【摘 要】目前，磚廠制磚窯爐的余熱利用屬于空白?，F(xiàn)在國內(nèi)窯爐余熱利用，采用安裝制氣鍋爐以及發(fā)電等手段。制磚窯的余熱利用考慮安裝制氣鍋爐，該項目完成后，可創(chuàng)造年產(chǎn)值600余萬元，利潤500余萬元，有效降低職工工作場所的溫度，改善職工工作環(huán)境?？墒蛊髽I(yè)制磚產(chǎn)品降低成本，有效占領(lǐng)產(chǎn)品市場。使產(chǎn)品出窯時的溫度有效降低，提高卸磚速度，增加產(chǎn)量。為企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，起到良好的推動作用。課題屬國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)政策支持，初步論證年可節(jié)約11000噸煤，可降低窯尾溫度，該項目可申請國家政策節(jié)約獎勵300余萬元。

【關(guān)鍵詞】余熱利用；制氣鍋爐；技術(shù)；產(chǎn)業(yè)支持；研究

1.制磚窯產(chǎn)生的余熱

由于國內(nèi)對隧道窯余熱利用技術(shù)的研究起步較晚，余熱利用率較低，除少量余熱利用磚坯干燥外，隧道窯大部分產(chǎn)品冷卻熱量直接廢棄，從而造成大量的能源浪費和熱源污染。

針對焙燒窯發(fā)熱量高，高溫帶分布過長等具體情況，通過余熱鍋爐將窯內(nèi)多余的熱量吸收，用于礦區(qū)職工洗浴，冬季生活供暖，為窯爐溫度控制、提高產(chǎn)量創(chuàng)造有利條件；同時可以大幅度減少熱源污染的程度，充分發(fā)揮窯爐余熱的最大經(jīng)濟效益、社會效益。

隨著國家對經(jīng)濟增長方式的調(diào)整，即不以犧牲環(huán)境為代價來發(fā)展經(jīng)濟，走清潔生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的道路，國家對環(huán)境保護和節(jié)能工作的重視程度不斷增加，對工礦企業(yè)節(jié)能情況、能源消耗情況更加關(guān)注的情況下，清潔生產(chǎn)的開展，節(jié)能降耗成為一個企業(yè)發(fā)展、壯大并走向成功的必經(jīng)之路。磚廠每天生產(chǎn)過程中廢棄的熱量對廠區(qū)工作環(huán)境、生活造成了一定的影響，已不能滿足保護環(huán)境、清潔生產(chǎn)和節(jié)能的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，給企業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來了非常大的壓力。

隧道窯余熱制汽項目是國家重點支持的技改項目，是企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要手段，對降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的市場競爭力、提升企業(yè)的形象具有重要的作用。

2.余熱制氣鍋爐

2.1余熱制氣鍋爐技術(shù)研究

為了對焙燒窯尾部的余熱加以利用，6.9米寬的兩條制磚窯可上馬兩臺低壓余熱蒸汽鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽供礦區(qū)職工洗浴使用。一臺低壓余熱鍋爐的蒸發(fā)量為2.5噸。根據(jù)對同規(guī)模矸石磚廠余熱鍋爐的調(diào)研，確定安裝總規(guī)模為5.0t/h。兩條窯分別安裝一臺2.5t/h余熱鍋爐，同時建設(shè)配套的蒸汽管網(wǎng)。

2.2余熱制氣鍋爐結(jié)構(gòu)及工作原理

為了對焙燒窯尾部的余熱加以利用，6.9米寬的兩條制磚窯可上馬兩臺低壓余熱蒸汽鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽供礦區(qū)職工洗浴使用。每臺低壓余熱鍋爐的蒸發(fā)量為2.5噸。目前冬季每小時用汽量為25噸，夏季每小時用汽量為8噸，春、秋兩季每小時用汽量為15噸，因此，磚廠產(chǎn)生的余熱能夠被全部利用。通過多次調(diào)研生產(chǎn)廠家及用戶，認(rèn)為采用低壓余熱鍋爐價格低，性能可靠，生產(chǎn)周期短，能夠滿足需要。因此，決定選用余熱鍋爐形式，收集余熱利用。

目前制磚窯爐的冷卻帶溫度高達900℃以上，磚坯出窯時溫度高達300℃以上，這么高的溫度，嚴(yán)重影響了卸磚，加之有些單位卸車位少，自然冷卻時間長，窯車循環(huán)速度慢，因此生產(chǎn)效率很低，一直不能達到預(yù)期的產(chǎn)量，這些大量的熱能不能有效利用，既造成大量的浪費，又制約生產(chǎn)，由于熱值高，造成車間環(huán)境溫度升高，給職工的生產(chǎn)、工作環(huán)境帶來嚴(yán)重影響，過高的溫度又會大大降低窯爐的使用壽命。

（注：采用制磚窯溫度實際運行變化圖）

2.3 余熱制氣鍋爐安裝技術(shù)參數(shù)

2.3.1鍋爐主要技術(shù)參數(shù)

設(shè)計蒸發(fā)量：2.5噸 鍋筒規(guī)格：?900×12 集箱規(guī)格：?273×8

受熱面管子：?51×3 受熱面面積：125m2

2.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

在結(jié)構(gòu)上我們改進吸收原有的設(shè)計模式，在制磚窯頂橫向布置受熱面，這樣便于布置受熱面和鍋爐安裝改造，并對其不足之處進行了改造，原設(shè)計的鍋爐水循環(huán)為左側(cè)下降管，右側(cè)為上升導(dǎo)汽管，中間布置一組受熱面，經(jīng)過改進，我們將左右設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)形式，每側(cè)布置4根下降管，7根上升導(dǎo)氣管，中間交叉布置兩組受熱面，這樣，鍋爐的結(jié)構(gòu)更加合理。單位長度可大幅增加鍋爐受熱面。在鍋爐的進口部位，為了降低磚車的穩(wěn)定驟降對燒結(jié)磚質(zhì)量的影響，適量增加鍋爐集箱長度，減少受熱面布置的密度。

磚車經(jīng)過鍋爐后，都有一個表面溫度上升的過程，為了有效利用這一部分熱量，可增加尾部給水余熱蛇形管，廠內(nèi)彎制，現(xiàn)場施工，根據(jù)爐窯的斷面形式懸吊于窯頂。

2.3.3鍋爐的受熱面設(shè)計

因制磚窯冷卻段的物料溫度低于900℃，因此鍋爐的受熱面設(shè)計上不能偏于保守，受熱面設(shè)計小的話，正常運行時，達不到鍋爐設(shè)計蒸發(fā)量，冷卻段的熱量也不能有效的吸收，磚車在冷卻段冷卻時間長，起不到好的作用。因此，我們一方面將受熱面增加到120～130㎡，另一方面增加尾部給水預(yù)熱管，確保鍋爐有足夠的出力，達到投資效益的最大化。

2.3.4鍋爐附件配置要求自動控制方面

余熱鍋爐與其它鍋爐的運行不同，煤矸石制磚窯與鍋爐連為一體，一旦運行起來，余熱鍋爐就不能停，這樣，對鍋爐各配套設(shè)備，以及自動控制方面提出了更高的要求，所以各方面全部采用高端的配置。每臺爐上配備兩只普通水位計，兩只雙色水位計，水位控制部分采用浮球式傳感器，鍋爐閥門配置2.5Mpa等級的閥門，一次儀表采用高等級儀表，電控柜采用南京仁泰鍋爐自控設(shè)備有限公司的電腦控制，可對四臺鍋爐同時采用集中控制，鍋爐的運行壓力、溫度參數(shù)數(shù)字顯示，可實現(xiàn)鍋爐的低水位控制和高水位報警。煤矸石制磚窯的余熱鍋爐大都距控制室較遠(yuǎn)，因此除進行控制鍋爐正常運行外，還對每臺鍋爐的兩個雙色水位計進行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。

2.3.5余熱鍋爐補給水處理系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)出力的計算。

生產(chǎn)供汽損失：5.0t/h

鍋爐排汽損失：1×5×2%=0.1t/h

鍋爐汽水損失：1×5×2%=0.1t/h

鍋爐補給水量：5+0.1+0.1=5.2t/h

因此，確定化學(xué)軟水站出力為6t/h。

（2）擬定主要設(shè)備選型。

軟化水系統(tǒng)采用鍋爐廠配套的鈉離子交換器。水處理能力6t/h。

2.4實施效果

項目的研究成果不但可以直接應(yīng)用于磚廠，有著很好的應(yīng)用前景，經(jīng)濟效益顯著。

經(jīng)初步分析，項目計算期內(nèi)，每年可節(jié)約標(biāo)煤5913噸，減少排放二氧化碳15492.06噸，二氧化硫50.26噸。年平均節(jié)能收入為604.44萬元，投資回收期為0.61年。項目具有較好的財務(wù)盈利能力，投資風(fēng)險小，增長效益穩(wěn)定。

3.結(jié)論

本項目是在國內(nèi)多套矸石隧道窯余熱鍋爐裝置設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)近年來的實際運行經(jīng)驗，在穩(wěn)妥可靠的前提下進行改進和提高，技術(shù)裝備立足于國產(chǎn)化。通過完善及改進工藝，改進設(shè)備結(jié)構(gòu)及材質(zhì)，使本余熱利用裝置的技術(shù)與裝備達到國內(nèi)先進水平。力爭該裝置技術(shù)上更穩(wěn)妥、性能上更可靠、操作上更方便、投資更省。本項目在環(huán)境保護、勞動安全方面采用了行之有效的措施，可以達到國家劃定的要求。項目投產(chǎn)后經(jīng)濟效益明顯，同時環(huán)境效益和社會效益是巨大的，在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是可行的。

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