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浅谈烧结砖生产线隧道窑的保温节能

浅谈烧结砖生产线隧道窑的保温节能

发布日期:2017-11-30 作者: 点击:

摘要本文概要论述了烧结砖生产线隧道窑节能的重要性,介绍了几种隧道窑节能降耗的途径。主要从隧道窑窑墙、窑顶保温结构的处理和保温材料的选择以及从坯垛码放、烧成工艺及余热回收等方面来增强隧道窑的保温节能效果。

关键词:烧结砖生产线;隧道窑;隧道窑保温;隧道窑节能。

1、引言

节能降耗已经成为当今社会发展的主流课题,既响应国家的宏观规划,又为各行业领域降低成本、提高效益夯实基础。烧结砖生产线隧道窑是我国烧砖行业的主导热工设备。虽然,现代隧道窑热能利用率比以前的轮窑要高的多,但它仍然是一个耗能大户。隧道窑如何更好的节能降耗,是烧结砖行业发展的一个重大问题。

2、烧结砖生产线隧道窑的特点

隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备,广泛应用于耐火材料等产品的焙烧生产。烧结砖生产线隧道窑是我国烧砖行业的主导热工设备,如图1所示为烧结砖生产线隧道窑系统图。隧道窑是连续化生产,中间没有间隔期,烧成周期短而产量大,不受自然天气的影响,节约燃料。它主要利用逆流原理,热利用效率较高,与常规轮窑相比热利用率高50%左右。因此现在我国行业内正在逐步取缔轮窑,大力推广隧道窑。隧道窑已经占据行业60%以上的市场,因此如何提高隧道窑的保温节能显得尤为重要,也更有意义。

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1  隧道窑系统图

3、烧结砖生产线隧道窑保温节能的几个途径

3.1合理选择隧道窑结构,能使隧道窑更好的保温节能。

根据原料性能、产品规格、码坯形式、周围环境、投资成本等因素合理的选择适合自己的隧道窑窑型,要想提高节能减排的效果,必须注重选择内在结构良好的窑型。

1)采取合理的窑顶保温密封结构。

隧道窑窑顶结构主要有以下四种:A、耐火砖平吊顶结构;B、耐火浇注料预制块平吊顶结构;C、耐火砖砌筑拱形窑顶结构;D、耐火陶瓷纤维模块平吊顶结构。窑顶的保温密封是非常关键的一步,关系着隧道窑的能耗大小。不同的窑顶结构,采取的窑顶保温密封措施也不同。

如图2所示,隧道窑窑顶采用耐火砖平吊顶结构(A),这就需要吊砖之间的缝隙在保证吊砖自由热胀冷缩的前提下嵌赛适当的保温材料进行密封;同时在吊砖的上方铺设浇注料密封层,来保证窑顶的气密性;保温材料中间铺设覆铝箔耐火陶瓷纤维,有效屏蔽了热量透过保温材料向空气的对流,对辐射热量形成有效反射,减少了窑顶的热损失。

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2耐火砖平吊顶结构

窑顶为耐火浇注料预制块平吊顶结构(B)的隧道窑,窑顶保温采取的措施与耐火砖吊砖平吊顶结构类似。但是因为原料含有硫、钾及钠的化合物,在高温焙烧的时候会产生有害气体侵蚀预制块,同时会与预制块中部分成分反应生成低熔矿物,使原预制块失去原有特性,其强度,热传导及弹性系数等物理性能发生一系列的变化,最终会导致预制块剥落及开裂。所以现在隧道窑窑顶结构采取耐火砖吊砖结构或者是耐火陶瓷纤维模块结构,增加了窑顶的耐腐蚀强度,减少了窑顶吊板因侵蚀而脱落的几率。

耐火砖砌筑拱形窑顶结构(C)的隧道窑窑顶为耐火砖发劵而成,其上面保温层大都为回填土,这种隧道窑施工简单,但因为窑顶发旋为拱形,而一般窑车码车为机械码车,坯垛上面是平的,就不能保证窑顶隙(见后面3.2码坯说明)。所以这种拱形隧道窑现在正在逐步淘汰。

如图3所示,隧道窑窑顶采用耐火陶瓷纤维模块平吊顶结构(D)。陶瓷纤维模块是用陶瓷纤维加工而成,加工过程中保持一定比例的压缩量,使用时模块在压缩方向膨胀,使模块之间相互挤成一个无缝隙的整体。模块安装时,在模块非压缩方向必须设置补偿毯,补偿毯也需要是压缩安装。模块上方同样铺设覆铝箔耐火陶瓷纤维,减少窑顶热空心的对流及对热辐射进行反射。

 

 

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3耐火陶瓷纤维模块平吊顶结构

2)采取合理的窑墙保温密封结构。

因为场地和造价的问题,现在的隧道窑向着薄窑墙方向发展。窑墙的保温性与隧道窑的能耗高低有着直接的关系。窑墙减薄,窑墙的保温性能可能会下降,这就要求必须合理的设计窑墙及其保温结构,以保证窑墙的保温性能不会下降。

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隧道窑窑墙结构示意图

首先,窑墙砌筑可以采用档次较高的轻质隔热材料,虽然一次行投资较多,但从投产后显著的节能效果,综合起来反而会降低总的投资成本。我们现在一般都是采用保温效果比较好又相对经济的保温材料,比如耐火陶瓷纤维,膨胀蛭石及珍珠岩等。同样在窑墙的保温材料中间铺设一层覆铝箔耐火纤维,用来反射窑内传来的热量。

其次,如图4所示窑墙上设置探头砖,与窑车衬砌互相配合,形成曲风结构;同时窑墙下方设置砂封槽,与窑车的密封板配合,来进行砂封。窑墙与窑车的曲折密封与砂封的结构,可以有效的阻止窑车下的冷空气渗入,增强隧道窑的密封性能。同时生产过程中,砂封槽必须保证有足够的砂子,以免窑车上方热空气进入到要车下方去,对窑车轴承等造成伤害。

合理的窑墙保温结构,有效的窑墙密封措施,会大大降低隧道窑的能耗,同时也降低了投资成本。

3)采用轻质材料,减少蓄热损失。

由窑体、窑车带走的热量占窑炉总耗热的很大一部分。因此,减少窑体等的蓄热损失及散热损失,就成为窑炉节能的一项重要措施。采用轻质、隔热耐火材料作窑的内衬和车衬,不但能使窑内上下温度均匀,而且由于积蓄和散热少,还能显著的节约燃料。窑车衬砌选择好的隔热材料,防止窑内热量透过窑车衬砌达到窑车下面去,对窑车下车轮轴承造成伤害。

3.2合理的坯垛码放,能使砖坯更好的烧结,降低了隧道窑的能耗。

流行于砖瓦界的俗话“三分烧,七分码”就充分说明了码坯这道工序在窑炉运行中的重要性,尤其在全内燃焙烧的今天,坯垛的码放要更加规范化、精细化。

“边密中稀、上密下稀”是坯垛码放的大原则,这样就可兼顾到焙烧速度、温度的合理均匀分布,恰当地节省热能等工序的协调性。垛体边沿部位的加密可以有效提高该处的火温,以弥补因窑墙吸收和边部间隙带走的热能。垛体上密下稀可以强化下部的预热效果,保障拥有一定的底火火行速度,减少砖垛燃烧时差、温差等方面的作用。有条件的企业在窑车上铺设孔形垫砖,起到下部稀码的作用,进一步优化了烧成环境。

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隧道窑码坯示意图

如图5所示码坯时垛体与窑墙的间隙应在8~10cm间为佳,窑顶间隙都10~12cm间就行。顶部和边部间隙过大时不但能耗会增加,也会影响到焙烧速度,即底火的火行速度,砖垛上下、内外温差也较大,制品出窑后颜色呈现出老嫩不一的状态。坯车与坯车排放在一块时每辆车之间的操距在12cm为妥,相距太近了垛体易相互磕碰,远了使能耗增加以及在预热带时垛体预热得不均匀,在焙烧带时温度分布也差别偏大。

3.3选择合理的烧成工艺。

根据砖坯的特性、窑炉结构及燃料的种类,制定合理的窑炉操作规程。隧道窑焙烧时,应注意掌握干燥、烧结、冷却这三个阶段的不同时区变化,坚决杜绝不规律生产,那样温度不易控制,容易造成窑内气氛紊乱,破坏隧道窑内部结构,影响产品质量,造成大量的浪费。例如:白天和晚上生产的产品的产量和质量就有很大的不同。主要是因为晚上的操作人员没有很好的对窑炉的烧成进行控制调整,这样就造成了不规律生产。这样就浪费了生产时间、能源的耗量及人力,同时也会降低隧道窑的使用寿命。

3.4加强隧道窑的余热回收利用功能。

预热带排出的烟气温度很高,带有大量的热量。如果直接排到大气中,不仅造成大气污染,而且造成大量的浪费。我们可以对烟气进行处理后利用这部分热能,可以通过风机输送到干燥室内进行干燥坯体,以用来补充冷却带余热的不足。冷却带的余热约占全窑总热耗的30~35%,由于这部分热量比较干净,所以应用也比较广泛,冷却带余热利用的方式主要是抽出热风用来干燥坯体。多余的余热可以在冷却带设置余热锅炉,用来取暖或者洗浴等,还有部分厂家用来发电。这样不仅大大提高了余热的利用率,节约了大量的能源,而且借助余热的利用的手段,窑炉热工制度的调节也得到了改善。窑底通风道和窑顶腹腔的余热也可以通过风机输送到干燥室来干燥坯体。

4、结论

隧道窑的节能途径是多方面的,要想从根本上解决我国烧结砖生产线隧道窑耗能大的问题,必须走综合节能的路子。企业在设计建造新的隧道窑或者在对老的隧道窑进行节能技术改造的时候,可以采取上述综合节能措施,尽可能运用各种综合节能技术。只有这样,隧道窑的能耗水平才能大幅度的下降,单位产品烧成综合能耗才可能达到国外先进窑炉的节能水平。这对降低企业生产成本,提高企业经济效益,减少能源消耗等都具有积极的意义。


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