節能型耐火材料隧道窯的設計與操作
瀏覽次數：1445 發布日期：2017年3月18日
耐火材料行業的節能對我們能源總消耗的降低，企業的利潤保證，空氣質量的提高有重要意義。據統計，各種耐火材料產品的能源（燃料、電、水等）消耗中，燃料所占的比重高達70~80%，耐火材料節能工作的重點，應是降低燃料的消耗。重點從設計與操作兩方面探討我國耐火材料隧道窯的節能。
隧道窯的設計
1、測量儀表的設計
合理的測量方案是很有必要的。這包含合理的測量溫度計間距及位置、必要的壓力測量儀器、合適位置的光學測量預留孔。其中的零壓位壓力表比燒成帶未段的窯內壓力表更高重要。適當增加燒成帶側墻測溫對溫度控制帶來方便。
對于耐火材料生產過程的操作人員來說，標準的溫度測量顯得沒有必要，我們只需找出磚垛實際溫度與儀表系統顯示的溫度的差距規律即可，而實際上大部分溫度控制人員都是這樣控制的。作為工藝制定人員，一定要知道這個差距并制定合適于儀表顯示的溫度曲線，因為作為半工半農的隧道窯溫度控制工人來說，他們更習慣于儀表顯示系統。而光學測溫系統作為一種補充手段，間隔地或出現異常情況時是必要的。
2、隧道窯拱頂的設計
中低溫隧道窯拱頂部分盡量設計成平拱，高溫隧道窯難以設計成平拱的盡量要接近于平拱，并且拱頂內斷面盡量保持一致。我國耐火材料隧道窯常見的拱頂結構為單心拱或三心拱，這種設計窯爐上部的空間利用率很低，并且由于上部空間過大，會出現上下溫差大、溫度難以控制、產品能耗大?，F在有部分中高溫隧道窯的設計采用了平拱頂，而另一種有意義的方式是多心拱模式。圖1與圖2為三心拱與多心拱拱頂結構。
這種多心拱拱頂結構經實踐證明是一種提高隧道窯產量、降低噸磚能耗的一種有效方式。此種結構在鄭州新密的一家耐火材料企業110米隧道窯生產中，為保證產品合格率（高鋁磚制品全年平均98%）及降低能耗（高鋁磚制品全年平均140kg標準煤）提供了重要保證。
3、風機及助燃風的設計
常見隧道窯中，一般有十幾個見機（含備用風機），種類有排煙風機，氣幕風機、攪拌風機、助燃風機、急冷風機、余熱風機、冷卻風機、車下風機及干燥洞排潮風機等。隧道窯的調整是一個復雜的過程，每一個風機、燒嘴、燃料質量及壓力、進出車、裝車方式等每一個部分及環節都會對隧道窯產生影響。每增加一個影響因素，總的影響組合將呈指數形式增加。所以，如果確實沒有必要，盡量減少風機數量等的影響因素個數。
部分產品隧道窯的急冷風機如直接結合鎂質產品，其急冷風機的設計是不應該的。有的設計單位從節能方面考慮設計了此類風機，但它會對產品的質量產生致命的影響，因為如鎂質產品的質量本質來說不是燒出來的，而是冷卻出來的，在高燒成溫度到1450℃這區間，是直接結合率形成的關鍵區域。節能的前提是保證優質的產品，不能單方強調節能而忽視對產品質量的影響。
助燃風機位置及管道的選擇是隧道窯節能的一個關鍵點。助燃風空氣帶進的熱量約占隧道窯熱收入部分的10%，助燃風每提高100℃，可以節省燃料消耗約5%。常規的耐熱風機可以承受500℃的高溫正常使用，所以助燃風風溫設計成400～450℃是比較合適的，而目前大部分隧道窯設計中都難以達到。
助燃風的另一種設計是通過燒成帶內墻通道進行預熱，據報道這種方式的設計能將風濕提高到1000℃，不過這種方式對燒成帶窯墻結構有較高的要求。目前還有一種提高助燃風的設計是將同一對燒嘴設計成交換燃燒的方式；同一時間只用其中一個燒嘴，另一個燒嘴作為排煙通道，高溫煙氣經過時對蓄熱材料進行加熱，一段時間交換燃燒燒嘴后，經加熱的蓄熱材料可以對通過的風進行預熱。
風機裝變頻器是很有必要的。變頻器的節能公式如公式1：公式1:E%＝{1－(H/50)3}×95%(E%為變頻器節省電量的百分比；H為正常使用時的變頻數值)根據上面公式，可以說只要風機不是全開狀態，加裝變頻器就有重大的節電意義。
隧道窯的操作
操作水平是隧道窯節能的實現手段，而作為此工段的管理者，要求的綜合能力水平應是相當高的，它要求對熱工知識、窯爐結構、氣體動力學、不同產品的工藝過程要求、管理水平等綜合知識與能力有相當的認識。而國內目前的專業畢業學生中愿意從事此工作的很少，普通工人又沒有這種綜合能力，這是我國隧道窯綜合能耗較高的一個制約因素。
1、溫度制度
溫度制度包括高燒成溫度及保溫時間，合理的冷卻制度。高溫度及溫度點個數對于耐火材料生產者基本都知道，而次高溫點往往被忽視。高溫點個數及合理的次高溫點分布是保證溫度穩定及推車速度的重要節點。
控制好空氣過剩系數，盡量用較小的過剩系數維持正常的生產。廢氣特別是如發生爐煤氣中氮氣和二氧化碳等無效組分氣體占近60%，有效可燃氣體約占40%左右,這些廢氣會帶走大量的熱，約占39.65%。
2、壓力制度
壓力制度控制中重要的是零壓位的穩定，這是窯內正、負壓力區域的分界點。理想的燒成帶要維持微正壓，具體數值根據不同隧道窯的設計有所不同。當調試到合理的正、負壓力大小后，盡量維持不變。而當根據生產需要加快進車速度進行大抽力操作時，需要同時調整排煙風機與冷卻風機并保持零壓位不變。
在燒成帶之后基本上都有抽熱風到干燥處的風機，此風機要開啟到合理程度。此處是隧道窯的弱壓區，若抽力過大溫度很容易出現前低后高，這種情況在生產硅磚時是很嚴重的問題。
3、裝車及進出車制度
“三分裝，七分燒”是耐火材料工作者對裝磚要求的經驗總結，我們在實際裝磚過程中要做到實處，通過合理的磚縫、火道來調氣流與熱量的分布。
穩定的進車速度，進出車速度是保證窯內溫度穩定的重要手段。特別是出車時當后窯門提起，由于冷卻風機是向窯內鼓風的正壓風機，當出車時，風機壓力難以正常維持到燒成帶，這時很可能出現供氧不足的現象。
冷卻風機有三大功能：維持整個隧道窯的正壓，對燒成制品的逐步冷卻及提供二次風（有的叫三次風）。提供部分氧氣這個能力很察明被忽視，而正是這一點對燒成帶與預熱帶交接部位溫度影響巨大。具體操作過程中要到出車迅速，窯尾不留空車位。
4、前后車間有效的配合
隧道窯能耗的高低是耐火材料生產企業綜合管理水平的一個集中反應，較低的能耗需要穩定充足的半成品供給能力，可以說穩定是節能的前提條件。而半成品供給能力是對成型車間，原料供應車間及機械設備管理水平的考驗。現實中企業管理者較多的是重成型，弱燒成。
成品檢選車間及時的檢選及過程中發現的產品質量問題反饋，有利于燒成車間及時對問題進行處理，避免更大問題的產生。
5、其它方面
溫度控制人員或車間管理者要適時繪制整個隧道窯的溫度曲線及壓力曲線，對整個隧道窯的情況及變化趨勢進行了解。隧道窯的能耗水平是設計合理性及耐火材料生產企業管理水平的綜合反應，也是企業利潤空間甚至產品競爭力的一個重要節點。做到低能耗需要管理者及操作人員付出長期的精心的努力。當我們對隧道窯的設計思想、窯爐特性、操作要求及產品的工藝特性都有較好的了解認識后，嚴格按各崗位的要求操作，是可以達到低能耗、高產量、優質量的要求的。
適時進行光學測溫并及時進行調整是保證合格率的有效手段，個人認為局部溫度短時間內相差不是太大時沒有必要進行調整，因為每一車的裝車情況難以保證嚴格的一致，頻繁的調整反而對制品不利。當必需調整時提倡及時、微量的調整，特別是對見機需要較大調整時，可以分成幾次進行，每一次調整后進行觀察，達到預期效果穩定后再進行下一次調整。做好風機等設備的保養及衛生工作。如冷卻風機是鼓風的，風網衛生要特別注意。筆者曾觀察過清除很少量冷卻風機風網垃圾后，對隧道窯的影響在第七天才較明顯地顯示出來。
上一篇：降低鋁熔損的爐渣處理措施
下一篇：軋鋼加熱爐使用硅酸鋁耐火纖維的經濟效益
