車(chē)位左右的高溫點(diǎn)才能保證磚的質(zhì)量。如果窯內(nèi)沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定的高溫帶就會(huì)影響窯爐正常運(yùn)行，甚至產(chǎn)生窯溫下降、 滅窯等問(wèn)題。同

10、時(shí)窯內(nèi)溫度也不能太高，長(zhǎng)期超過(guò)1100 C運(yùn)行，必然會(huì)影響窯爐的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生塌窯等影響窯爐平安的問(wèn)題。 余熱鍋爐的布置應(yīng)靠近高溫帶， 一旦發(fā)現(xiàn)有超溫 現(xiàn)象， 可以在較短時(shí)間內(nèi)頂車(chē)移至換熱器底部， 保證窯爐平安。 焙燒窯的產(chǎn)量直接關(guān)系著企 業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益， 同時(shí)也是決定余熱利用效益的關(guān)鍵。 送入焙燒窯的磚坯就相當(dāng)于鍋爐燃燒的 煤，當(dāng)產(chǎn)量越大時(shí)， 進(jìn)入窯內(nèi)的磚坯也越多， 進(jìn)入窯內(nèi)的熱量也越多， 安裝余熱鍋爐后產(chǎn)汽 量也就越大，余熱利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也就越高。適用企業(yè) 隧道窯余熱發(fā)電裝置專(zhuān)利技術(shù) (ZL202220078878.1) 適用于內(nèi)燃或外燃所有類(lèi)型的隧道窯余 熱綜合利用。 把余熱鍋爐收集余

11、熱產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送到凝汽式、 抽汽凝汽式或背壓式汽輪發(fā) 電機(jī)組發(fā)電，根據(jù)各磚瓦企業(yè)的規(guī)模、實(shí)際產(chǎn)量、 具體需求等條件全部發(fā)電或局部發(fā)電?？?供選擇的隧道窯余熱利用方案如下：1、凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電：實(shí)際在6000 萬(wàn)標(biāo)磚 / 年或以上且無(wú)用汽需求的磚瓦企業(yè)。2、抽凝式汽輪機(jī)發(fā)電：實(shí)際在6000 萬(wàn)標(biāo)磚 / 年以上且周?chē)杏闷坎环€(wěn)定熱用戶如冬季供暖、夏季制冷、蒸壓釜制磚或大中型煤礦職工洗浴等的磚瓦企業(yè)。3、背壓式汽輪機(jī)發(fā)電：實(shí)際在6000 萬(wàn)標(biāo)磚 / 年以上且周?chē)羞B續(xù)穩(wěn)定熱用戶如污泥等物料枯燥、化工制藥用汽等的磚瓦企業(yè)。4、市政污泥干化發(fā)電：鄰近城市污水處理廠的磚瓦企業(yè)。5、供汽：實(shí)際在 400

12、0 萬(wàn)標(biāo)磚 / 年以下的磚瓦企業(yè)。隧道窯余熱發(fā)電裝置 技術(shù)對(duì)煤矸石等原料熱值較高的磚廠尤其適用。由于各企業(yè)的生產(chǎn)情 況千差萬(wàn)別，假設(shè)選用余熱全部用于發(fā)電的方案，可滿足磚廠70100%的用電量。對(duì)于受電網(wǎng)各種因素停電而影響生產(chǎn)的磚廠而言， 本技術(shù)那么能徹底解決因電網(wǎng)停電影響生產(chǎn)的問(wèn)題。隧道窯余熱發(fā)電系統(tǒng)熱工計(jì)算分析絕對(duì)壓力飽和蒸汽：水溫c、汽溫49 C，汽化潛熱絕對(duì)壓力1Kg/cm2飽和蒸汽：水溫C、汽溫C，汽化潛熱以一條年產(chǎn)億煤矸石頁(yè)巖多孔磚KP1丨燒結(jié)生產(chǎn)線為例，日產(chǎn)18萬(wàn)塊，每小時(shí)產(chǎn)7500塊， 90 磚單塊干坯的重量。1、 每小時(shí)隧道窯可利用的余熱量為：Q1 = 0.92猱500 3.5

13、4 )(950-200) = 1.832氷07kJ/h2、 鍋爐產(chǎn)汽量 Qzq=Q1. n1- a pb /(hsh-hfw) = 1.832 107 0.9 1-1%/(3235-104.5) =5214(Kg/h)3、發(fā)電量 W = 930KW余熱發(fā)電系統(tǒng) 1、水處理系統(tǒng)： 原水先通過(guò)反滲透裝置、 混床進(jìn)行處理， 去除水中鈣、 鎂、 氯等陰陽(yáng)離子， 使水的硬度小于 5微克當(dāng)量 /升，防止余熱鍋爐和熱力系統(tǒng)內(nèi)管道設(shè)備結(jié)垢而影響機(jī)組平安 運(yùn)行。2、隧道窯余熱鍋爐系統(tǒng)：包括汽包、蒸汽發(fā)生器、過(guò)熱器等設(shè)備，其作用是在不影響隧道窯正常生產(chǎn)的前提下將隧道窯產(chǎn)品冷卻釋放的熱量轉(zhuǎn)化為過(guò)熱蒸汽壓力、溫度350450 C的熱量。3、熱工監(jiān)控系統(tǒng)： 根據(jù)換熱裝置的布置情況分別設(shè)置溫度、 壓力、水位、流量等熱工儀表 就 地表計(jì)和遠(yuǎn)傳表計(jì) ，以及高限和低限聲光報(bào)警和自動(dòng)控制調(diào)節(jié)設(shè)備，對(duì)設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行 收集。并將信號(hào)傳輸至集控室中心處理，實(shí)