【正文】 。圖11為工作原理示意圖，噴口對稱布置在爐子兩側(cè)，兩側(cè)的噴口交替進行噴氣和排煙。經(jīng)過半個換向周期以后控制系統(tǒng)發(fā)出指令，換向機構(gòu)動作，空氣換向或空氣、煤氣同時換向。單預熱助燃空氣時只有空氣經(jīng)過蓄熱室預熱，同時預熱助燃空氣和煤氣燃料時，另有一套和以上原理相同的蓄熱系統(tǒng)作為煤氣預熱。（2）高溫空氣燃燒技術的特點①高溫預熱空氣燃燒如前所述，陶瓷窯節(jié)能技術的研究和改進方向都是以回收廢氣中的顯熱，提高進入爐窯的空氣溫度達到提高熱效率的目的。按照國內(nèi)學者提出的工業(yè)爐應當實現(xiàn)“高爐溫、煙溫、高余熱回收和低爐子惰性”的所謂“三高一低”理論，燃燒溫度的極大提高有利于實現(xiàn)加熱爐的工藝要求，但同時將大大提高NOx的生成與排放。e 可用燃料熱值范圍的適應性擴大。圖12是低NOx燒嘴的工作原理圖。在實際應用中，一次燃料在富氧條件下進行，屬于高溫擴散燃燒，必然導致大量的NOx生成。為了保證二次燃料形成超低NOx燃燒，必須在設計供給通道時，考慮燃料在空間的擴散、與爐氣的混合和射流角度及深度。 高速燃燒器技術 （1）高速燃燒器的原理高速燃燒器是高速管式加熱裝置的核心部件。燃氣和空氣在燃燒室內(nèi)進行強烈的混合和燃燒，完全燃燒的高溫煙氣以非常高的流速噴進窯內(nèi)與產(chǎn)品進行強烈的對流換熱。④負荷調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)比可達1：50。由于燃燒效率高、爐內(nèi)氣體的強制循環(huán)及攪拌效果好、除火道外不另設燃燒室、爐內(nèi)氣氛容易調(diào)節(jié)等因素，所以可以節(jié)省燃料10～25%。 （3）高速燃燒器的構(gòu)造空氣燃氣圖13 高速燃燒器構(gòu)造圖1—空氣孔；2—燃氣分配室；3—燃氣孔；4—點火針；5—燃氣入口；6—空氣入口；7—第一段燃燒室；8—螺旋狀縫隙孔；9—第二段燃燒室；10—燃燒室縮口；11—冷卻燃燒室縮口用空氣入口；12—噴頭；13—冷卻空氣出口 增加預混設施對于不想投入大量資金進行節(jié)能改造的企業(yè)，可以采用預混式燃燒技術，使空氣和燃氣得到充分混合，使燃燒在最合適的過?？諝庀禂?shù)工況下工作，達到節(jié)能的目的。采用自主研發(fā)的漩流燃燒器，產(chǎn)生二次漩流，大大提高燃燒效率，節(jié)省能耗；利用自主研發(fā)的防爆無阻尼氣體流量傳感器、物體傳感器、電控閥門、漩流燃燒器等構(gòu)成系統(tǒng)全面的中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對燃氣和空氣的自動配比和精確控制，性能安全穩(wěn)定。A、空氣壓力引射型利用空氣的壓力引射燃氣，制得混合氣。這種混合器適用于混合氣壓力較低以及燃氣供應壓力較高的場合。一類是混合器位于風機的上游，這種混合氣屬于空氣壓力引射型，混合氣流量調(diào)節(jié)比可以達到1：5，一臺混合器與一臺風機構(gòu)成一套混合氣供氣系統(tǒng)，設計中通常采用一套使用，一套備用的方式，因此整個燃燒系統(tǒng)燃燒能力調(diào)節(jié)比可達1：10。但這類單臺混合器預混燃燒系統(tǒng)燃燒能力調(diào)節(jié)比小，有時難于滿足生產(chǎn)工藝對溫度的要求。根據(jù)燃氣供應條件和生產(chǎn)工藝對燃燒系統(tǒng)的要求，篩選出最佳工藝方案。B、混合器混合器的設計或選型應充分考慮以下幾個因素：a、混合氣的生產(chǎn)能力及調(diào)節(jié)比；b、 混合氣的壓力參數(shù)c、燃料和助燃風供應的動力條件；d、 燃燒器運行動力條件。根據(jù)燃燒空間爐壓、溫度以及溫度分布的均勻性要求確定燃燒器的數(shù)量、布置和結(jié)構(gòu)。對關鍵部位的壓力參數(shù)，設置壓力開關、壓力上限和下限。（1）系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及硬件配置輥道窯兩級微機控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件配置框圖如圖14所示。①上位機作為生產(chǎn)管理級的上位機是采用星河—0520型微機系統(tǒng)，其以XH—0520CH作為主機，配備有640450高分辨率的彩色顯示器及M—1724型24針打印機各一臺，主機內(nèi)存640K，硬盤容量20M，并配有兩個360K軟盤驅(qū)動器。本系統(tǒng)配有兩組I/V轉(zhuǎn)換器，其中一組的轉(zhuǎn)換范圍是把0～10mA轉(zhuǎn)換成0~9V，以適應12位A/D卡；另一組的轉(zhuǎn)換范圍是把0~10mA轉(zhuǎn)換成5~+5V，以適應8位A/D卡。還有相應控制回路的自動—手動切換及手操器，并配有兩臺多點聲光報警儀，作為參數(shù)越限報警用。在這9個控制回路中有4個單回路控制系統(tǒng)(氣壓、氣溫、窯壓、預干燥帶)，有一個串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)(頂窯)，3個窯溫—爐溫智能—模糊串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一個靜態(tài)解藕控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是使主變量(窯溫)穩(wěn)定，較好地克服進入副回路的各種干擾(諸如氣壓波動、噴咀瞬間堵塞、氣質(zhì)變化等)，使干擾還未影響到窯溫前就獲得調(diào)節(jié)，另外，由于設置了主調(diào)節(jié)器，使得干擾影響到窯溫后，主調(diào)節(jié)器亦能通過調(diào)整爐溫給定值實現(xiàn)對窯溫的校正。圖18靜態(tài)解藕PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 ④軟件功能及程序結(jié)構(gòu) 本級功能是實現(xiàn)直接數(shù)字控制及人機對話管理，其包括如下內(nèi)容：屏幕畫面顯示、管理；上下位機定時通信；實現(xiàn)智能模糊—PID串級中的模糊主調(diào)節(jié)器算法；實現(xiàn)對噴咀極限狀態(tài)的判斷及報警；實現(xiàn)操作人員對控制系統(tǒng)的了解及干預，實現(xiàn)所有普通控制系統(tǒng)的算法控制。 （3）生產(chǎn)管理級 作為控制用的下位機是容量較小的八位機，由于控制功能較多，內(nèi)存開銷大，無法進行復雜的管理，為了提高工廠的管理水平及圖形顯示質(zhì)量，選用XH一0520CH作為上位機，對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督管理。見圖19。輥道窯兩級微機系統(tǒng)集控制和管理于一體，硬件配置合理，可靠性高，功能較強，適合一般工人操作，本系統(tǒng)在輥道窯上首次開發(fā)了窯溫與爐溫的“智能—模糊—串級”控制系統(tǒng)及靜態(tài)解藕控制系統(tǒng)，大大地提高了窯爐的控制精度。實踐證明，該技術在輥道窯上改造應用達到以下效果：大大改善燃料燃燒效果，減少助燃風用量，大幅減少廢氣排放，廢氣帶走的熱量也大幅減少，從而達到節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染的效果；可減少窯爐橫向溫差，燃燒充分，有利于產(chǎn)品質(zhì)量提高；減少產(chǎn)品色差，減少針孔，提高釉面光結(jié)度、平整度等效果；減少冷卻壓力，減少風裂現(xiàn)象。附件一：2009年1月份至2010年2月份華南地區(qū)液化石油氣及二甲醚價格均價變化分析液化石油氣華南地區(qū)國產(chǎn)氣華南地區(qū)進口氣進口氣均價LPG均價(國產(chǎn)amp。該技術若對現(xiàn)有輥道窯進行改造，每條窯爐僅需20～30萬元左右，但能為廠家?guī)砻磕?00萬元以上的節(jié)能效果。圖19 下位機軟件執(zhí)行過程框圖圖6上位機管理軟件總體結(jié)構(gòu)框圖 熱風助燃及富氧燃燒技術 熱風助燃及富氧燃燒技術是采用高達300度的熱風作助燃空氣，在必要時利用分子膜篩過濾空氣中氮分子以提高助燃風氧氣含量（氧含量高達30%），從而改善燃料燃燒初始溫度，加快燃料燃燒速度，大大降低燃料用量，達到節(jié)能降耗，減少環(huán)境污染的目的。整體結(jié)構(gòu)如圖20所示。 為了減少工人的勞動強度，提高數(shù)據(jù)的真實性，設計由機器每隔半小時(時間間隔可任定)打印一次各測量點溫度的實測值。 整個控制程序采用模塊結(jié)構(gòu)，每個模塊完成一個獨立的任務。經(jīng)過長期研究，采用可以總結(jié)人們操作經(jīng)驗的模糊控制算法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍然采用串級形式，把模糊控制算法(兼有一定的智能判斷)引進到主調(diào)節(jié)器里，用以對付復雜的窯爐特性而副調(diào)節(jié)器仍用PID算法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖17所示。 ①頂爐的窯溫—爐溫PID串級調(diào)節(jié)系統(tǒng) 窯溫是燒成帶的主要控制指標，是產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關鍵之一，由于頂爐和窯道之間設有隔焰板，從爐膛出來的高溫煙氣直接進入窯內(nèi)，所以爐溫對窯溫的影響是較快的。 （2）過程控制級 過程控制級由下位機、各種轉(zhuǎn)換單元、顯示儀、手操器、報警器及執(zhí)行機構(gòu)所組成。 ④常規(guī)儀表盤 作為后備，系統(tǒng)還有兩塊21001100框架式儀表盤。在所配置的A/D、D/A卡中，12位卡用于被控溫度、壓力信號的轉(zhuǎn)換，以提高轉(zhuǎn)換精度，而8位卡則用于控制信號的輸出轉(zhuǎn)換以及一些只需顯示而不需控制的過程變量的轉(zhuǎn)換。上下位機的通信采用RS—232C標準通信卡，進行異種機型的通信。 采用兩級微機控制系統(tǒng)窯爐是建材工業(yè)中能耗最大的設備，約占整個生產(chǎn)過程設備總能耗的60~80%，據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有輥道窯除了有60多條是從國外引進外，其余都是國內(nèi)自己設計建造的，能耗高、自動化水平較低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，缺乏市場競爭能力。D、安全防爆設施高水平的燃氣預混燃燒系統(tǒng)應該配備完善的安全防爆設施，混合氣管路的進口和出口之問應設置阻火器，止回閥或單向闐以及防爆器，燃氣供應管路上應設置快速切斷閥。C、燃燒器燃燒器結(jié)構(gòu)的設計或選型應考慮回火防爆因素。③主要設備的選型A、風機風機風量的確定與整個系統(tǒng)的燃燒能力與調(diào)節(jié)比直接相關，風機壓力的確定可參考管路與設備的阻力計算以及生產(chǎn)測定數(shù)據(jù)。原始資料應包括燃氣的物理和化學性能指標，燃氣供應的動力條件，正常燃燒能力以及燃燒能力調(diào)節(jié)比，生產(chǎn)工藝對燃燒工況的要求等內(nèi)容。另一類燃氣預混燃燒系統(tǒng)，混合器位于風機的下游，風機后的燃氣混合器的類型可選用三種類型中的任一種類型，105kJ／h，但也有個別系統(tǒng)的燃燒能力大于4105kJ／h。這種混合器適合于混合氣壓力較高以及大容量的場合，混合氣流量的調(diào)節(jié)幅度大?；旌蠚饬髁客ㄟ^空氣進行調(diào)節(jié)，流量調(diào)節(jié)比一般為1：4左右。通過改造可以實現(xiàn)減低能耗和減少有害氣體的排放，達到 “節(jié)能減排、利國利民”的宗旨。（1）預混式二次燃燒技術原理：預混式二次燃燒系統(tǒng)是由混氣管、燃氣與鼓風管路、燃燒體和自動控制四大部件構(gòu)成，其主要機理是根據(jù)火焰?zhèn)鳠?、熱量的輻射和對流、煙氣的利用以及物體對熱量的吸收等因素之間的相互關系，采用可燃氣體與空氣進行預混后再高速噴射燃燒產(chǎn)生紫紅色外焰短火焰的方法，短火焰在爐膛中受噴射的推力沿著爐腔與火道形成旋流噴射，使熱輻射能量及煙氣在爐膛中螺旋式推進，延長熱能量在爐膛中停留的時間，降低排煙速度和排煙溫度，減少排煙濃度和煙氣中的含氧量，～，節(jié)能效果十分明顯，節(jié)氣率可達10%～25%，具有很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。②燃燒室要求特殊的耐高溫耐沖刷的材料。⑥由于燃燒反應在火道內(nèi)瞬時完成，故在惰性氣氛的爐內(nèi)也不會滅火。 ②煙氣在火道內(nèi)劇烈膨脹以及火道出口設有煙氣噴口,所以煙氣出口速度非常高,可達200～300m/s。高速燃燒器有兩個作用,一是燃氣在非常高的熱強度下燃燒,二是高溫煙氣以非常高的流速(200～300m/s)的速度噴出燃燒室,從而增加爐內(nèi)對流作用。蓄熱式加熱爐能獲得很好的流場、溫度場和濃度場分布，能滿足高效、優(yōu)質(zhì)、低耗和環(huán)保的加熱工作需要。顯然，燃燒時一次燃料和二次燃料的調(diào)節(jié)有一個最佳值。一次燃料比二次燃料少得多，一次燃料的燃燒屬于富氧燃燒，在高溫條件下會很快完成，在流經(jīng)優(yōu)化設計的噴口后，會形成高速煙氣射流和周圍的卷吸回流流動，大量燃料則通過二次燃料通路射入含氧量低于15%的高溫煙氣中，這時燃料的燃燒不存在傳統(tǒng)擴散火焰中的局部熾熱高溫區(qū)。（2）貧氧燃燒的火焰特征傳統(tǒng)燃燒方法當火焰溫度增加時，熱力NOx的生成量急劇上升。c 燃料的蒸發(fā)、裂解、自燃等燃燒的全過程都得以加速進行。傳統(tǒng)燃燒具有從火焰?zhèn)鞑ブ猩傻撵o態(tài)火焰，且具有局部熾熱點，爐內(nèi)溫度分布不均。也就是當常溫空氣由換向閥進入蓄熱室后，在經(jīng)過陶瓷蜂窩蓄熱體時被加熱，在極短時間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般比爐膛溫度低50～100℃，這還取決于蓄熱體的蓄熱容量和蓄熱速率），然后此高溫空氣以相當高的速度噴入爐膛，進而抽引周圍爐內(nèi)的氣體形成一股含氧量大大低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時往稀薄高溫空氣附近注入燃料（燃油或燃氣）。此時空氣從左側(cè)通道(或燒嘴)噴口噴出并與燃料混合燃燒，這時右側(cè)噴口(或燒嘴)作為煙道。被蓄熱體預熱后的空氣從右側(cè)通道(或燒嘴)噴出并與燃料混合燃燒。 陶瓷燒成節(jié)能技術 （1）高溫空氣燃燒技術原理 高溫空氣燃燒技術是最新發(fā)展起來的先進燃燒技術，具有高效節(jié)能和超低NOx排放等多種優(yōu)點，又被稱為環(huán)境協(xié)調(diào)型燃燒技術。數(shù)據(jù)顯示，少空氣干燥器的干燥周期是傳統(tǒng)干燥器的1/4～1/5，由于干燥周期的變化，干燥室的數(shù)量可以大幅度的減少。在合理的干燥制度下，通過干燥器的排放管道間斷地對外排放濕空氣或進行坯體的冷卻，干燥原理如圖10所示。內(nèi)外擴散是傳質(zhì)過程，需要吸收能量。整個干燥系統(tǒng)運行采用全自動控制。 （1）設備適應范圍和干燥原理 ①適用范圍 少空氣快速干燥器主要適用于衛(wèi)生陶瓷、電瓷和日用陶瓷等可塑和注漿成形產(chǎn)品坯體的干燥。傳統(tǒng)干燥設備由于熱風與產(chǎn)品熱交換時間短即排出，造成產(chǎn)品干燥能耗高、干燥周期長、干燥不均，最終導致產(chǎn)品局部收縮不均而開裂。 （8）安裝電磁自動振動裝置，防止物料粘壁等。由于板式換熱器的散熱面積大，換熱效率高，目前國內(nèi)外噴霧干燥器通常都是利用空氣—液體—空氣型板式換熱器回收廢氣余熱。當離開干燥的熱風（廢氣）溫度較高時，其熱量損失就更大了?？商岣吣酀{的流動性，降低其粘度，改善霧化性能，有利于干燥速度的提高，降低了單位粉料的耗能量，達到了節(jié)能的效果。 （2）提高陶瓷泥漿的濃度及溫度 陶瓷泥漿的濃度越大，其含水率越低,生產(chǎn)單位成品干粉所需蒸發(fā)的水分就越少，即所需的熱量就越少。 干燥系統(tǒng)的節(jié)能 陶瓷干燥工序占總能耗的20%，因此，干燥系統(tǒng)的節(jié)能也是很重要的。根據(jù)我們在陶寶陶藝制品廠的燃燒結(jié)果，二甲醚與液化石油氣相比，替代比為（～）：1，按目前液化石油氣6500元/噸，DME按照4500元/噸計算，～%，每噸可節(jié)約燃料費用1100～1550元。如果以目前價格計算，LPG出庫價格在6300元/噸，DME出庫價格為4300元/噸