【正文】 。圖11為工作原理示意圖，噴口對(duì)稱(chēng)布置在爐子兩側(cè)，兩側(cè)的噴口交替進(jìn)行噴氣和排煙。經(jīng)過(guò)半個(gè)換向周期以后控制系統(tǒng)發(fā)出指令，換向機(jī)構(gòu)動(dòng)作，空氣換向或空氣、煤氣同時(shí)換向。單預(yù)熱助燃空氣時(shí)只有空氣經(jīng)過(guò)蓄熱室預(yù)熱，同時(shí)預(yù)熱助燃空氣和煤氣燃料時(shí)，另有一套和以上原理相同的蓄熱系統(tǒng)作為煤氣預(yù)熱。（2）高溫空氣燃燒技術(shù)的特點(diǎn)①高溫預(yù)熱空氣燃燒如前所述，陶瓷窯節(jié)能技術(shù)的研究和改進(jìn)方向都是以回收廢氣中的顯熱，提高進(jìn)入爐窯的空氣溫度達(dá)到提高熱效率的目的。按照國(guó)內(nèi)學(xué)者提出的工業(yè)爐應(yīng)當(dāng)實(shí)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(shí)現(xiàn)加熱爐的工藝要求，但同時(shí)將大大提高NOx的生成與排放。e 可用燃料熱值范圍的適應(yīng)性擴(kuò)大。圖12是低NOx燒嘴的工作原理圖。在實(shí)際應(yīng)用中，一次燃料在富氧條件下進(jìn)行，屬于高溫?cái)U(kuò)散燃燒，必然導(dǎo)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(shè)計(jì)供給通道時(shí)，考慮燃料在空間的擴(kuò)散、與爐氣的混合和射流角度及深度。 高速燃燒器技術(shù) （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?xì)夂涂諝庠谌紵覂?nèi)進(jìn)行強(qiáng)烈的混合和燃燒，完全燃燒的高溫?zé)煔庖苑浅８叩牧魉賴(lài)娺M(jìn)窯內(nèi)與產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)烈的對(duì)流換熱。④負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)比可達(dá)1：50。由于燃燒效率高、爐內(nèi)氣體的強(qiáng)制循環(huán)及攪拌效果好、除火道外不另設(shè)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?xì)鈭D13 高速燃燒器構(gòu)造圖1—空氣孔；2—燃?xì)夥峙涫遥?—燃?xì)饪祝?—點(diǎn)火針；5—燃?xì)馊肟冢?—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(yù)混設(shè)施對(duì)于不想投入大量資金進(jìn)行節(jié)能改造的企業(yè)，可以采用預(yù)混式燃燒技術(shù)，使空氣和燃?xì)獾玫匠浞只旌希谷紵谧詈线m的過(guò)?？諝庀禂?shù)工況下工作，達(dá)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(wú)阻尼氣體流量傳感器、物體傳感器、電控閥門(mén)、漩流燃燒器等構(gòu)成系統(tǒng)全面的中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夂涂諝獾淖詣?dòng)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?xì)?，制得混合氣。這種混合器適用于混合氣壓力較低以及燃?xì)夤?yīng)壓力較高的場(chǎng)合。一類(lèi)是混合器位于風(fēng)機(jī)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(dá)到1：5，一臺(tái)混合器與一臺(tái)風(fēng)機(jī)構(gòu)成一套混合氣供氣系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中通常采用一套使用，一套備用的方式，因此整個(gè)燃燒系統(tǒng)燃燒能力調(diào)節(jié)比可達(dá)1：10。但這類(lèi)單臺(tái)混合器預(yù)混燃燒系統(tǒng)燃燒能力調(diào)節(jié)比小，有時(shí)難于滿足生產(chǎn)工藝對(duì)溫度的要求。根據(jù)燃?xì)夤?yīng)條件和生產(chǎn)工藝對(duì)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(shè)計(jì)或選型應(yīng)充分考慮以下幾個(gè)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(fēng)供應(yīng)的動(dòng)力條件；d、 燃燒器運(yùn)行動(dòng)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(duì)關(guān)鍵部位的壓力參數(shù)，設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)、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(jí)微機(jī)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(jī)作為生產(chǎn)管理級(jí)的上位機(jī)是采用星河—0520型微機(jī)系統(tǒng)，其以XH—0520CH作為主機(jī)，配備有640450高分辨率的彩色顯示器及M—1724型24針打印機(jī)各一臺(tái)，主機(jī)內(nèi)存640K，硬盤(pán)容量20M，并配有兩個(gè)360K軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)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(yīng)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(yīng)8位A/D卡。還有相應(yīng)控制回路的自動(dòng)—手動(dòng)切換及手操器，并配有兩臺(tái)多點(diǎn)聲光報(bào)警儀，作為參數(shù)越限報(bào)警用。在這9個(gè)控制回路中有4個(gè)單回路控制系統(tǒng)(氣壓、氣溫、窯壓、預(yù)干燥帶)，有一個(gè)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(頂窯)，3個(gè)窯溫—爐溫智能—模糊串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一個(gè)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(jìn)入副回路的各種干擾(諸如氣壓波動(dòng)、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(shè)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(guò)調(diào)整爐溫給定值實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jí)功能是實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制及人機(jī)對(duì)話管理，其包括如下內(nèi)容：屏幕畫(huà)面顯示、管理；上下位機(jī)定時(shí)通信；實(shí)現(xiàn)智能模糊—PID串級(jí)中的模糊主調(diào)節(jié)器算法；實(shí)現(xiàn)對(duì)噴咀極限狀態(tài)的判斷及報(bào)警；實(shí)現(xiàn)操作人員對(duì)控制系統(tǒng)的了解及干預(yù)，實(shí)現(xiàn)所有普通控制系統(tǒng)的算法控制。 （3）生產(chǎn)管理級(jí) 作為控制用的下位機(jī)是容量較小的八位機(jī)，由于控制功能較多，內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)大，無(wú)法進(jìn)行復(fù)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(jī)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理。見(jiàn)圖19。輥道窯兩級(jí)微機(jī)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(qiáng)，適合一般工人操作，本系統(tǒng)在輥道窯上首次開(kāi)發(fā)了窯溫與爐溫的“智能—模糊—串級(jí)”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(shí)踐證明，該技術(shù)在輥道窯上改造應(yīng)用達(dá)到以下效果：大大改善燃料燃燒效果，減少助燃風(fēng)用量，大幅減少?gòu)U氣排放，廢氣帶走的熱量也大幅減少，從而達(dá)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(fēng)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(jià)格均價(jià)變化分析液化石油氣華南地區(qū)國(guó)產(chǎn)氣華南地區(qū)進(jìn)口氣進(jìn)口氣均價(jià)LPG均價(jià)(國(guó)產(chǎn)amp。該技術(shù)若對(duì)現(xiàn)有輥道窯進(jìn)行改造，每條窯爐僅需20～30萬(wàn)元左右，但能為廠家?guī)?lái)每年100萬(wàn)元以上的節(jié)能效果。圖19 下位機(jī)軟件執(zhí)行過(guò)程框圖圖6上位機(jī)管理軟件總體結(jié)構(gòu)框圖 熱風(fēng)助燃及富氧燃燒技術(shù) 熱風(fēng)助燃及富氧燃燒技術(shù)是采用高達(dá)300度的熱風(fēng)作助燃空氣，在必要時(shí)利用分子膜篩過(guò)濾空氣中氮分子以提高助燃風(fēng)氧氣含量（氧含量高達(dá)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(dá)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(dòng)強(qiáng)度，提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性，設(shè)計(jì)由機(jī)器每隔半小時(shí)(時(shí)間間隔可任定)打印一次各測(cè)量點(diǎn)溫度的實(shí)測(cè)值。 整個(gè)控制程序采用模塊結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊完成一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，采用可以總結(jié)人們操作經(jīng)驗(yàn)的模糊控制算法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍然采用串級(jí)形式，把模糊控制算法(兼有一定的智能判斷)引進(jìn)到主調(diào)節(jié)器里，用以對(duì)付復(fù)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(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 窯溫是燒成帶的主要控制指標(biāo)，是產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵之一，由于頂爐和窯道之間設(shè)有隔焰板，從爐膛出來(lái)的高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入窯內(nèi)，所以爐溫對(duì)窯溫的影響是較快的。 （2）過(guò)程控制級(jí) 過(guò)程控制級(jí)由下位機(jī)、各種轉(zhuǎn)換單元、顯示儀、手操器、報(bào)警器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成。 ④常規(guī)儀表盤(pán) 作為后備，系統(tǒng)還有兩塊21001100框架式儀表盤(pán)。在所配置的A/D、D/A卡中，12位卡用于被控溫度、壓力信號(hào)的轉(zhuǎn)換，以提高轉(zhuǎn)換精度，而8位卡則用于控制信號(hào)的輸出轉(zhuǎn)換以及一些只需顯示而不需控制的過(guò)程變量的轉(zhuǎn)換。上下位機(jī)的通信采用RS—232C標(biāo)準(zhǔn)通信卡，進(jìn)行異種機(jī)型的通信。 采用兩級(jí)微機(jī)控制系統(tǒng)窯爐是建材工業(yè)中能耗最大的設(shè)備，約占整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備總能耗的60~80%，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有輥道窯除了有60多條是從國(guó)外引進(jìn)外，其余都是國(guó)內(nèi)自己設(shè)計(jì)建造的，能耗高、自動(dòng)化水平較低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。D、安全防爆設(shè)施高水平的燃?xì)忸A(yù)混燃燒系統(tǒng)應(yīng)該配備完善的安全防爆設(shè)施，混合氣管路的進(jìn)口和出口之問(wèn)應(yīng)設(shè)置阻火器，止回閥或單向闐以及防爆器，燃?xì)夤?yīng)管路上應(yīng)設(shè)置快速切斷閥。C、燃燒器燃燒器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)或選型應(yīng)考慮回火防爆因素。③主要設(shè)備的選型A、風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的確定與整個(gè)系統(tǒng)的燃燒能力與調(diào)節(jié)比直接相關(guān)，風(fēng)機(jī)壓力的確定可參考管路與設(shè)備的阻力計(jì)算以及生產(chǎn)測(cè)定數(shù)據(jù)。原始資料應(yīng)包括燃?xì)獾奈锢砗突瘜W(xué)性能指標(biāo)，燃?xì)夤?yīng)的動(dòng)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(duì)燃燒工況的要求等內(nèi)容。另一類(lèi)燃?xì)忸A(yù)混燃燒系統(tǒng)，混合器位于風(fēng)機(jī)的下游，風(fēng)機(jī)后的燃?xì)饣旌掀鞯念?lèi)型可選用三種類(lèi)型中的任一種類(lèi)型，105kJ／h，但也有個(gè)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(chǎng)合，混合氣流量的調(diào)節(jié)幅度大?；旌蠚饬髁客ㄟ^(guò)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，流量調(diào)節(jié)比一般為1：4左右。通過(guò)改造可以實(shí)現(xiàn)減低能耗和減少有害氣體的排放，達(dá)到 “節(jié)能減排、利國(guó)利民”的宗旨。（1）預(yù)混式二次燃燒技術(shù)原理：預(yù)混式二次燃燒系統(tǒng)是由混氣管、燃?xì)馀c鼓風(fēng)管路、燃燒體和自動(dòng)控制四大部件構(gòu)成，其主要機(jī)理是根據(jù)火焰?zhèn)鳠?、熱量的輻射和?duì)流、煙氣的利用以及物體對(duì)熱量的吸收等因素之間的相互關(guān)系，采用可燃?xì)怏w與空氣進(jìn)行預(yù)混后再高速?lài)娚淙紵a(chǎn)生紫紅色外焰短火焰的方法，短火焰在爐膛中受?chē)娚涞耐屏ρ刂鵂t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(jìn)，延長(zhǎng)熱能量在爐膛中停留的時(shí)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(dá)10%～25%，具有很好的經(jīng)濟(jì)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(yīng)在火道內(nèi)瞬時(shí)完成，故在惰性氣氛的爐內(nèi)也不會(huì)滅火。 ②煙氣在火道內(nèi)劇烈膨脹以及火道出口設(shè)有煙氣噴口,所以煙氣出口速度非常高,可達(dá)200～300m/s。高速燃燒器有兩個(gè)作用,一是燃?xì)庠诜浅８叩臒釓?qiáng)度下燃燒,二是高溫?zé)煔庖苑浅８叩牧魉?200～300m/s)的速度噴出燃燒室,從而增加爐內(nèi)對(duì)流作用。蓄熱式加熱爐能獲得很好的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)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(shí)一次燃料和二次燃料的調(diào)節(jié)有一個(gè)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(huì)很快完成，在流經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的噴口后，會(huì)形成高速煙氣射流和周?chē)木砦亓髁鲃?dòng)，大量燃料則通過(guò)二次燃料通路射入含氧量低于15%的高溫?zé)煔庵校@時(shí)燃料的燃燒不存在傳統(tǒng)擴(kuò)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(dāng)火焰溫度增加時(shí)，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(guò)程都得以加速進(jìn)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(diǎn)，爐內(nèi)溫度分布不均。也就是當(dāng)常溫空氣由換向閥進(jìn)入蓄熱室后，在經(jīng)過(guò)陶瓷蜂窩蓄熱體時(shí)被加熱，在極短時(shí)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(dāng)高的速度噴入爐膛，進(jìn)而抽引周?chē)鸂t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(shí)往稀薄高溫空氣附近注入燃料（燃油或燃?xì)猓?。此時(shí)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(shí)右側(cè)噴口(或燒嘴)作為煙道。被蓄熱體預(yù)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(shù) （1）高溫空氣燃燒技術(shù)原理 高溫空氣燃燒技術(shù)是最新發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)燃燒技術(shù)，具有高效節(jié)能和超低NOx排放等多種優(yōu)點(diǎn)，又被稱(chēng)為環(huán)境協(xié)調(diào)型燃燒技術(shù)。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(guò)干燥器的排放管道間斷地對(duì)外排放濕空氣或進(jìn)行坯體的冷卻，干燥原理如圖10所示。內(nèi)外擴(kuò)散是傳質(zhì)過(guò)程，需要吸收能量。整個(gè)干燥系統(tǒng)運(yùn)行采用全自動(dòng)控制。 （1）設(shè)備適應(yīng)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(shè)備由于熱風(fēng)與產(chǎn)品熱交換時(shí)間短即排出，造成產(chǎn)品干燥能耗高、干燥周期長(zhǎng)、干燥不均，最終導(dǎo)致產(chǎn)品局部收縮不均而開(kāi)裂。 （8）安裝電磁自動(dòng)振動(dòng)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(guó)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(dāng)離開(kāi)干燥的熱風(fēng)（廢氣）溫度較高時(shí)，其熱量損失就更大了?？商岣吣酀{的流動(dòng)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(dá)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?cè)谔諏毺账囍破窂S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(jì)算，～%，每噸可節(jié)約燃料費(fèi)用1100～1550元。如果以目前價(jià)格計(jì)算，LPG出庫(kù)價(jià)格在6300元/噸，DME出庫(kù)價(jià)格為4300元/噸