關(guān)于陶瓷窯爐節(jié)能問題的答疑

A問：韓工， 我廠使用隧道窯生產(chǎn)陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品，在窯爐煙氣監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)煙氣排放中的氧含量過高，按照陶瓷行業(yè)工業(yè)窯爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，氧含量不能超過18%，但我廠達(dá)19%以上，這是什么原因造成的？

B問：韓工，我廠有三條輥道窯，其中兩條生產(chǎn)外墻磚，一條生產(chǎn)內(nèi)墻磚。全部采用負(fù)壓燒成，能耗都不高，其中一條外墻磚窯去年燒正壓，較今年燒負(fù)壓能耗要高5個(gè)百分點(diǎn)左右。請(qǐng)問為什么？

答：這兩個(gè)問題雖然不盡相同，但都是圍繞陶瓷窯爐節(jié)能問題。窯爐節(jié)能問題是系統(tǒng)工程，需要綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、燃?xì)饽芎暮碗娫茨芎模袑?shí)做到能效管理工作常態(tài)化。

與A先生進(jìn)一步探討，了解到該廠以天然氣為燃料，去年訂單多，窯車裝缽密度高，煙氣含氧量并不高；今年產(chǎn)業(yè)形勢(shì)不好，訂單少了，由于減產(chǎn)，匣缽沒有裝滿，煙氣含氧量增高。調(diào)小助燃風(fēng)機(jī)，煙氣含氧量合格，但是天然氣使用量卻增高了。

換句話說，產(chǎn)量降低了，煙氣含氧量保持不變，就需要降低風(fēng)機(jī)助燃風(fēng)量，增大燃?xì)庀牧?。多余的空氣來源可能有三個(gè)途徑：一是裝缽密度降低，抽濕空氣阻力降低，熱風(fēng)更容易從隧道窯高溫?zé)啥伪怀槌?；二是由于裝缽密度降低，排煙空氣阻力降低，隧道窯高溫燃燒段煙氣更容易被抽出；三是由于裝缽密度降低，空氣阻力降低，窯爐壓力制度發(fā)生變化，零壓面被破壞，窯頭窯尾氣封無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效密封，窯車與窯體之間的砂封也容易被破壞，窯頭、窯尾和底部冷風(fēng)會(huì)進(jìn)入窯爐隧道內(nèi)。一條窯爐，無(wú)論是隧道窯或者輥道窯，一旦壓力平衡被打破，就無(wú)法保證壓力制度，也就無(wú)法保證溫度制度，燃?xì)馀c過風(fēng)及助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)之間的平衡也將打破。因此，要想解決煙氣含氧量超標(biāo)、能耗超標(biāo)問題，首先應(yīng)解決窯爐密封問題，譬如調(diào)節(jié)氣封壓力，維護(hù)好窯爐砂封，適當(dāng)調(diào)節(jié)窯底風(fēng)量風(fēng)壓，然后在穩(wěn)定零壓面的基礎(chǔ)上，調(diào)整燃?xì)馀c助燃風(fēng)、排煙風(fēng)、抽濕風(fēng)的平衡，從而保證煙氣含氧量合理和燃?xì)庀慕档图熬C合能耗降低。節(jié)能是個(gè)系統(tǒng)工程，任何問題的發(fā)生都是打破了某種平衡，或者說沒有達(dá)到最佳節(jié)能的平衡點(diǎn)而已。

A先生說的標(biāo)準(zhǔn)是指《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25464-2010），其中第4.2.7規(guī)定“噴霧干燥塔、窯爐基準(zhǔn)空氣過量系數(shù)為1.7，實(shí)測(cè)的噴霧干燥塔、窯爐的污染物排放濃度，應(yīng)換算為基準(zhǔn)空氣過量系數(shù)排放濃度，并以此作為判定是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)”。2014年12月22日，環(huán)保部發(fā)布關(guān)于國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》修改單公告，公告將第4.2.7條修改為“噴霧干燥塔、窯爐煙氣基準(zhǔn)含氧量為18%，實(shí)測(cè)的噴霧干燥塔、窯爐的污染物排放濃度，應(yīng)換算為基準(zhǔn)含氧量排放濃度，并以此作為判定是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)”。由于抽濕和排潮量多少會(huì)受零壓面變化影響而發(fā)生變化，同時(shí)由于零壓面變化而導(dǎo)致窯頭、窯尾、窯底過風(fēng)，這些變化會(huì)導(dǎo)致煙氣氧含量升高和天然氣使用量增加。

筆者認(rèn)為B先生的大膽嘗試值得肯定，但是離最佳平衡點(diǎn)仍然有距離。一是沒有分析衡量燃?xì)馊紵隣顩r的煙氣成分，無(wú)法判斷去年燒正壓燃?xì)膺^量情況，更無(wú)法掌握今年燒負(fù)壓助燃風(fēng)過量情況，尤其是沒有煙氣含氧量這個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。此外，負(fù)壓燒成并不可取，它會(huì)打破整個(gè)窯爐零壓面平衡，溫度的均勻性也將破壞，這將無(wú)法保證產(chǎn)品的質(zhì)量，由于該廠生產(chǎn)小規(guī)格外墻磚，產(chǎn)品質(zhì)量沒有因?yàn)橐?guī)格大和吸水率低而受到影響，這算是僥幸。

那么，如何節(jié)能呢？如何系統(tǒng)地節(jié)能呢？節(jié)能需要經(jīng)得起時(shí)間、空間的考驗(yàn)，需要經(jīng)得起全方位全過程統(tǒng)計(jì)核算的考驗(yàn)，更要有應(yīng)對(duì)各種不穩(wěn)定因素突發(fā)事件的考驗(yàn)。筆者認(rèn)為未來窯爐節(jié)能需要做足以下九方面的工作：

（1） 絕熱有效。即選用優(yōu)質(zhì)絕熱耐材和采用優(yōu)良的窯爐設(shè)計(jì)技術(shù)降低窯體散熱，保證熱是用來對(duì)產(chǎn)品加熱的，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)車間造成熱輻射、熱危害和生產(chǎn)過程的熱損耗；

（2） 密封到位。零壓位也只是為了保證窯爐密封，窯爐的密封需要在窯體設(shè)計(jì)、密封設(shè)計(jì)、閘板設(shè)計(jì)、產(chǎn)品溫度制度等方面做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

（3） 減少物料，單位產(chǎn)品物料少了，需要的熱也就少了，生產(chǎn)周期也就縮短了，也就不需要那么多助燃風(fēng)和燃?xì)?，以及機(jī)電電耗；

（4） 減少空氣。這個(gè)途徑很多，譬如全氧燃燒技術(shù)，高溫空氣燃燒技術(shù)，減少不參與燃燒，或者說不必要參與燃燒的空氣成分?？諝庵械牡?dú)鈪⑴c燃燒會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，還需要耗能；空氣中的二氧化碳被加熱，被排放不僅耗能，而且會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)；空氣中的惰性氣體雖然不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，但它也會(huì)帶走熱量。高溫燃燒技術(shù)，充分利用助燃空氣溫度越高、燃?xì)馊紵难趿吭降偷脑?，減少煙氣含氧量，減少由于含氧量增高而發(fā)生的氮?dú)庀趸磻?yīng)。全氧燃燒技術(shù)和高溫空氣燃燒技術(shù)在材料、工藝和技術(shù)方面還有許多內(nèi)容去做，目前在隧道窯和輥道窯方面應(yīng)用還有待研究。

（5） 高效運(yùn)轉(zhuǎn)。提高隧道窯車的裝缽率，提高陶瓷輥道窯的碼磚密度，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和降低設(shè)備空轉(zhuǎn)率也是節(jié)能的有效途徑，尤其是在技術(shù)裝備沒有太大突破的狀態(tài)下，加強(qiáng)生產(chǎn)計(jì)劃管理、設(shè)備管理和生產(chǎn)管理尤顯重要。

（6） 余熱利用。要將不得不產(chǎn)生的余熱吃干榨凈，余熱可以用來給助燃風(fēng)加熱、給坯體預(yù)熱、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品緩冷，用來干燥坯體和干燥泥漿。

（7） 節(jié)能燒嘴。燃燒器是陶瓷窯爐的關(guān)鍵設(shè)備，不同的燒嘴，其最佳燃燒點(diǎn)、助燃空氣與燃?xì)獗炔煌簿蜁?huì)影響煙氣含氧量和能耗。

（8） 先進(jìn)裝備。國(guó)家在建材工業(yè)提升方面已經(jīng)指出，在能源上必須煤改氣、煤改電，也就是說天然氣陶瓷窯爐和電窯爐已經(jīng)是未來陶瓷行業(yè)的必走道路，新的天然氣窯爐和電窯爐應(yīng)該在節(jié)能、環(huán)保上做足底子，做足文章，吃透節(jié)能技術(shù)路徑。筆者希望建材裝備企業(yè)借助這次產(chǎn)業(yè)提升機(jī)會(huì)，徹底打破傳統(tǒng)思維，徹頭徹尾改變目前被動(dòng)局面。

（9） 智能裝備。A先生和B先生都遇到了一個(gè)同樣的問題，就是窯爐操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)與窯爐動(dòng)態(tài)的及時(shí)有效調(diào)整。A先生工廠訂單少了，裝缽率變化了，氣封壓力、抽煙風(fēng)力、助燃風(fēng)量、窯底平衡風(fēng)壓、以及煙氣成分變化無(wú)法與燒嘴微調(diào)形成聯(lián)動(dòng)智能轉(zhuǎn)變，人工調(diào)整周期長(zhǎng)、漏洞多，找到平衡點(diǎn)困難，從而造成很多損失。B先生工廠，在輥道窯正壓、負(fù)壓燒制之間搖擺，沒有找到平衡點(diǎn)和最佳的低能耗點(diǎn)，更缺乏對(duì)煙氣的分析。至于負(fù)壓燒制比正壓燒制節(jié)能，其實(shí)并無(wú)定論，猶如夜晚在一條沒有人跡和路標(biāo)的道上行走，左邊走走，右邊走走而已，無(wú)論如何都無(wú)法走出迷茫，更無(wú)法和高效智能節(jié)能裝備的衛(wèi)星導(dǎo)航、坐高鐵飛機(jī)相比。智能時(shí)代的到來，陶瓷工業(yè)裝備應(yīng)該利用智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有所作為，有所突破，筆者期待中。

節(jié)能也是一本管理經(jīng)，針對(duì)不同的企業(yè)，做好生產(chǎn)管理和能源管理，提高窯爐能源管理水平，也是當(dāng)前必做的課程。（韓復(fù)興）