當(dāng)前,能源的應(yīng)用日益緊張,價(jià)格不斷上漲,開(kāi)展節(jié)能工作勢(shì)在必行。它不僅可以降低成本,更能增加經(jīng)濟(jì)效益。尋找其節(jié)能的途徑非常必要。本文在改善工藝制度,實(shí)現(xiàn)隧道窯燒成節(jié)能方面,進(jìn)行了詳細(xì)的探討。
合理控制燃料與助燃空氣的比例
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,為求穩(wěn)妥,燃料與助燃空氣量的比例存在著過(guò)大或過(guò)小的現(xiàn)象。過(guò)大表現(xiàn)在還原焰燒成的產(chǎn)品上,為保證氣氛制度的工藝要求,使燃料供給過(guò)量;而過(guò)小則是用氧化焰燒成時(shí),為了防止窯內(nèi)出現(xiàn)冒煙或不完全燃燒的現(xiàn)象,過(guò)量加大助燃空氣。還原焰燒成的產(chǎn)品燃料過(guò)量時(shí),雖然能夠適應(yīng)氣氛的工藝要求,但會(huì)造成較大的能源浪費(fèi)。
每增加一份CO,就要多消耗一份C。若C的來(lái)源是煤炭(一般煤炭含C為50%),那么多消耗一份C就意味著多用二份煤炭。對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的隧道窯來(lái)說(shuō),這種情況下,多消耗的燃料相當(dāng)多。因此,在確保產(chǎn)品不出現(xiàn)陰黃的前提下,還原氣氛不必過(guò)濃。
氧化焰燒成的產(chǎn)品,加入過(guò)量的助燃空氣時(shí),要使這部分空氣量達(dá)到產(chǎn)品所需要的燒成溫度,就必須額外增加燃料量。曾有人計(jì)算過(guò),隧道窯煙氣中每增加1%的O2,燃料消耗就要增加2.62%。因此,氧化燒成的隧道窯,空氣過(guò)剩系數(shù)應(yīng)嚴(yán)格控制,嚴(yán)禁過(guò)量空氣入窯造成耗能浪費(fèi)。從以上分析可知,嚴(yán)格控制燃料和助燃空氣的比例對(duì)節(jié)能有重大意義。在實(shí)際操作上,應(yīng)經(jīng)常對(duì)窯爐的熱工狀況進(jìn)行巡視,及時(shí)了解燃料的工作參數(shù)(壓力、入窯前的溫度、在燃燒室的霧化效果)變化,并作出相應(yīng)調(diào)整,以達(dá)到節(jié)能的效果。
適當(dāng)調(diào)整冷卻帶進(jìn)口端壓力
隧道窯冷卻帶進(jìn)口端的壓力必須與燒成帶末端的壓力相適應(yīng)。合理的控制應(yīng)為:還原焰燒成時(shí),為防止冷卻帶空氣流向燒成帶,影響燒成帶的氣氛和溫度,適當(dāng)使該處的壓力微低于燒成帶末端的壓力,讓煙氣略有倒流;氧化焰燒成時(shí)則相反,該處的壓力應(yīng)略高于燒成帶末端,允許少量冷卻帶熱風(fēng)進(jìn)入燒成帶作助燃空氣。
此外,應(yīng)避免還原焰燒成時(shí)現(xiàn)有的煙氣倒流過(guò)多,氧化焰燒成時(shí)進(jìn)入燒成帶的熱風(fēng)過(guò)大的情況。燒還原焰時(shí)的煙氣倒流過(guò)多,一方面延長(zhǎng)了高溫保溫時(shí)間和區(qū)域,使能耗增多;另一方面為了保證急冷的工藝要求,不得不增大急冷風(fēng)機(jī)和抽熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。這樣電機(jī)使用功率增大,增加了耗電量,且影響電機(jī)的使用壽命;
同時(shí),延緩了產(chǎn)品在冷卻帶的停留時(shí)間,影響快速燒成,降低了窯爐產(chǎn)量,間接增大了能耗。因此,建議適當(dāng)減小冷卻帶熱風(fēng)抽出量,稍微提高冷卻帶進(jìn)口端的壓力,相應(yīng)地減少煙氣倒流量。進(jìn)行調(diào)整時(shí)要注意燒成帶最高溫度點(diǎn)和溫度值是否有變化,如果出現(xiàn)這種情況,則應(yīng)調(diào)整燒成帶末端幾個(gè)燃燒室的燃燒量,必要時(shí)還可調(diào)整預(yù)熱帶排煙總閘的開(kāi)度。
一般在氧化焰燒成的情況下,急冷時(shí)的熱風(fēng)進(jìn)入燒成帶的量會(huì)過(guò)大。為了保證最高溫度和高溫保溫區(qū)域的穩(wěn)定,使進(jìn)入的那部分熱風(fēng)能夠滿足溫度上的要求,必須加大燃料的投入量,這樣就增加了能耗。為避免這一現(xiàn)象,建議適度加大冷卻帶的熱風(fēng)抽出量,盡可能減少進(jìn)入燒成帶的熱風(fēng)。同樣,進(jìn)行此工藝調(diào)整時(shí),也要注意燒成帶最高溫度點(diǎn)及高溫保溫區(qū)域是否有變化,并根據(jù)變化作適當(dāng)調(diào)整。
加大急冷風(fēng)側(cè)面的比例
冷卻帶急冷段風(fēng)量,大部分集中在窯頂,只有不到40%的風(fēng)量分配在兩側(cè),有的窯爐甚至不用兩側(cè)的冷卻風(fēng)。陶瓷產(chǎn)品在冷卻帶冷卻時(shí),窯車下部制品的溫度要比上部的溫度高得多。因此,在現(xiàn)有的冷卻制度下,為了保證下部產(chǎn)品在冷卻時(shí),尤其是在冷卻帶中部緩慢冷卻階段不出現(xiàn)驚裂的現(xiàn)象,推車速度一般不能輕易加快。因此,筆者認(rèn)為適當(dāng)加大急冷風(fēng)在兩側(cè)的比例,尤其是側(cè)下部的比例,使下部產(chǎn)品經(jīng)急冷后的溫度同上部產(chǎn)品的溫差盡可能減小。
這樣相應(yīng)延長(zhǎng)了500~700℃之間的緩冷區(qū)域長(zhǎng)度,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多燒快燒、加快推車速度創(chuàng)造了條件,從而使提高產(chǎn)量、降低產(chǎn)品能耗、間接實(shí)現(xiàn)節(jié)能成為可能。
合理保留窯車面通道實(shí)現(xiàn)稀裝快燒隧道窯窯內(nèi)工藝制度一般不會(huì)改變,因此,窯內(nèi)的傳熱量大體是一個(gè)定值。如進(jìn)行快速燒成、增加進(jìn)車量,就能達(dá)到既增產(chǎn)又節(jié)能的目的。合理地保留窯車車面的通道、適當(dāng)?shù)南⊙b是實(shí)現(xiàn)這一目的的最佳途徑,德國(guó)、意大利等國(guó)的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。但是,有人擔(dān)心這樣做會(huì)減少產(chǎn)量,所以實(shí)行見(jiàn)縫插針的窯裝,就連原設(shè)計(jì)的車面通道也塞滿了小件產(chǎn)品。實(shí)際上,適當(dāng)加大窯車面通道和合理的稀裝,一方面可以加快窯車中部的傳熱速度,有利于縮小水平溫差;另一方面,窯車車面有了更大的空間,有利于熱煙氣更多地下行,縮小了上下溫差;同時(shí)可以盡快排除水汽和坯體由于物化反應(yīng)生成的氣體。這樣就可以實(shí)現(xiàn)快燒,稀裝造成的產(chǎn)量減少可以由快燒來(lái)彌補(bǔ)。更為重要的是,稀裝對(duì)產(chǎn)品的針孔及桔釉缺陷的減少有很大幫助,冷卻時(shí)由于急冷較快使光澤度提高,這樣就提升了產(chǎn)品品質(zhì),進(jìn)而可提高經(jīng)濟(jì)效益。控制入窯產(chǎn)品的水分適當(dāng)提高預(yù)熱帶中后段溫度,實(shí)現(xiàn)快燒適當(dāng)縮短隧道窯燒成的周期,是節(jié)能增效的最佳途徑。而能否縮短隧道窯燒成周期的關(guān)鍵因素,是確保在預(yù)熱帶初期使坯體快速升溫、在氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期保證各種物理、化學(xué)反應(yīng)快速進(jìn)行、預(yù)熱帶上下溫差不大。為縮短隧道窯燒成的周期,建議控制入窯產(chǎn)品的水分,適當(dāng)提高預(yù)熱帶中后段的溫度。現(xiàn)在大多存在這樣一個(gè)問(wèn)題:在半成品還沒(méi)有充分干燥或只是表面干燥的情況下,直接上釉,然后裝窯燒成這樣一來(lái),勢(shì)必造成坯體開(kāi)裂或針孔缺陷的出現(xiàn)。為了避免這樣的情況出現(xiàn),一般需降低窯頭溫度或減慢推車速度,有時(shí)二者兼用。降低窯頭溫度,意味著相當(dāng)一部分熱煙氣從預(yù)熱帶中后部被提前抽走,熱能未被充分利用;減慢推車速度,就延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期,降低了產(chǎn)量。這都造成了產(chǎn)品燒成耗熱量的增加 改善途徑 (1)必須嚴(yán)格控制入窯產(chǎn)品的水分在3%以下,充分保證在預(yù)熱帶初期能使坯體快速升溫,確保整條隧道窯燒成的工藝制度;(2)適當(dāng)提高預(yù)熱帶中后段溫度。因?yàn)榘氤善费趸纸狻⒕娃D(zhuǎn)化期及各種物理、化學(xué)反應(yīng)均在預(yù)熱帶中后段進(jìn)行。預(yù)熱帶中后段溫度不同區(qū)域分別提高50~100℃,可以進(jìn)一步促使這些反應(yīng)早一點(diǎn)完成;此外,適當(dāng)提高預(yù)熱帶中后段溫度,可使該段的窯內(nèi)壓力有所提高,迫使更多的熱煙氣下行,從而縮小上下溫差,有利于加快推車速度。這樣不但能實(shí)行快燒、增加產(chǎn)量、節(jié)約能源,還能減少產(chǎn)品缺陷,提高產(chǎn)品品質(zhì),增加經(jīng)濟(jì)效益。
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