陶瓷行業(yè)各工序之間的節(jié)能技術(shù)及措施

馬景馨

摘 要：目前，面對(duì)市場競爭的日漸加劇，陶瓷廠如何在競爭脫穎而出，如何有效地節(jié)約能耗降低成本，已成為當(dāng)務(wù)之急的問題。本文從原料加工工序、成形工序、燒成工序等各個(gè)環(huán)節(jié)之間的節(jié)能技術(shù)加以分析，希望能給陶瓷企業(yè)節(jié)能環(huán)保提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：陶瓷行業(yè)；原料加工工序；成形工序；燒成工序；節(jié)能

1 前言

陶瓷廠是高能耗企業(yè)，如：電耗高、燃耗高。這兩項(xiàng)成本加起來在陶瓷生產(chǎn)成本中幾乎占到接近一半或一半以上。面對(duì)市場競爭的日漸加劇，陶瓷廠如何在競爭脫穎而出，如何有效地節(jié)約能耗降低成本，是他們一直所關(guān)注的話題。本文針對(duì)陶瓷廠各工序之間的節(jié)能技術(shù)及措施加以探討，以期起到拋磚引玉的作用。不當(dāng)之處還望各位專家學(xué)者批評(píng)指正。

2 陶瓷企業(yè)各工序之間的節(jié)能探討

2.1裝磨原料

在原料的選擇上也非常重要，瘠性原料顆粒度越小越好，可以有效降低球磨時(shí)間，有利于用電避峰，降低球磨電費(fèi)成本。而原料顆粒度過大，球磨時(shí)間大大增加，西安齊安陶瓷廠裝磨瘠性原料均經(jīng)過雷蒙磨細(xì)碎，球磨時(shí)間達(dá)到3 h。而在粘土選擇時(shí)，需要選擇容易解膠的，有利于降低球磨時(shí)間。如果粘土或者解膠劑選擇不好，有可能增加球磨時(shí)間，而且難以球磨，難以放漿。

2.2球磨機(jī)

2.2.1磨機(jī)的選型

磨機(jī)的選型很重要，選擇一款節(jié)能型磨機(jī)是基礎(chǔ)，建廠時(shí)磨機(jī)的選型及合理的配置極其重要。坯體球磨機(jī)有40T/60T/100T，還有連續(xù)磨。要根據(jù)本廠的實(shí)際需要來定，要選擇一種最有利最適合本廠最節(jié)能的來實(shí)施。如果能采用連續(xù)磨，成本最低，泥漿比重也大，效率高，自動(dòng)化程度高，節(jié)能效果非常顯著。

2.2.2釉磨采用高鋁球襯和高鋁球石

坯料磨機(jī)球襯最好選擇中鋁質(zhì)球襯，球石采用中鋁球石，既能增加坯料裝磨量，又能大幅度減少球磨時(shí)間。如果不選用中鋁質(zhì)球襯也可以選擇橡膠襯，橡膠襯可以降低電機(jī)負(fù)荷，可以裝更多的原料。也有些廠家選擇燧石襯，一方面裝磨原料就相應(yīng)少了；另一方面，電機(jī)負(fù)荷相應(yīng)增加了，這是最劃不來的。不管哪種球襯，一定要選用中鋁球，一般都會(huì)減少球磨時(shí)間至少在2～3 h以上，坯料球磨機(jī)的裝機(jī)功率都在132 kW以上，節(jié)能效果明顯。

2.2.3選擇比重大的球石

在選擇球石時(shí)，盡可能的選擇比重大的，抗磨性能好，磨耗盡可能低的球石。球石比重越大，球磨效率越高。球石的磨耗越低越好，球石磨耗直接體現(xiàn)補(bǔ)球的成本。市場上出現(xiàn)一種含鋯球石，比重在3.2～3.4，球磨時(shí)間比普通中鋁球還能降低1～2h，磨耗只有0.03%不到。

2.2.4合理的球石入磨量及球石大小科學(xué)配比至關(guān)重要

陽城某陶瓷廠合理配球合理配料，致使內(nèi)墻磚球磨時(shí)間達(dá)到5h（細(xì)度250目篩余5%～6%），而周圍其它廠的情況是來料基本一樣，250目的篩余為6%～8%時(shí)，球磨時(shí)間約7～9h。

2.2.5盡可能地增加入磨原料的重量

盡可能增加裝磨原料的重量也是可以有效降低每噸原料球磨電耗。增加原料的裝磨量如果過多，磨機(jī)電流也會(huì)相應(yīng)增加，這需要找到臨界點(diǎn)。優(yōu)化過程必須要數(shù)據(jù)說話，超過臨界點(diǎn)節(jié)能效果就差了。

2.2.6球磨細(xì)度是影響球磨工段能耗成本的關(guān)鍵因素

球磨細(xì)度篩余10%～11%比7%～8%的球磨時(shí)間要短1.5～2 h。放粗球磨細(xì)度要有三個(gè)保證措施，一是配方塑性足夠好，不會(huì)降低成品率；二是倒?jié){過篩細(xì)度要控制在80目標(biāo)準(zhǔn)篩全通過；三是不影響產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和燒成周期。這對(duì)于吸水率極低（0.03%）的磚比如拋光磚、仿古磚是不太適用的。

2.2.7泥漿的比重指標(biāo)盡可能定的高些

泥漿的比重指標(biāo)盡可能定得高些，最好為1.70～1.73，越大越好。合理地增大泥漿比重，可以增加噴塔產(chǎn)量，有效降低噴塔燃耗、電耗，增加粉料的容重和改善顆粒性能、級(jí)配。泥漿比重越低，意味著噴塔的產(chǎn)粉量越低，燃耗和電耗就越高。球磨工段泥漿水份控制，每增加1%的水份，意味著噴塔同樣能耗情況下的粉料產(chǎn)量降低3～4%，必然導(dǎo)致成本增高。裝磨的水如果是有一定溫度的熱水也有利于提高球磨泥漿的活性、流動(dòng)性，減少減水劑消耗，便于增大泥漿比重，利于減少球磨時(shí)間。

2.2.8選擇最佳的球磨工段運(yùn)行時(shí)間

陶瓷廠普遍實(shí)行峰、谷、平分時(shí)間段計(jì)費(fèi)，三個(gè)時(shí)段大概都近于8h左右，不同地區(qū)略有差別。平段電價(jià)是谷段的兩倍電價(jià)，峰段電價(jià)是谷段的三倍電價(jià)。球磨工段的運(yùn)行盡可能做到避峰運(yùn)行，最好是谷段運(yùn)行，不足部分平段運(yùn)行。這需要合理安排裝磨時(shí)間、開磨和放漿時(shí)間。了解并優(yōu)化球磨機(jī)的運(yùn)行時(shí)間能給企業(yè)帶來十分豐厚的回報(bào)。

2.2.9球磨機(jī)的無功補(bǔ)償?shù)倪x擇

球磨機(jī)的無功補(bǔ)償盡量做到0.95～0.98。不僅節(jié)能，還會(huì)得到供電公司的獎(jiǎng)金。

2.2.10變頻器的選擇

磨機(jī)驅(qū)動(dòng)要用變頻器，變頻器節(jié)能效果是比較好的，一般節(jié)能都在12%～14%左右，目前很多廠家都已采用。

綜上所述，由于球磨機(jī)一般是陶瓷廠最難管理的工段，球磨工段如果在以上幾個(gè)方面都做到位的話，降低能耗成本，增加效益，都是十分可觀。

2.3泥漿池

（1） 泥漿池要盡可能大，能增大泥漿的均化陳腐效果，這會(huì)增加成品率和優(yōu)級(jí)率。單一漿池不僅盡可能大，還一定要經(jīng)過一次到兩次的倒?jié){除鐵。使用時(shí)最好規(guī)定泥漿液面的高度降低不能低于一定的范圍，比如1/5或1/4。泥漿穩(wěn)定就是最好的節(jié)能。

（2） 倒?jié){和除鐵。中轉(zhuǎn)倒?jié){最少是80目過篩。如果是拋光磚面料最好是120目過篩，至少是100目過篩。如果經(jīng)過120目過篩，能夠通過120目篩的鐵點(diǎn)燒出來基本是淡黃色的，不會(huì)呈現(xiàn)黑色或紅色。除鐵最好選擇除鐵效果比較好的自動(dòng)除鐵機(jī)，工作穩(wěn)定可靠。

（3） 攪拌機(jī)可以采用間歇工作的方式。泥漿如果不是很容易沉淀，就都可以這樣做。泥漿比重越大，懸浮性越好，越不容易沉淀。用一種一天可以分16個(gè)控制時(shí)段的時(shí)間控制器就可以做到這一點(diǎn)。高邑某廠就采用這樣的時(shí)間控制器來讓總功率近110kW的攪拌機(jī)節(jié)約50%以上的電費(fèi)，做到1～2h的間歇停機(jī)時(shí)間，甚至還考慮避峰因素，泥漿沒有發(fā)生沉淀現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量沒有負(fù)面影響。其實(shí)可以做到節(jié)約得更多，完全可以做到開20min停30～40min。泥漿池采取間歇工作的方式，最好配套故障聲光報(bào)警器。這樣就減少了人員檢查的壓力，增加了系統(tǒng)工作的可靠性。給噴塔供漿的漿池和倒?jié){的漿池、中轉(zhuǎn)時(shí)的漿池最好在泵漿時(shí)不要間歇工作，以避免造成不必要的分層現(xiàn)象，從而導(dǎo)致質(zhì)量的波動(dòng)。

（4） 攪拌機(jī)電機(jī)采用變頻器控制。

2.4噴霧干燥塔

（1） 噴干塔及供熱系統(tǒng)的選型、結(jié)構(gòu)參數(shù)確定對(duì)噴干塔影響很大。型號(hào)大些相對(duì)會(huì)比較節(jié)能。9000型塔身直筒部份高度一般在10.5 m或以上，現(xiàn)在有的公司就達(dá)到了創(chuàng)世界紀(jì)錄的14.5 m，運(yùn)行時(shí)排潮風(fēng)管的潮氣溫度降到了61 ℃，由于排潮溫度降低了，配套的排潮風(fēng)機(jī)電機(jī)選擇165 kW就夠了。合理地降低排潮溫度，風(fēng)機(jī)也可以選小一些，電就節(jié)約很多。有的公司9000噴塔排濕風(fēng)機(jī)選擇320 kW電機(jī)，這其間的電費(fèi)差別一定相當(dāng)可觀。塔內(nèi)保持負(fù)壓25～30 mm水柱就足夠了，超出過高時(shí)，就增加了電耗和燃耗，還會(huì)浪費(fèi)粉料，增加環(huán)保除塵負(fù)荷。

（2） 現(xiàn)有的噴塔也可以適當(dāng)把噴槍提高0.6～0.8 m，當(dāng)然要適當(dāng)修改角度以防止噴壁，這也可以有效地增加噴塔產(chǎn)量，降低能耗。

（3） 適當(dāng)提高塔頂溫度也會(huì)提高產(chǎn)量降低能耗。最高的記錄是塔頂溫度是860 ℃，3200噴塔日產(chǎn)粉料達(dá)到360 t。這要把握一點(diǎn)，塔頂分風(fēng)器和塔頂不銹鋼的材質(zhì)是什么？304耐熱不銹鋼極限最高工作溫度是870～900 ℃，321耐熱不銹鋼極限最高工作溫度是900～925 ℃，而0Cr13、1Cr13、2Cr13不銹鋼極限最高工作溫度是780～800 ℃。超過極限工作溫度，一者長期會(huì)導(dǎo)致逐漸氧化、碳化，二者力學(xué)性能上的強(qiáng)度會(huì)大幅度降低，致使塔頂變形，甚至塌陷。

（4） 噴塔、熱風(fēng)管道的密封性不好不僅會(huì)減少粉料產(chǎn)量，還會(huì)增加能耗。

（5） 合理的配風(fēng)，才能把熱量合理地帶入噴塔內(nèi)。過多的冷風(fēng)只會(huì)增加能耗，起副作用。理論上來講，配風(fēng)夠用就行，越少越好。

（6） 泥漿變成粉料需要把把泥漿里的水份變成100 ℃或更高溫度的蒸汽，這個(gè)變化需要消耗大量的熱量。如果能用熱管或熱泵技術(shù)把排氣的余熱提取出來對(duì)泥漿在進(jìn)入泥漿噴頭之前進(jìn)行加熱升溫，無疑會(huì)減少熱風(fēng)爐的熱耗，增加噴塔產(chǎn)量。山東有一家陶瓷廠就進(jìn)行過這樣的嘗試，曾經(jīng)把泥漿溫度提高到80 ℃，結(jié)果噴塔的產(chǎn)量提高特別大，節(jié)能效果非常好。

（7） 熱風(fēng)爐鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)、排潮風(fēng)機(jī)最好都用變頻器控制。

（8） 窯爐余熱的利用。大型窯爐二級(jí)排煙和急冷帶的余熱溫度都很高，幾乎都能達(dá)到400～550 ℃以上，完全可以用在噴干塔上以節(jié)約噴干塔的熱耗。窯爐的余熱如果能得到有效利用，則可節(jié)能30%～40%以上。

（9） 采用熱管或熱泵技術(shù)回收排潮濕氣所帶走的熱量，在技術(shù)上是完全可行的，也是十分成熟的?；厥盏臒崃靠梢灾苯佑脕砑訜嶂幂斔凸艿纼?nèi)的泥漿，當(dāng)然也可以加熱裝磨的水或者用來發(fā)電。

（10） 噴塔盡可能想辦法最大限度提高產(chǎn)量，注意泥漿比重，燃料熱值盡可能高，操作科學(xué)，停塔時(shí)合理避峰，強(qiáng)化現(xiàn)場管理，加大節(jié)能獎(jiǎng)罰力度，以便最大程度調(diào)動(dòng)員工的責(zé)任心和創(chuàng)造性，挖掘潛力，不斷改進(jìn)節(jié)能工作，降低成本，增加效益。

2.5 壓機(jī)

（1） 壓機(jī)主油泵選擇變量泵，會(huì)節(jié)約電費(fèi)。一臺(tái)90 kW的壓機(jī)主泵改用變量泵一月能節(jié)約6000元以上。

（2） 壓機(jī)主機(jī)、輔機(jī)、冷卻泵、循環(huán)泵、輸送帶、冷卻塔等電機(jī)都采用變頻控制。

（3） 最大限度地減少壓機(jī)工段粉料的落地浪費(fèi)，減少模具漏料，及時(shí)清理這些落料使之不落地，并且循環(huán)使用起來，這也是節(jié)能的有效措施。料車及壓機(jī)處采用落料自動(dòng)收集裝置，用壓縮空氣重新輸送到上方料斗里，循環(huán)使用。

（4） 安排維護(hù)保養(yǎng)更負(fù)責(zé)任、技術(shù)更好的壓機(jī)人員十分關(guān)鍵。最大限度地減少停機(jī)時(shí)間對(duì)于生產(chǎn)線來說就是最大限度地利用好了能源。想一想，壓機(jī)工段包括料車是陶瓷廠的脖子，也容易出故障。壓機(jī)故障停機(jī)時(shí)間多，經(jīng)常空窯，整條生產(chǎn)線在空窯期間的電耗、煤耗、工資成本都是很昂貴的。對(duì)壓機(jī)工段的停機(jī)時(shí)間嚴(yán)格考核，進(jìn)行獎(jiǎng)罰，是保證車間有效節(jié)能的必要手段。

2.6 干燥窯

（1） 利用窯爐煙氣和冷卻余熱作為熱源干燥磚坯，完全不使用燃?xì)鈦砑訜峄蜉o助加熱。給干燥窯供的窯爐煙氣、余熱風(fēng)溫度最好不要超過300 ℃，200～280 ℃即可。特別是在入口處，溫度過高磚坯容易炸裂或開裂，或熱應(yīng)力集中產(chǎn)生內(nèi)部微裂紋缺陷，即便沒有開口裂，磚坯的內(nèi)部已經(jīng)產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

（2） 排潮風(fēng)機(jī)是可以取消的，做得最好的廠家是西安某廠，日產(chǎn)12000 ㎡地磚，其干燥器沒有排潮風(fēng)機(jī)，完全用直徑1 m以上的風(fēng)管自然排風(fēng)，完全節(jié)省了排潮風(fēng)機(jī)的電耗和維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

（3） 改善干燥窯的窯體保溫層及干燥窯的密封性，加強(qiáng)改善熱風(fēng)管道的保溫效果，用導(dǎo)熱系數(shù)更小的保溫棉毯，減少外表面熱量損失。

（4） 不是干燥溫度越高越好，而是既要合理設(shè)計(jì)溫度曲線，又要兼顧能耗成本。高邑某廠生產(chǎn)普拉提，整條干燥器都是155 ℃左右，最高溫度也是165 ℃，干燥出口磚坯含水率0.2%～0.4%。合理地使用熱耗是最好的。過度的熱量消耗一是浪費(fèi)了余熱，再者也會(huì)導(dǎo)致成本的增高。熱量過多也是浪費(fèi)，增加系統(tǒng)排風(fēng)風(fēng)量，風(fēng)機(jī)電流也會(huì)增加。高邑某廠干燥窯裂坯一個(gè)月，最后發(fā)現(xiàn)是入窯口溫度太高了，降了幾十度，好了。

（5） 合理選擇配方中的瘠性原料、粘土，改善坯體透氣性，利于快速干燥，提高產(chǎn)量，降低能耗。

（6） 排潮的濕氣溫度還是很高的，帶走的熱量也十分巨大，可以用熱管、熱泵技術(shù)回收用來發(fā)電，也可以用于生產(chǎn)和生活（加熱用于球磨機(jī)的水、加熱噴塔的泥漿、冬季房間取暖和夏季制冷等等）。早期的火力發(fā)電廠是用有十幾層樓高的大型雙曲線斷面的冷卻塔來冷卻循環(huán)水，熱量白白排空浪廢掉了?，F(xiàn)在新上的火力發(fā)電廠都采用熱泵技術(shù)，用氫氣或二氧化碳作冷媒來回收余熱給城市供暖和給小區(qū)供應(yīng)熱水。熱泵和空調(diào)的原理相同，相當(dāng)于一個(gè)大的空調(diào)，利用冷媒膨脹吸熱的原理把熱排放氣體中的熱量吸收進(jìn)冷媒來，在冷媒進(jìn)入壓縮系統(tǒng)壓縮時(shí)，冷媒就會(huì)把吸收的熱釋放出來，可以用水把這部分熱量帶走。當(dāng)然干燥器排出的熱氣也可以直接通過一個(gè)效率好的換熱器、熱泵直接加熱水或者泥漿，這是十分有意義的事。設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮檢修維護(hù)的方便性。

（7） 如果從考慮磚坯減少破損的角度來說，干燥器的傳動(dòng)速度是越慢越好，這對(duì)于小磚無疑是適合的。針對(duì)大磚，進(jìn)入干燥窯最好在前20～30 m就要顯著提高磚坯的強(qiáng)度。這一點(diǎn)無非是干燥窯前部要高溫高濕大正壓操作，直接的結(jié)果也會(huì)導(dǎo)致排潮熱氣溫度的升高，無疑也帶走更多的熱量。而早期最傳統(tǒng)的干燥器的設(shè)計(jì)是在干燥窯中后部分別打入窯爐煙氣和余熱，煙氣靠前余熱靠后，而排潮主要集中在干燥窯入口，這樣的排潮熱氣溫度會(huì)低很多，這對(duì)大磚來說是很困難的。如何兼顧取決于整體的技術(shù)條件，粘土粘性，濕坯強(qiáng)度，磚坯的透氣性。而對(duì)大磚就沒有更多選擇的余地，只能在具體實(shí)踐上靠經(jīng)驗(yàn)一點(diǎn)點(diǎn)總結(jié)來取得節(jié)能的實(shí)際效果。

（8） 窯爐公司的改良：在傳統(tǒng)的坯體干燥基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行創(chuàng)新，采用獨(dú)創(chuàng)的干燥技術(shù)，有的公司采用“低溫低濕、雙面干燥、分段抽濕”的設(shè)計(jì)技術(shù)，充分地利用了窯爐煙氣和余熱，不增加任何輔助熱源，使窯爐的綜合能耗得到降低。

（9） 采用二層至五層的多層干燥窯，一是節(jié)約土地使用面積，二是減少干燥窯散熱面積，這也是比較好的節(jié)能方案。

2.7 窯爐

（1） 增加高溫帶耐火保溫磚及保溫層的厚度

有資料顯示，窯爐砌體蓄熱損失和爐體表面的散熱損失要占到燃料消耗的20%以上。增加高溫帶耐火保溫磚及保溫層的厚度是有意義的?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)的窯爐高溫帶窯頂磚和窯墻保溫層的厚度都有不同的增加，很多公司高溫帶的窯頂磚厚度由230 mm增加到260 mm，窯墻保溫層由140 mm增加到200 mm。目前窯爐底部的保溫沒有得到相應(yīng)的改善，普遍情況是高溫帶底部鋪一層20 mm棉毯外加5層保溫磚標(biāo)磚來保溫。這種情況一直沒有改進(jìn)。其實(shí)基于底部散熱面積的巨大，底部的散熱是十分可觀的，有必要增加適當(dāng)?shù)牡撞勘貙拥暮穸?，用容重更低的保溫磚和增加保溫層的厚度來改善底部的保溫，這樣的投入是必要的。另外高溫帶窯頂部分如果采用拱頂，就十分方便增加保溫層厚度、密封性，以減少散熱。如果是用吊頂，最好吊頂用陶瓷件而不是用耐熱鋼板，再輔以耐熱鋼吊鉤，這樣也可以把吊件全部埋住，增加保溫層的厚度和密封性。如果用的是耐熱鋼作吊頂磚掛板，如果掛板全部埋入保溫層，掛板有可能在窯爐漏火時(shí)全部氧化掉而使吊頂磚掉入窯內(nèi)，造成停窯事故。用陶瓷件作吊件，頂部保溫也可以使用保溫料進(jìn)行澆注，使用保溫材料變得靈活。這會(huì)大大改善窯頂保溫性能和氣密性，大幅度減少頂部散熱。

（2） 選擇更優(yōu)質(zhì)和保溫性能更好的材料

更優(yōu)質(zhì)和保溫性能更好的材料不斷出現(xiàn)，也給窯爐工程設(shè)計(jì)人員帶來了方便，完全可以用更好的保溫材料，使保溫層既比以前更薄，而保溫效果可以做得比以前更好，以使能源浪費(fèi)得到最大限度地減少。采用保溫性能更優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)耐火保溫磚和保溫棉毯保溫板，經(jīng)過優(yōu)化采用更合理的結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)，以期減少窯爐散熱。有的公司選用容重0.6的輕質(zhì)磚，有的公司采用異型輕質(zhì)磚，在輕質(zhì)磚與輕質(zhì)磚的接觸面上設(shè)置有一定尺寸的凹槽用空氣進(jìn)行隔熱。事實(shí)上空氣的導(dǎo)熱系數(shù)在0.03左右，幾乎比所有的保溫材料都低很多，這肯定會(huì)有效減少窯爐表面的散熱損失。同時(shí)加強(qiáng)窯體封閉嚴(yán)密，在事故處理口、膨脹縫、擋火板口、燒嘴磚周圍、輥棒內(nèi)和輥孔磚處用更耐高溫更不易粉化彈性更好的陶瓷纖維棉充分填充，以減少窯體熱量向外散失，保證窯內(nèi)溫度和氣氛的穩(wěn)定，提高熱效率，減少能耗。國內(nèi)窯爐公司在窯爐保溫上都做得不錯(cuò)。

（3） 余熱風(fēng)管的好處

國內(nèi)有的公司把余熱風(fēng)管埋在窯爐底部和窯爐頂部保溫層的保溫磚內(nèi)，這會(huì)最大限度地改善余熱風(fēng)管的保溫，大大地減少了窯爐的散熱。也會(huì)增加保溫層的厚度，數(shù)據(jù)顯示和其它同行窯爐同工況相比綜合節(jié)能率在33%以上。可以說，帶來了一場節(jié)能革命。

（4） 高溫帶采用拱頂結(jié)構(gòu)有利于減少斷面溫差

高溫帶采用拱頂結(jié)構(gòu)有利于減少斷面溫差，利于節(jié)能。由于高溫?zé)醾鲗?dǎo)主要以輻射為主，拱頂窯爐的中部空間大，容納的高溫?zé)煔庖捕啵由瞎绊敾⌒畏ㄏ蜉椛錈岱瓷涞淖饔?，中部溫度往往?huì)比邊上靠近窯墻的溫度要高少許，有的公司反映會(huì)增高2℃左右，這樣就要相應(yīng)降低助燃風(fēng)的壓力來保證斷面溫度的一致性。而很多寬體平頂窯爐的高溫帶存在靠近窯墻兩邊溫度高而中部溫度低的現(xiàn)象，有的窯爐操作人員采用增大助燃風(fēng)壓力提高助燃風(fēng)供風(fēng)量的辦法來解決斷面溫差。這會(huì)帶來幾個(gè)后果，一是窯爐正壓過大，窯體散熱增加；二是不利于氣氛控制；三是助燃風(fēng)和排煙風(fēng)機(jī)的負(fù)荷都加大了，電耗增加；四是過多的空氣進(jìn)入窯內(nèi)，需要消耗額外的熱量，必然導(dǎo)致煤氣消耗或燃?xì)庀闹苯釉黾?，成本上升。正確的方法是：一是改用高燃燒速度高射速燒嘴；二是換長燒嘴磚；三改變燒嘴磚的出口尺寸使之減少，增大噴射速度，這要適應(yīng)于燒嘴的燃?xì)夂涂諝獾幕旌纤俣?、燃燒速度。?duì)于高速燒嘴是可以的，低速燒嘴效果就不大好；四是燒嘴磚口插入一截重結(jié)晶碳化硅輥棒，使燃?xì)饧訌?qiáng)窯爐中部的加熱，這樣的燒嘴磚布置可以間隔布置；五是使用長短重結(jié)晶碳化硅噴槍套相結(jié)合的方式。最好的解決辦法是不增加能耗，甚至能降低能耗的方式。在技術(shù)方案的選擇上，一定要廣泛聽聽專家、中低層專業(yè)技術(shù)骨干人員的意見，做一個(gè)更好的選擇，以利于提高品質(zhì)，降低能耗。保證品質(zhì)和節(jié)能并不一定是矛盾的，是完全可以兼顧的。

（5） 采用高效節(jié)能燒嘴

有些公司改進(jìn)了燒嘴，優(yōu)化了空燃比，通過調(diào)整合理的空燃比，使燒嘴在使用過程中，由于沒有輸入過多的助燃風(fēng)，從而提高了燃燒效率，做到節(jié)能。有些公司開發(fā)高射速等溫?zé)?，以加?qiáng)窯爐中部的熱量供應(yīng)，來改善斷面溫差，并且做到節(jié)能。有些公司開發(fā)了助燃空氣與燃料多次混合從而提高燃燒速度和效率，使燃?xì)馊紵蓛舾耆?，?jié)能也是明顯的。有的公司推廣比例控制高溫段每組支路的助燃風(fēng)，使之供應(yīng)的助燃風(fēng)和燃?xì)馔桨幢壤{(diào)節(jié)，在PID調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)溫度的任何時(shí)間段，都保持合理的空燃比，使打入的燃?xì)夂椭硷L(fēng)都不會(huì)過量，從而節(jié)省了燃料和助燃風(fēng)的消耗，并使燃料的利用率達(dá)到最佳。業(yè)界還有公司開發(fā)了預(yù)混二次燃燒燒嘴、預(yù)混三次燒燒嘴等節(jié)能燒嘴。有資料反映，使用預(yù)混二次燒燒嘴可以達(dá)到10%的節(jié)能效果。不斷改進(jìn)創(chuàng)新更加先進(jìn)的燃燒技術(shù)，采用更優(yōu)質(zhì)的燒嘴，控制合理的空燃比，永遠(yuǎn)是最佳的節(jié)能途徑。

（6） 助燃風(fēng)加熱

助燃風(fēng)加熱在上世紀(jì)90年代初引進(jìn)的漢索夫、薩克米窯爐中都有使用，利用助燃風(fēng)從急冷帶窯內(nèi)上方的耐熱不銹鋼換熱器中穿過時(shí)得到加熱，最高溫度能達(dá)到250～350℃左右?，F(xiàn)在國內(nèi)的窯爐余熱利用加熱助燃風(fēng)有兩種方式，一種是采用漢索夫方式從急冷帶窯內(nèi)上方的耐熱鋼換熱器中吸收熱量加熱助燃風(fēng)，還有另外一種方式是利用緩冷帶冷風(fēng)管加熱的空氣輸送給助燃風(fēng)機(jī)作為助燃風(fēng)。前一種方式利用余熱的風(fēng)溫可以達(dá)到250～330 ℃，后一種利用余熱的風(fēng)溫要低些，可以達(dá)到100～250 ℃，效果會(huì)比第一種差一些。事實(shí)上很多公司為了保護(hù)助燃風(fēng)機(jī)避免過熱，采用了摻一部分冷風(fēng)，結(jié)果導(dǎo)致余熱利用效果的降低。目前國內(nèi)利用余熱加熱助燃風(fēng)的廠家還是很少，但是此項(xiàng)技術(shù)充分利用的話，完全可以取得5%～10%的燃耗降低的節(jié)能效果，這也是十分可觀的。在使用中有一個(gè)問題，就是根據(jù)理想氣態(tài)方程“PV/T≈常數(shù)，T是絕對(duì)溫度，T=攝氏溫度+273（K）”，假設(shè)壓力不變的情況下，助燃風(fēng)溫度從27℃升溫到300℃時(shí)，體積膨脹為原來的1.91倍，這會(huì)導(dǎo)致同樣體積的空氣氧氣含量的減少，所以風(fēng)機(jī)的選型必須考慮熱風(fēng)助燃的加壓和熱風(fēng)特性。如果不考慮這個(gè)因素的話，使用中就會(huì)出現(xiàn)問題。最新報(bào)告顯示，國外已有廠家開始嘗試使用500～600 ℃的助燃風(fēng)，這會(huì)更加節(jié)能。燃?xì)庖彩强梢岳糜酂徇M(jìn)行加熱的，有的廠家已經(jīng)開始這方面的嘗試。燃?xì)夂椭硷L(fēng)帶入的熱量越多，意味著節(jié)省更多的燃料。

（7） 合理的助燃風(fēng)配置

煅燒溫度在1080 ℃前的助燃風(fēng)要求完全過氧燃燒，窯爐氧化段需要給窯內(nèi)打入更多的氧氣，以加速坯體化學(xué)反應(yīng)速度以實(shí)現(xiàn)快燒。此區(qū)段如果換成還原氣氛，某些化學(xué)反應(yīng)的溫度就要提高70 ℃才能開始反應(yīng)。而最高溫段如果空氣過多的話，就會(huì)使坯體發(fā)生過度的氧化反應(yīng)，使FeO氧化成Fe2O3、Fe3O4，這會(huì)使坯體呈現(xiàn)發(fā)紅或發(fā)黑而不白。如果最高溫段是弱氧化氣氛或剛好中性氣氛，坯體里的鐵質(zhì)就會(huì)完全以FeO形式出現(xiàn)，使坯體更呈顯青白，坯體也會(huì)更白。高溫帶不需要過量的氧氣，也就要求高溫帶必須控制好過量的空氣。室溫的空氣，不參加燃燒化學(xué)反應(yīng)作為過量的助燃風(fēng)打入窯內(nèi)而達(dá)到1100～1240 ℃，無疑需要消耗巨大的能量，而且也會(huì)帶來高溫區(qū)更大的窯爐正壓，導(dǎo)致熱量過多散失。所以減少過量空氣打入高溫帶，不僅會(huì)節(jié)約很多燃料，也使磚坯呈色更白。所以氧化段和高溫帶的助燃風(fēng)最好分段獨(dú)立供應(yīng)，通過調(diào)節(jié)閥保證兩段不同的使用壓力。佛山陶瓷就有謝冰豪先生的專題文章證實(shí)，助燃風(fēng)配風(fēng)各區(qū)段經(jīng)縝密合理地精細(xì)調(diào)配供給，最多導(dǎo)致15%燃料能耗的降低，還不算因?yàn)榻档土酥級(jí)毫?、風(fēng)量而導(dǎo)致的助燃風(fēng)機(jī)和排煙風(fēng)機(jī)電流減少而取得的電費(fèi)節(jié)省效益，看起來效益十分可觀。這說明，在專家理論指導(dǎo)下的精細(xì)化管控，多么必要。

（8） 節(jié)能紅外輻射涂料

節(jié)能紅外輻射涂料涂在高溫帶窯內(nèi)耐火保溫磚的表面，有效封閉輕質(zhì)耐火保溫磚的開口氣孔，能使高溫帶的紅外熱輻射強(qiáng)度明顯提高，強(qiáng)化了加熱效率，使用后能使燒成最高溫度下降20～40 ℃，有效降低能耗5%～12.5%。蘇州日上公司在佛山三水山摩公司兩條輥道窯的使用證明，該公司HBC涂料經(jīng)使用有效節(jié)能達(dá)到10.55%。涂料在不同的窯爐上使用會(huì)明顯降低最高燒成溫度20～50 ℃，輥道窯能達(dá)到降溫20～30 ℃，隧道窯能達(dá)到降溫30～50 ℃，排煙溫度會(huì)降低20～30 ℃以上，因此需要部份調(diào)整燒成曲線，適當(dāng)降低最高燒成溫度，適當(dāng)增加高火保溫區(qū)的長度。高溫黑體高效率紅外輻射涂料是在全球節(jié)能做得好的國家推廣很普及的技術(shù)。選擇涂料時(shí)，一是涂料在高溫時(shí)的輻射系數(shù)是否達(dá)到0.90以上或者0.95以上，二是要注意膨脹系數(shù)和耐火材料的匹配，三是長久適應(yīng)陶瓷燒制的氣氛而不減弱輻射性能，四是和耐火保溫材料粘接良好，不出現(xiàn)裂紋，不出現(xiàn)剝離脫落，五是抗熱震性能要達(dá)到莫來石的標(biāo)準(zhǔn)，1100 ℃加熱保溫，直接投放到冷水里多少次不開裂。高溫黑體高效率紅外輻射涂料在全球工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了大家的公認(rèn)，是一項(xiàng)成熟、有效、立竿見影的節(jié)能技術(shù)，是值得大家關(guān)注、使用、推廣的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。

（9） 富氧燃燒

通過分子膜將空氣中的部分或全部氮?dú)夥蛛x出去，得到比空氣更高含氧濃度的富氧空氣或純氧氣，來作助燃風(fēng)給燒嘴供應(yīng)。由于氧氣濃度提高了，燒嘴反應(yīng)更迅速，溫度更高，能節(jié)省燃料20%～30%以上，由于助燃風(fēng)的氮?dú)鉀]有或減少了，煙氣量也減少了，排煙風(fēng)機(jī)電流也少了，環(huán)保需要除去的氮氧化物也更少或沒有了。東莞珩信節(jié)能科技有限公司就提供純氧氣供應(yīng)燒嘴的能源合同管理模式服務(wù)，該公司提供改造的設(shè)備投入，節(jié)約的按照雙方的合同約定分享。這也使氮氧化物的排放得到最大程度的有效控制，從而降低了環(huán)保設(shè)施除去氮氧化物的昂貴成本。這項(xiàng)技術(shù)也可以用到噴干塔上。

（10） 更低的排煙溫度

排煙溫度越高意味著排煙帶走的熱量越多，合理地設(shè)計(jì)窯爐，降低排煙溫度也是提高高爐熱效率的一項(xiàng)重要指標(biāo)。這取決于窯爐設(shè)計(jì)和投資單位的技術(shù)水平和綜合考量。如果窯爐煙氣的熱量被用于給噴干塔利用，倒是不用這樣考慮問題了。

（11） 窯爐壓力和氣氛控制

窯爐在高溫帶如果產(chǎn)生過大的正壓，這會(huì)使產(chǎn)品帶有還原氣氛進(jìn)而會(huì)影響表面釉層的鏡面效果，更易呈現(xiàn)橘皮，也會(huì)迅速增加窯爐熱量的散失損耗，導(dǎo)致消耗更多的燃料，燃?xì)夤?yīng)要給更高的壓力，加壓風(fēng)機(jī)和排煙風(fēng)機(jī)都要消耗更多的電力。合適的做法是高溫帶保持最多0～15Pa的正壓就足夠了。絕大多數(shù)的建陶產(chǎn)品都是氧化氣氛或微氧化氣氛下燒成，有些陶瓷需要還原氣氛，比如滑石瓷就需要強(qiáng)還原氣氛燒成。還原氣氛意味著消耗更多的燃料，煙氣要帶有CO成份。帶著節(jié)能的使命合理地調(diào)整還原氣氛比隨意的調(diào)整無疑會(huì)節(jié)省能耗，探索既保證最基本的還原氣氛，又要合理地節(jié)能，小心細(xì)致操作和不斷的總結(jié)很有必要。

（12） 窯爐余熱利用

這個(gè)余熱主要是指窯爐冷卻產(chǎn)品時(shí)帶走的熱量。窯爐出磚溫度越低，說明余熱系統(tǒng)帶走的熱量越多。干燥窯干燥磚坯所需要的大部份熱量都來自于窯爐的余熱。如果余熱的熱量越大，越有利于利用起來。余熱利用可以進(jìn)行細(xì)分，高溫部分可以打入噴干塔進(jìn)行利用；中溫部分可以當(dāng)助燃風(fēng)加以利用；其余部分可以打入干燥窯干燥磚坯。送熱風(fēng)的管道必須做到足夠的保溫，最大限度地減少熱量散失，以提高利用效率。超過280 ℃的余熱打入干燥器要十分小心，過高的溫度會(huì)直接導(dǎo)致磚坯開裂。另外有很多工廠在冷卻段安置有熱水箱，用窯爐冷卻段的余熱給辦公室、宿舍供暖，并且用于給員工洗澡供應(yīng)熱水。余熱也可以用來發(fā)電。

（13） 煙氣的余熱利用

由于一級(jí)排煙的煙氣帶有一定的水汽，有一定濕度，用于干燥磚坯只能用來打入干燥窯的前半部，并且最好少用更高溫度的二級(jí)排煙。二級(jí)排煙由于溫度過高，使用起來很容易造成磚坯開裂。如果干燥器設(shè)計(jì)的足夠長的話，窯爐的余熱和煙氣是用不完的。多余的高溫?zé)煔夂透邷赜酂嵋粯涌梢源虻絿姼伤M(jìn)行余熱利用。二級(jí)排煙的溫度基本都在380～550 ℃以上，可以幫助噴干塔節(jié)省很多的能耗。煙氣也可以用來換熱器或熱泵技術(shù)把熱量置換出來加熱助燃風(fēng)、球磨用水、泥漿加熱、生活或工作取暖等等。煙氣熱量如果不提供給其它設(shè)備，可以用來取暖、制冷、發(fā)電。

（14） 采用低溫快燒技術(shù)

配方上的改良是永無止境的，恩平沙湖浦橋陶瓷工業(yè)園生產(chǎn)規(guī)格為800 mm×80 mm的微粉、普拉提等拋光磚燒成周期達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的28 min，600 mm×600 mm規(guī)格的磚達(dá)到了23 min，吸水率達(dá)到0.03%～0.04%。這與45 min燒成周期的相比，每平米的能耗會(huì)大大降低。采用的原料不僅低溫而且燒失量小，采用的粘土適合快燒而不黑心，并且利用增強(qiáng)劑代替3%～6%的粘土。燒成曲線設(shè)置上大幅度提高中高溫度區(qū)的長度，一進(jìn)窯爐低箱第一節(jié)窯箱就有370～380 ℃，進(jìn)入高箱下溫就要到1000 ℃以上，上溫就達(dá)到了980 ℃或1000 ℃以上，最高溫度點(diǎn)有12～14個(gè)。有一個(gè)廠燒800 mm微粉拋光磚，燒成周期是28 min，1000～1100 ℃有9個(gè)溫區(qū)，1100～1200 ℃有11個(gè)溫區(qū)，最高溫度點(diǎn)1205 ℃有12個(gè)，過渡溫區(qū)4個(gè)，總共36個(gè)控制溫區(qū)。從排煙溫度上是肯定提高了，但是企業(yè)平米能耗下來了，產(chǎn)量大幅度提高導(dǎo)致的綜合成本大幅度下降，效益非常好。這不僅需要配方上的技術(shù)突破，也需要窯爐燒成上的變革，二者缺一不可。對(duì)于每一個(gè)企業(yè)，配方工藝和燒成技術(shù)都需要相輔相成，都需要挖掘潛力，每一點(diǎn)一滴的進(jìn)步，都會(huì)給企業(yè)帶來更好的節(jié)能降耗效果，帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。有一家廣東惠州的陶瓷廠坯體配方中采用一定比例的廢玻璃來降低燒成溫度，只要960～980 ℃就可以成瓷了，節(jié)能效果超過30%以上。山西晉城有個(gè)陶瓷廠家做地板磚原來日產(chǎn)只有11500 m2，沒有效益，通過調(diào)整配方使日產(chǎn)量達(dá)到15000 m2，噸料成本雖然上升了十幾多元錢，但是由于快燒致使能耗綜合成本大幅度降低，甚至煤氣爐煤耗都沒有增加，每天毛利在3萬元以上。所以低溫快燒，配方成本降低更好，但不見得非得降低配方成本，關(guān)鍵是能低溫快燒，能拉大產(chǎn)量，使電耗燃耗都得到大幅度降低。

（15） 改善優(yōu)化窯爐結(jié)構(gòu)及參數(shù)

針對(duì)不同的產(chǎn)品，優(yōu)化窯體結(jié)構(gòu)，使之更利于提高產(chǎn)品的品質(zhì)、產(chǎn)量、更低的能耗。不同溫區(qū)的斷面空高，擋火板和擋火墻的不同設(shè)置，窯爐不同溫度段的合理配置，從節(jié)能的角度優(yōu)化設(shè)計(jì)所有消耗電能和熱能的每一個(gè)細(xì)節(jié)使之合理，窯體及保溫管路做到更好的保溫，所有可能漏風(fēng)的局部都盡可能少地減少漏風(fēng)，使窯體密封性更好，選用節(jié)能型風(fēng)機(jī)，選用高效耐熱節(jié)能型傳動(dòng)電機(jī)，所有風(fēng)機(jī)和傳動(dòng)電機(jī)都使用變頻器控制，管路轉(zhuǎn)角部分的設(shè)計(jì)要使輸送阻力更小，這些點(diǎn)點(diǎn)滴滴的細(xì)節(jié)考慮對(duì)于窯爐的節(jié)能都是十分必要的，也都是應(yīng)該義無反顧去實(shí)施的。

（16） 雙層窯爐的使用證明能耗比單層的能耗更低，節(jié)能在10%以上。

（17） 節(jié)能技術(shù)使用過程中的現(xiàn)場管理是所有節(jié)能工作能有效得到落實(shí)的基本保障?，F(xiàn)場人員的培訓(xùn)，能耗的獎(jiǎng)罰制度，現(xiàn)場走動(dòng)式管理的加強(qiáng)，改進(jìn)溝通，都會(huì)產(chǎn)生好的執(zhí)行效果。

2.8 煤氣發(fā)生爐

（1） 使用煤氣發(fā)生爐給窯爐或噴干塔供熱的單位都要關(guān)注這個(gè)十分影響能耗水平的設(shè)備。選擇爐型就要選擇一款節(jié)能效果好的煤氣發(fā)生爐。兩段式煤氣爐比單段式煤氣爐節(jié)能15%左右。

（2） 一段式煤氣爐的飽和溫度盡可能控制在56～61 ℃，合理地控制好這個(gè)溫度會(huì)提高煤氣的熱值，提高煤氣中CH4的含量，同時(shí)更不容易結(jié)渣不容易燒爐箅子。這樣調(diào)節(jié)，CO未必更高，有可能只是28%～29%，但是煤氣的熱值提高了，意味著需要更少的煤氣，生產(chǎn)所需的煤炭消耗就會(huì)降低，就會(huì)節(jié)約煤炭，降低成本。兩段式煤氣爐飽和溫度一般控制在55～63 ℃，這要根據(jù)煤氣質(zhì)量和煤炭種類為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整，目的就是提高煤氣熱值，提高產(chǎn)氣量，降低煤耗。飽和溫度低了，氧化反應(yīng)會(huì)劇烈，一是容易增加煤氣出口溫度帶走過多顯熱；二是CO會(huì)提高，但是熱值并不是最高；三是氧化層溫度過高容易造成大塊結(jié)渣，甚至大面積結(jié)渣，四是控制不好灰層時(shí)容易燒壞爐箅子。

（3） 一段式煤氣爐的空高盡可能低，最好在1.5～1.6 m，而且最好是每次少加煤勤加煤。加煤的溫度控制在460～480 ℃為好。煤炭在爐內(nèi)的行程加長了，煤炭層加厚了，不僅造氣能力強(qiáng)了，反應(yīng)更充分，煤氣熱值更高更穩(wěn)定，爐渣殘?zhí)己扛汀?/p>

（4） 灰渣殘余熱量最好能低到250 kCal，越低越好。

（5） 控制加壓風(fēng)機(jī)入口煤氣溫度，最好不要超過35 ℃。超過35 ℃，就會(huì)增加煤氣中的水份含量，把多余的水份在窯爐燒掉自然會(huì)導(dǎo)致更多的煤氣消耗。

（6） 煤炭驗(yàn)收指標(biāo)控制很重要，煤炭熱值要盡可能高，熱值越高越省煤。煤炭機(jī)械強(qiáng)度要大，灰份要小，顆粒要均勻，外水要小，含硫低于0.5%以下。這些指標(biāo)控制得越好，煤炭越省。

（7） 煤氣站的煤氣熱值、殘?zhí)苛?、煤炭消耗、電耗要納入制度化獎(jiǎng)罰管理。選用更合格的煤氣站站長、技術(shù)員、有經(jīng)驗(yàn)的操作工都是極其重要的，缺一不可。

3 結(jié)語

（1） 在全廠集中排煙的處理過程中，煙氣的熱焓還是很大的，可以用熱泵、熱管等技術(shù)進(jìn)行回收，也可以考慮進(jìn)行發(fā)電。

（2） 全廠管理人員要有強(qiáng)烈的節(jié)能降耗意識(shí)，并且大家都愿意去落實(shí)去執(zhí)行一切利于節(jié)能降耗的所有措施。節(jié)能降耗不是應(yīng)付老板要求，不是迫不得已，而是成為企業(yè)文化的一部份，成為每個(gè)骨干管理人員考慮問題的基本出發(fā)點(diǎn)，成為大家的一種工作習(xí)慣。公司的高層一定要?jiǎng)?chuàng)造這樣的氛圍，在這種務(wù)實(shí)和卓有成效的氛圍下，企業(yè)的競爭力，一定會(huì)在殘酷競爭中脫穎而出。

（3） 做好現(xiàn)場管理工作是最好的保證。對(duì)于現(xiàn)場管理及能耗設(shè)備操作人員加強(qiáng)節(jié)能降耗知識(shí)技能方面的培訓(xùn)，同時(shí)落實(shí)并加大制度化獎(jiǎng)罰激勵(lì)手段，發(fā)動(dòng)全員參與節(jié)能降耗，對(duì)合理化改良建議的獎(jiǎng)勵(lì)與落實(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督抽查管理，及時(shí)了解掌握現(xiàn)場動(dòng)態(tài)，良好的上下溝通，都是至關(guān)重要的。沒有現(xiàn)場操作人員的積極投入，很多的節(jié)能是無法落到實(shí)處的。讓每一個(gè)員工都發(fā)動(dòng)起來為節(jié)能降耗進(jìn)行創(chuàng)新性思考和不停地改良，節(jié)能才能做到越來越好。

（4） 針對(duì)陶瓷廠的實(shí)際情況，在落實(shí)節(jié)能降耗的過程中，不同的企業(yè)會(huì)遇到不同的問題，筆者抱著求真務(wù)實(shí)的態(tài)度愿意和每個(gè)真誠的朋友進(jìn)行分享，一起探討解決之道。由于筆者的局限性，錯(cuò)漏之處在所難免，還望大家批評(píng)指正。

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