美国sd宽断面节能型隧道窑节能设计

美国sd宽断面节能型隧道窑节能设计

20世纪90年代末，唐山陶瓷集团的卫生瓷厂从美国sd公司生产健康瓷的50万吨卫生池中吸取了能量。该窑经多年使用证明,无论在生产操作、热工制度、还是在使用寿命上均居同类窑炉领先水平。而热工性能方面尤为显著:能耗低,单位产品能耗仅为4541～5024kJ/kg瓷(目前,国内燃煤气卫生瓷隧道窑能耗为8300～10467kJ/kg瓷);温差小,预热带温差30℃,烧成带温差在5℃左右;快速烧成,烧成周期11h。根据上述特点,我们对该窑进行了消化吸收,设计年产量卫生瓷50万件的隧道窑。笔者有幸参加了窑炉主体的设计。在设计中发现美国SD宽断面燃气隧道窑在节能方面具有独到之处,在此作一粗略探讨。1全耐火纤维车衬节能效果该窑车车衬采用全耐火纤维结构,纤维厚度200mm,选用同一材质。窑车蓄热少,隔热性能好,窑车车衬与产品质量比为0.587ue5fe1,而传统窑炉该比值在3～4。由表1可知,采用全耐火纤维车衬节能效果显著。笔者建议:根据工艺需要,长期承受烧成温度1220℃、同时考虑到车衬的热震稳定性要求,车衬应选用莫来石质纤维毡,而采用该耐火纤维投资太大(单价:14万元/吨),根据车衬温度分布情况分析,车衬表面可采用50mm莫来石质纤维毡,下部为200mm硅酸铝纤维毡(单价:0.6万元/吨。)2速度衡定、平稳、热控、热容量较好,确保了合理的生产条件,确保了产品不排放量不高,符合体制空间、运输制度及热压制度的要求,确保能源型原料的规范布置,符合环保要求美国SD窑炉,推车机为液压双缸连续顶车,推车机双杠交替工作,窑车在窑内连续运行,速度衡定、平稳,避免了单杠顶车制品在窑内短时间滞留,窑内瞬间温度及压力场发生波动及产品倒垛等弊病,热工制度稳定,自控方便,同时为窑具简洁布置提供条件,进一步节约能源。该运行方式为国内陶瓷生产厂家开辟了先河,纷纷仿效,为窑炉节能起到间接保障。3莫来石—窑具布置方式新颖窑车尺寸:长×宽=1.27×2.95(m)每辆窑车有12根圆(中空)立柱作为支撑,立柱上有帽,帽顶有槽,上面搭有重结晶SiC横梁(共有8根),横梁采用空心截面,根据制品需要,横梁上搭有莫来石—堇青石薄垫板及专用垫板。窑具与制品重量比为0.635ue5fe1,而传统窑炉该比值为2～3.5,窑具重量的减少,降低了蓄热,节约了能源。由于推车机连续均匀顶进,保证了上述窑具简洁布局,而传统窑炉产品的间断不平稳运行,窑具布置复杂以避免制品倒垛。窑具与产品质量比的减少是窑炉节能的关键所在,笔者认为美国SD窑炉之所以节能,该项措施是主导因素,应积极采纳推广。4火材料管热窑内温度的提高减少预热带截面上下温差是实现快速烧成的关键。美国SD窑炉在预热带顶部分布有13组排管式搅动气幕,每组为4个耐火材料管,按窑断面均匀分布,每个瓷管上设有扇形狭缝,开口方向与制品运行方向相反,高压自然风由狭缝打入窑内,一方面解决了预热带上部温度高的问题,同时高速气流搅动窑内热介质,进一步均化了窑内温度。使预热带温差为30℃(国内窑炉在50℃以上),可大幅度缩短烧成周期,节约能源。该形式为美国SD窑炉节能的又一主导措施。5车衬与车衬的结合由于窑车车衬采用全纤维结构,车衬与窑墙曲封之间为紧密结合,几乎无缝隙,而车衬之间为纤维相接,结合严密,窑车车衬形成一封闭屏障,阻碍窑内热介质向车下溢出及车下冷空气的进入,减小了窑内上下温差及热损耗。6热反应时间对可以提高产品质量的影响窑炉断面宽,采用小流量多数目高速烧嘴布置于预热带、烧成带,在窑两侧上下交错设置,高速热介质在窑内横、纵向形成气流环,使制品均匀预热、升温及进行理化反应。可缩短生产周期,提高产品质量,烧成合格率达99%以上,节约了能耗。该窑炉共设有38只烧嘴,预热带10只,烧成带28只。7窑墙厚度、表面温度窑炉全部采用保温隔热材料砌筑,窑体内衬选用轻质莫来石质、轻质堇青石质砌体,窑墙、窑顶厚度根据工艺要求适当调整,外部选用耐火纤维保温,窑墙厚550mm,烧成带窑墙壁表面温度小于50℃,窑顶小于90℃。窑体单位产品热损耗仅为传统窑炉的三分之一。8锅炉能耗及燃料窑炉采用平吊顶形式,扁平宽断面,窑内宽2.9m,有效高度0.76m,产品单层码放。该种结构减小了窑炉内的几何压头,截面温差小,同时单窑产量大,进而节能。另外,窑炉的热工制度及机械运传皆采用自动控制,为窑炉进一步节能提供了保障。经测算,美国SD窑炉热效率大于40%,单位产品烧成能耗为4541～5024kJ/kg瓷,为目前国内引进卫生陶瓷隧道窑最好水平。该窑炉产品能耗按5024kJ/kg瓷,而传统窑炉产品能耗按9000kJ/kg瓷;窑炉年产量为50万件;单位产品13kg;燃料为城市煤气,低热值为4000×4.1