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磚瓦焙燒自動控制系統

磚瓦自動焙燒系統由隧道焙燒窯和干燥窯及其相關設施加上自動檢測和自動控制設備等構成一個磚瓦焙燒自動控制系統，整個系統中的各個設備必須配合協調，才能達到工藝要求的質量和產量效果。因此，有必要對系統中的有關工藝設施在焙燒過程中的作用原理作一個介紹。燒結磚焙燒、干燥工藝A、一次碼燒和二次碼燒的焙燒隧道窯和干燥隧道窯磚瓦的烘干和焙燒工藝分別由干燥隧道窯和焙燒隧道窯來完成，若干燥窯和焙燒窯尺寸相同，并采用一種窯車，經成型→碼車→烘干→焙燒，只做了一次碼磚坯就送到窯車上，故叫一次碼燒；二次碼燒的工藝特點是：干燥窯和焙燒窯采用不同的窯車，從成型到焙燒經過了兩次碼坯，即：成型→一次碼車→烘干→卸車→二次碼車→焙燒。B、幾個細分工藝1、進口工藝的大斷面隧道窯：送熱風機從焙燒窯的冷卻段抽出熱風到干燥窯烘干磚坯，干燥窯采用排潮風機負壓排潮；出磚窯門關閉，冷卻風機鼓風供給送熱和焙燒；抽煙和送熱風機并聯后與冷卻鼓風機串聯，風機串聯風量相等，風壓相加。2、傳統的小斷面隧道窯：采用一次碼燒，負壓或者正壓排潮工藝--從焙燒窯的預熱段抽煙并鼓風送熱到干燥窯。干燥窯有的采用排潮風機負壓排潮、有的采用正壓排潮；焙燒窯全為負壓。3、直通隧道窯：采用烘燒一體的一次碼燒，負壓排潮工藝--將烘干窯與焙燒窯連接成一體，在烘干段設計抽煙排潮風機，有的在焙燒預熱帶設計抽熱風機抽出熱風送到烘干段。4、窯體移動一次碼燒隧道窯：烘燒一體，有輪窯火走磚不走的特點，不需要窯車；窯體側墻和頂隨火帶移動而移動，其干燥和焙燒的特點與直通式隧道窯相同。近年來，已廣泛使用在隧道窯的熱工系統中將保溫、冷卻帶的余熱抽出，送入預熱帶或干燥帶（窯），從而大幅度提高了窯的熱效率，降低能耗。干燥窯和焙燒窯設施在自動控制系統中的作用隧道式干燥窯設施在自動控制中的作用A、負壓排潮烘干窯排出窯內產生的潮氣：利用排潮風機排潮；送熱風到烘干窯（抽煙或者抽熱）：送熱和風量到烘干窯；熱風風閘：調節熱風在烘干窯中分布；上述三種設備用來控制調節烘干窯內的溫度和濕度。排潮和送熱風機串聯，風量決定于二者中較小者，風壓為二者之和。采用抽煙風機送熱時，排潮風量將影響焙燒工藝；改變各個車位熱風閘的開度就可調節各個車位的相對溫度和排潮效果。循環風機：頂部供熱需要循環風機將熱風壓向坯垛底部，并攪動空氣以減少頂部與底部的溫差；頂車：當溫度和時間都達到標準時需及時頂車，調整頂車時間可以改變預熱、焙燒、保溫各帶的前后位置和長度，改善焙燒條件。排潮口：當排潮口的溫度高于45℃時才不會產生冷凝水，考慮到冬天和夏天磚坯的溫差有30℃左右的因素，在設計時應設計多個排潮口，配合風量調整排潮口位置，解決冬季因潮濕倒窯和烘干效果問題。監控調節烘干窯溫度的4個方法：穩定熱風溫度和風量、調節熱風入口、調節排潮出口、穩定排潮風量（大于送熱風量10%左右）。B、正壓排潮烘干窯排潮口：排潮口排出的熱氣溫度在45℃以上，熱氣流上升，（煙囪）產生微負壓和送熱正壓一起排潮，排潮風量主要決定于焙燒抽煙風機鼓入的風量。熱風分布：調節各送熱口的位置及大小以調節干燥窯各點的溫度、風量和磚坯的脫水速度，得到一個合理的磚坯溫度曲線和脫水曲線。抽煙風機：產生負壓作用于焙燒窯，從焙燒窯出磚口吸入，焙燒帶產生的煙氣通過抽煙風機從焙燒預熱段抽出，從抽煙風機出口以正壓鼓入干燥窯烘磚。排潮口：正壓排潮人工干燥室的排潮口，為排除磚坯水份的通道，直接接通大氣。受外界溫度、氣壓（空氣比重）影響極大，必須可調節。監控調節烘干窯溫度的3個方法：穩定熱風溫度和風量、調節熱風入口、調節排潮口位置和風閘。隧道式焙燒窯的設施在自動控制系統中的作用抽煙風機：焙燒窯供風（抽風供氧）燃燒和送熱風給干燥窯。在焙燒窯的冷卻和保溫帶中磚余熱傳給風、在焙燒帶中內摻燃燒發熱給磚和風、在預熱帶中風傳熱給磚。一是抽取窯內煙氣（熱）送去干燥磚坯，二是造成焙燒、保溫、冷卻帶來的負壓以吸入空氣。若風量增加，通常會出現冷卻和保溫帶溫度降低，預熱帶溫度增加和焙燒帶發熱和散熱熱平衡。送熱風機：從冷卻帶抽熱送烘干窯烘磚。當風量增加時，冷卻帶溫度降低，保溫、焙燒、預熱帶溫度下降；當風量減少時，冷卻帶溫度增加，保溫、焙燒、預熱帶溫度增加。車底：隧道焙燒窯的窯車底為一個貫通的風道，通過窯車兩邊的擋風板和沙槽把車底和窯內空氣隔開。如果車底壓力與窯內壓力相對平衡時，車底風不能進入窯內導致底部出生磚；也不讓窯內風從窯內竄下車底而燒窯車。車底的溫度一般控制在70℃~90℃以內。沙密封：向加沙口加綠豆大小的粗砂，通過窯車擋板帶走并布滿全部沙槽，隔斷底部與窯內的風道，減少出生磚，避免燒窯車。車底平衡風機和壓力檢測控制：為了使車底壓力與窯內壓力平衡相等，一些窯設計了車底平衡風機。對小斷面隧道窯來說窯內是全負壓焙燒，車底平衡風機都是抽風；對出磚窯門密封采用冷卻風機鼓風供氧的中大斷面隧道窯來說，窯內壓力前段（預熱帶）為負壓，冷卻段為正壓，平衡風機一個抽風，一個鼓風。一般安裝2對壓力檢測，通過變頻調節2個風機的風量，使前段和后段的車底壓力與對應窯內壓力相等平衡。特別提醒的是，如果車底有三個隔斷（進車，中，出車），調節壓力平衡的效果好得多。加變頻的平衡風機和壓力檢測可以實現車底平衡自動控制。車底平衡閘：其作用相當于產生負壓的平衡風機，但是不方便實現自動平衡控制，同時在正壓段不能提平衡閘。低溫預熱哈風閘：從進車到560℃之間的車位（即1~10車位）的哈風閘叫低溫預熱哈風閘，低溫預熱哈風閘的總開度決定了總風量，開度的組合變化決定了1~10車位溫度分布。低溫預熱哈風閘的最大拉閘高度約為哈風閘半徑，拉閘個數為總風道直徑與哈風閘直徑的倍數的平方。例如總煙道直徑為1.2米，哈風閘直徑為0.4米，其總風道直徑與哈風閘直徑的倍數為：1.2÷0.4=3,滿閘的個數為：32 = 9個，平均開度為半閘，則應該有18個，即9對閘。這樣才不會讓風壓損失在風閘上。特別需要指出的是，當用變頻器調風機時，應該給哈風閘的通風面積開滿，以保證風壓不消耗在風閘上。閘形和開度決定了火速即產量；在自動焙燒控制時，空心磚，多孔磚，標磚需各用一種閘形；濕坯和干坯進窯的閘形也不相同；當風機調到干燥窯所需風量的轉速下限時火速仍然過快，則需要調整閘形和開度。閘形開度原理與溫度關系：拉哈風閘就是調節對應車位流過的熱煙氣量，流過的熱煙氣量越多越久，交換給磚的熱量就越多，溫度也就越高。各種閘型的高度和各個車位通過的熱煙氣量估算和溫度如下圖所示：

三種閘形的開度--車位圖

三種閘形的通風量--車位圖

三種閘形的溫度--車位圖從溫度--車位圖的分布看出，順梯形閘在10車位的溫度高于橋型閘溫度，橋型閘高于倒梯形閘。所以順梯形閘對焙燒最有利，預熱溫度高，火下底，焙燒快省煤，產量高，橋型閘次之，倒梯形閘產量最低。從排潮角度講，橋型閘和倒梯形閘可以降低焙燒火速，而排潮溫度較高，有利排潮；直通窯一般在干燥段拉一個橋型閘，再在焙燒低溫預熱段拉另一個橋型閘，組成烘燒一體；從提高煙熱的角度講，橋型閘和倒梯形閘從焙燒窯向干燥窯放熱比順梯形放熱多，所以當磚坯不干時和新窯起火時常用橋型閘，燒空心磚也多半用橋型閘來解決預熱快的矛盾；當需要高產和燒標磚時多用順梯形閘，“順梯形閘產量高”就是這個道理，這也說明，火不下底或者火跑面，影響產量的主要原因在預熱段的底溫低于頂溫。高溫預熱帶哈風閘：高于560℃到最高溫度車位的閘為高溫預熱帶哈風閘，或叫近閘，近閘主要用于燒蹲（吊）火，放慢火速，解決爆坯，提高煙溫的放熱操作。是應急用閘，一般使用了一個頂車時間后就關掉，不然火速減慢，產量降低。冷卻段抽熱哈風閘：當內摻發熱量過高，最高溫度車位不變，冷卻帶溫度高時可以使用抽熱閘。對于火速慢火帶靠后的情況，不宜使用抽熱哈風閘，因為抽熱哈風閘將導致火速更慢。使用抽熱閘時抽熱口需遠離焙燒段，對始終在冷卻段抽熱的大斷面焙燒窯來說，當最高溫度車位在18、19等車位以后，由于離抽熱口距離小于10個車位，導致火速減慢，產量降低。低溫預熱帶的火眼：低溫預熱帶揭開火眼的作用--當總風量不變的情況下，向窯內灌入冷風并降低窯內溫度，同時減少高溫預熱段和焙燒段的風量，使焙燒火速減慢。低溫預熱帶揭開火眼后，焙燒段、保溫段和冷卻段溫度增加。一般在濕坯進窯采用揭開火眼，解決烘干需要風大和焙燒需要風小減慢火速和頂車的矛盾。在自動控制焙燒時，除非干燥窯溫太高，一般不宜長期揭開該段火眼焙燒。高溫預熱帶的火眼：當需要降低高溫預熱帶和低溫預熱帶溫度時，應揭開該段火眼。揭開火眼后，烘干風量增加、焙燒風量減少、保溫帶將變長、冷卻段溫度增加。其另一個作用就是用火眼外投引火煤。焙燒帶火眼：從850℃以上到最高溫度車位的火眼為焙燒帶火眼，該段一般為負壓段，揭開該段火眼，可以降低焙燒段溫度，預熱帶溫度不變，保溫段和冷卻段溫度增加。焙燒帶火眼揭開后，一旦焙燒段溫度降下來，應立即蓋上。另一個作用就是從火眼看火，投煤升溫，加沙降溫。保溫帶火眼：從最高溫度下降到850℃的車位為保溫帶火眼，該段窯內為負壓時揭開火眼，焙燒段、保溫段溫度降低，冷卻段溫度增加；當該段窯內為正壓時揭開火眼，焙燒段、保溫段溫度增加，冷卻段溫度降低。高溫處理一般揭開該段火眼或者焙燒和保溫帶火眼一起揭開，如果只揭開焙燒帶的火眼，保溫段溫度可能升高而出過火磚。該段火眼揭開后，一旦溫度降下來，應立即蓋上。另一個作用是從火眼外投保火煤。碼窯與通風燃燒：“邊密中稀，上密下稀”是相對稀密碼窯原則。相對稀密的目的是通風平衡，溫度平衡，溫差減小。檢驗相對稀密碼窯的量化辦法有3個：A、碼窯尺寸檢驗：磚坯與窯墻平均間隙小于100mm,頂歇小于150mm;磚坯密度270~300塊標塊/立方米；坯垛橫斷面通風總面積與窯通道橫斷面積的百分比在30%左右；通風總面積中，頂隙面積與側隙面積占通風總面積的30%左右。B、層面溫度測試：測試焙燒帶幾個車位，兩頂側，頂中，兩底側的溫度，層面溫差應小于50℃。相對溫度高的地方應該變稀，溫度低的地方加密；C、產品尺寸測試：檢查出磚的尺寸，長度尺寸大的地方碼坯加密，尺寸小的地方變稀。自動控制焙燒時，窯車底部溫度和頂部溫度層面溫差可通過噴煤粉的方法使其降到最小。頂車：內摻煤磚頂車的燒結作用--冷卻段出產品，焙燒段添加燃料。在溫度升溫達到850℃及以上，磚瓦進入燒結階段，溫度越高，燒成時間越短；反之，溫度越低燒成時間越長。燒結磚的燒熟程度與溫度和燒結時間關系如下：粘土標磚的燒成時間-溫度關系

燒結溫度	850	900	950	1000	1050	1100
燒熟時間	13	9	5	2.5	1.5	1

通過將低溫長燒與高溫短燒的溫度作比較，其溫度的變化不超過50℃，但最高溫度降低50℃左右，其焙燒時間將延長一倍；在定溫、定點、定帶的原則下，頂車的快慢決定于火行速度。磨煤噴粉機：煤粉噴入窯內燒磚是提高外投煤燃燒效率的節煤燒磚方法，在國外外燃煤燒磚工藝中已是成熟技術。用利馬高科（成都）有限公司的自動磨煤噴粉機代替人工外投煤，不僅解決了計算機焙燒中自動投煤難點，而且提升底部溫度效果特好，可以節約外投煤50%以上。噴風外投燃料機：主要用于鋸末，麥殼，秸稈作為外燃料自動噴入窯內燒磚，也可以用于自動外投煤。

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