枫溪瓷区燃气隧道窑热平衡测试结果分析

1、枫溪瓷区燃气隧道窑热平衡测试结果分析摘要：本文对目前枫溪瓷区用于日用瓷、工艺瓷、卫生瓷生产的燃 气隧道窑展开热平衡测试，对检测结果进行了综合分析，探讨了其节能途 径。分析表明：冃前枫溪瓷区燃气隧道窑单位产品烧成能耗在国内同行业 中居于先进行列，但窑炉热效率和余热利用率还有待进一步提高，还需在 余热回收、控制空气过剩系数、提高助燃空气温度、合理选择窑车耐火材 料与加强窑体保温等方血加强节能。关键词：隧道窑热平衡 检测 节能 途径1引言窑炉是陶瓷生产能耗最大的设备，一般陶瓷产品烧成能耗占整个陶 瓷生产总能耗的70%80%；在陶瓷生产成本构成中，产品烧成能耗成本占 企业生产总成本的40%左右。窑炉的

2、热平衡检测是对正常运行中窑炉的设 备性能、烧成控制的综合评定。通过对进出隧道窑的物料、热量收支项目 进行检测，客观反映出窑炉的单位产品能耗、窑炉的热效率、余热利用等 技术指标，并通过热量分布情况为提高热效率、减少热损失、节约能源提 供科学依据，对陶瓷烧成节能技术研究有着重要的指导作用。笔者在枫溪 瓷区日用陶瓷、陈设工艺陶瓷和卫生陶瓷企业屮各选择一条燃气隧道窑， 展开系统的热平衡测试，并根据检测数据进行综合分析，探讨了其燃气隧 道窑的节能途径。2测试方法及其设备2. 1测试的技术标准依据陶瓷工业窑炉热平衡、热效率测定与计算方法 （gb/t23459-2009）进行测试。2. 2计算单位计算单位采

3、用国家法定计量单位（si）,以环境温度为温度基准，物 料基准为1?k （产品）。23测试使用的仪器设备测试使用的仪器设备如表1所示。3测试结果3. 1窑炉主耍技术参数窑炉的主要技术参数见表2。3. 2热平衡测试结果热平衡测试结果见表3。4热平衡测试结果讨论4.1单位产品烧成能耗日用瓷隧道窑单位产甜烧成能耗为0. 547?kco/?k,烧成产品综合能 耗0. 684?kce/?k,对照日用陶瓷单位产品能耗限额(db44588-2009), 低于现有fi用陶瓷单位产品能耗限额。h用瓷一次烧成产品综合能耗w 0. 8?kce/?k的限额值，基本达到新建的日用陶瓷生产企业一次烧成产品综 合能耗wo.

4、680?kce/?k的准入值。工艺瓷隧道窑单位产品烧成能耗为0514?kco/?k瓷,烧成产品综合 能耗w0.643?kce/?k。工艺瓷是二次烧成产品，对照陈设艺术陶瓷单位 产品能源消耗限额(db44/587-2009),低于陈设艺术瓷二次烧成产品综 合能耗wo. 9?kce/?k的先进值。卫生瓷隧道窑单位产品烧成能耗为0. 163?kce/?k瓷，烧成产品综合 能耗为0. 262?kce/?k,即4767. 47kj/?k瓷。对照建筑卫生陶瓷单位产品 能源消耗限额(gb21252-2007),低于卫生陶瓷烧成产品综合能耗w 0. 55?kce/?k的先进值，达到先进国家卫生陶瓷单位产品烧成

5、能耗3350 8370kj/?k瓷的先进水平。从上述三种隧道窑烧成产品能耗对比结果看，日用瓷隧道窑属于屮 等节能型隧道窑；工艺瓷、卫生瓷隧道窑属于国内先进节能型隧道窑；卫 生瓷隧道窑还达到国外先进隧道窑的水平。隧道窑的烧成能耗与枫溪瓷区 陶瓷生产现状有着密切的关系：(1) 采用清洁能源如液化石油气和天然气等，这些气体燃料具有热 值高、污染小、烧成稳定等优点，有利于自动化控制；(2) 采収一系列节能措施，不断吸收先进窑炉技术，开展窑炉节能技术改造;（3）采用裸装明燃烧成技术；（4）应用低温烧成技术，改进卫生瓷传统工艺配方，降低烧成温度, 从原来1280°c下降为12101220

6、6;co4. 2窑炉热效率日用瓷隧道窑热效率为19.01%,工艺瓷隧道窑热效率为26. 08%,与 国内先进窑炉热效率28%30%相比明显偏低。卫牛瓷隧道窑热效率 45. 47%,居于国内先进行列。影响热效率的主要原因分析如下：（1）烧成带燃气燃烧的空燃比不合理，空气过剩系数过大，造成燃 料的浪费，降低了热效率增大了排烟热损失。经检测，日用瓷隧道窑烧成 带平均空气过剩系数为1.45；工艺瓷隧道窑烧成带平均空气过剩系数为 1.41；卫生瓷隧道窑烧成带平均空气过剩系数为1.28,比用瓷和工艺瓷 隧道窑低。（2）烟气温度高，排烟热损失就大。日用瓷隧道窜排烟温度为240°c, 离窑带走的热量

7、1374. 47mj/h,占热量总支出的31.22%；工艺瓷隧道窑排 烟温度为155°c,离窑带走的热量1136. 77mj/h,占热量总支出26. 86%； 卫生瓷排烟温度为100°c,离窑带走的热量为169619mj/h,占热量总支 出 25. 93%o（3）燃料燃烧采用冷空气助燃，增加了加热空气的燃料量。（4）隧道窑窑体和窑车积热和散热大。带出的显热占热支出的比例 分别是：日用瓷隧道窑窑体为13.68%,窑车为4. 45%；工艺瓷隧道窑窑体 为12.12%,窑车为7.41%；卫生瓷隧道窑窑体为16.27%,窑车为4.39%。4. 3余热利用率隧道窑余热包括冷却带抽热风

8、和排烟余热两大部分，是可利用余热, 英中fi用瓷隧道窑占66.44%,工艺瓷隧道窑占67. 04%,卫生瓷隧道窑占 53.43%0已利用余热利用率：日用瓷隧道窑占35.22%；工艺瓷隧道窑占 39. 69%；卫生瓷隧道窑占35. 66%o占可利用余热的比例为：日用瓷隧道窑 为53.01%；工艺瓷隧道窑为59. 20%；卫牛瓷隧道窑61.85%。从热平衡测试中发现，隧道窑的余热利用非常有限，余热利用率低、 热损失大的原因是企业在余热利用认识上产生了误区，认为冷却带抽热风 用于湿坯和模具的干燥，就是余热利用，而烟气的排放是隧道窑中废气的 正常排放，忽视了烟气屮包含着大量的热量，不经处理直接排岀不仅

9、影响 环境，也造成了能源的损失。5节能途径建议通过上述综合分析，对燃气隧道窑建议从如下几个方面采取节能措 施。5. 1采用自动化控制技术采用自动化控制技术，是节能的有效方法之一。它通过对隧道窑的 烧成制度进行自动化控制，合理调节助燃风压、风量及以及空燃比例，降 低空气过剩系数，提高燃气燃烧效率、传热效率和窑炉热效率，减少排烟 热损失，节约能源。5. 2充分回收利用烟气余热利用烟气余热最常用的方法：采用换热器装置回收烟气余热。利用 烟气的热量加热，通过换热器中的冷空气形成热风，可以用作搅拌风、助 燃风，以及入窑前坯体干燥的热源，减小坯体的入窑水分，同时可以提高 坯体的入窑温度，加快进车速度，提高

10、烟气余热的利用率。5. 3提高抽出热风的余热利用率冷却带的热风是干净的热源。在确保产品出窑质量不受影响的情况 下，可通过增人进出冷风量和热风量以提高冷却带余热利用率。具体的做 法是：通过压力控制急冷气幕与最后一对烧嘴之间的压力，使之处于微正 压或微负压，一般压力控制在（±12） pa之间，使进出冷风量与热风量 平衡，加速冷风与产品z间的热传递速度，提高产品的冷却效果，降低出 窑温度，改善工作环境。5. 4窑车轻型化在砌筑窑车衬砖耐火材料的选用上，根据资料介绍，轻质砖的蓄热 能力只冇重质耐火砖的50%,用轻质砖代替重质耐火砖时，可以节能15%, 若采用陶瓷纤维可节约35%。窑车的轻型化

11、，低蓄热化，是窑车节能的主 要途径。采用容量小、强度高、隔热性能好的轻质砖代替重质耐火砖，砌 筑窑车衬砖热面；陶瓷纤维作为窑车中间层保温材料，可以轻化窑车，实 现窑车的低蓄热化，减少窑车蓄热和散热损失。同时也有利于提高预热带 下部温度，减少上下温差，提高产品质量。5. 5加强窑体保温选用高效保温材料一一陶瓷纤维加强窑体的保温，是提高窑体保温效果、降低窑体外表面温度、减少散热损失最有效的方法之一，一般陶瓷 纤维厚度应大于40?lo5. 6采用余热风代替助燃空气利用冷却带抽出的热风代替助燃空气，可以减少因加热空气所需的 燃料量。根据资料介绍，当助燃空气温度每提高100°c时，可以节约燃料 5%；提高到300400°c时，节能15%20%。6结语根据热平衡测试分析结果，目前枫溪瓷区燃气隧道窑单位产品烧成 能耗在国内同行业中居于先进行列。但窑炉热效率和余热利用率有待进一