郭健

（廣東博德精工建材有限公司，佛山528000）

1 前言

作為高污染、高耗能的陶瓷行業(yè)，窯爐占到陶瓷廠總耗能的50%以上。因此，針對輥道窯的節(jié)能管理尤為重要，本文主要從以下幾個方面進行探討：

（1）輥道窯能耗影響因素

（2）建立輥道窯數(shù)據(jù)庫

（3）輥道窯節(jié)能管理

2 輥道窯能耗影響因素

輥道窯是一條中空窯，現(xiàn)主要采用水煤氣作為燃料，影響能源消耗的因素眾多，如：產(chǎn)品結(jié)構規(guī)格變動、操作人員的調(diào)節(jié)手法、水煤氣質(zhì)量等等。下面逐一進行分析，并為建立輥道窯數(shù)據(jù)庫提供基礎，為輥道窯節(jié)能管理打好基石。

①輥道窯水煤氣耗用計算原則

原則一：必須按照水煤氣熱值進行計算。因為在水煤氣制造過程中，有諸多影響因素造成熱值波動，一般在1450～1550 Kcal。如按立方進行水煤氣耗用計算，若熱值差80 Kcal，則能耗誤差達到5.5%。

原則二：水煤氣計量必須考慮溫度參數(shù)。例如兩個煤氣流量表中的水煤氣溫度相差20℃，在同一壓強下二表之間的氣體密度相差為7.326%（公式為20÷273），說明溫度高的煤氣表在1 m3煤氣熱值中比溫度低的少7.326%的可燃氣體量。

②溫度曲線

當升溫曲線提高，增加了排煙溫度，帶走了更高的熱量而造成熱損失。根據(jù)水煤氣燃料在爐膛不同溫度下的熱量利用率（如下表1）。

從上述表中反應窯內(nèi)升溫曲線變動面產(chǎn)生能耗的波動。舉例煤氣低熱值按1500 Kcal/m3計算，升溫曲線按1000～1100℃為例，其溫度相差100℃，能耗相差12.5%。例如：在輥道窯上升溫曲線每個區(qū)段上，下槍各升5℃，如按10個區(qū)段計算，合計為升高100℃，其增加能耗約1.0×0.125=12.5%。

③壓力曲線

根據(jù)圖1、2，無論正壓或負壓過大均會造成大量熱量損失。舉例，當窯內(nèi)壓力為-10 Pa時，即可產(chǎn)生吸入風速3 m/s（閘板開口面積 78 cm2），熱損失 14 w，相當于12.04 Kcal/s；窯內(nèi)壓力為正10 Pa時，溢出煙氣熱損失40 w，相當于34.4 Kcal/s。正因為窯壓直接影響著窯爐能耗，因此，窯壓數(shù)據(jù)的測量至關重要，提供下述壓力監(jiān)測方案（見圖3）。在燒成帶零壓點窯爐上、下各布置一個測壓點，預熱帶第一組底槍前一區(qū)位置輥上布置一個測壓點，急冷帶與燒成帶之間靠燒成帶一側(cè)窯爐上布置一個測壓點。壓力監(jiān)測可采用斜管微壓計或智能微差壓變送器均可。

圖1 爐內(nèi)壓力與熱損失的關系

圖2 爐內(nèi)壓力為不同負值時的空氣吸入速度

圖3 窯壓監(jiān)控方案

④助燃空氣量與排煙溫度

圖4 熱效率與過?？諝庀禂?shù)、排煙溫度的關系

根據(jù)圖4，助燃風的系數(shù)在排煙溫度同等條件下，系數(shù)1.2與1.6相比，兩者熱效率差距較大。因此，應定期測量輥道窯的爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)。爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)測量點的選擇建議定在預熱帶第一組底槍前一區(qū)位置。

⑤其它影響因素

輥道窯能耗影響因素除了上述幾個外，還有其它眾多影響因子，如：產(chǎn)品類型、產(chǎn)品配方、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)量（窯速）、窯爐空間結(jié)構、保溫效果、燃燒系統(tǒng)等等。

經(jīng)上述分析，輥道窯能耗評估不能簡單的進行一兩項對比，應綜合評估。為此，建立輥道窯數(shù)據(jù)庫對企業(yè)窯爐節(jié)能管理有著積極的作用。

3 建立輥道窯數(shù)據(jù)庫

通過不斷地采集輥道窯數(shù)據(jù)（具體見下表2），并使用EXCEL軟件進行匯總分析，評估輥道窯運行能耗水平，并提出輥道窯節(jié)能改進措施。

表2 輥道窯數(shù)據(jù)采集表

當然，采集上述數(shù)據(jù)相對繁瑣，但經(jīng)過日積月累，對窯爐各類產(chǎn)品的溫度制度、壓力制度、燃燒狀況、能耗水平等具有一個較清晰的數(shù)據(jù)概念，并可實時進行各類參數(shù)類比，以發(fā)現(xiàn)不同窯爐之間的能耗水平差異，并進行適當調(diào)整或進行必要的節(jié)能技改，以達到節(jié)約窯爐能耗的目的。

4 輥道窯節(jié)能管理

企業(yè)通過建立輥道窯運行數(shù)據(jù)庫，經(jīng)不同窯爐或同一窯爐不同工況條件下進行各種對比分析，可得出輥道窯爐節(jié)能管理的關鍵在于溫度、壓力和含氧量三項的管控。無論窯爐如何調(diào)節(jié)，最終均會體現(xiàn)在溫度、壓力、含氧量三項的變動。那么怎樣的升溫曲線、正負壓、含氧量符合節(jié)能要求呢？這個較難確定，由于不同企業(yè)的輥道窯結(jié)構差距較大、生產(chǎn)產(chǎn)品類型千差萬別，導致升溫曲線、正負壓難以確定一個量化標準，但是可以確定一個定性的標準。升溫曲線以平穩(wěn)速率升溫為主；正負壓當然越低越好；氧化氣氛輥道窯預熱帶第一組底槍前一區(qū)位置含氧量建議控制在8%以下。

另通過對輥道窯數(shù)據(jù)及必要的測試分析，建議企業(yè)作如下的節(jié)能管理：

①與早期的窯爐比較，當前陶瓷生產(chǎn)企業(yè)均采取加長、加寬窯爐達到提高生產(chǎn)能力，但很多窯爐助燃風量難以調(diào)節(jié)到最佳，含氧量普遍偏高。因此，建議對燃燒狀態(tài)進行監(jiān)控，即對窯壓與含氧量進行監(jiān)控。若有條件的可以對窯爐噴槍進行配風現(xiàn)場測試試驗，以進一步確定現(xiàn)有噴槍配風是否達到最佳。若含氧量較高，可對燃燒系統(tǒng)進行改進，引入燃燒較充分的半預混燃燒系統(tǒng)。

②通過建立企業(yè)內(nèi)部輥道窯數(shù)據(jù)庫，可經(jīng)常對同一窯爐或不同窯爐進行數(shù)據(jù)對比，并通過窯爐標準化調(diào)節(jié)（務必掌握廢煙量與抽煙量的平衡）以達到窯爐最佳節(jié)能運行參數(shù)；同時也方便與外界窯爐參數(shù)進行類比，以挖掘窯爐哪些可以進行改善，以進一步節(jié)約窯爐能耗。

③舊窯爐由于運行年限較長，中高溫區(qū)窯墻窯頂保溫效果差，建議對窯內(nèi)三面進行高溫節(jié)能涂料改造，以增強熱輻射及保護窯墻窯頂。

參考文獻

[1]全國能源基礎和管理標準化技術委員會，熱工基礎，機械工業(yè)出版社，2002年.

[2]孫晉濤.硅酸鹽工業(yè)熱工基礎[M]，武漢工業(yè)大學出版社，1992年.

[3]于麗達,陳慶本.陶瓷設備熱平衡計算 [M].輕工業(yè)出版社,1990.