【正文】 冷空氣進入窯內(nèi)，從而減少排煙量，降低熱耗。計算表明，在排出煙氣中每增加可燃成分1％，則燃料損失要增加3％，如果能夠采用微機自動控制或儀表微機控制系統(tǒng)，則可節(jié)能5～10％。在國內(nèi)尚未達到。與單層窯爐能耗相比，雙層雙溫窯爐低于其150～250大卡/kg瓷，即最少可以節(jié)省能耗30％。它在傳統(tǒng)窯爐中把微波能和氣體燃燒輻射熱有機結(jié)合起來，這樣既解決微波燒成不容易控制的問題，又解決了傳統(tǒng)窯爐燒成周期長，能耗大等問題。不能根據(jù)生產(chǎn)用氣的實時情況準確調(diào)節(jié)助燃空氣的供給量。 輥道窯窯體主要結(jié)構(gòu)目前先進輥道窯都是標準化系列化設(shè)計制造。典型的集中排煙是窯頭處輥道上、下方側(cè)墻開設(shè)兩對排煙口，這種集中排煙的方法使煙氣能夠被充分利用來加熱制品, 不過這種集中排煙方法如果沒有與預熱帶的其它調(diào)節(jié)方法如擋火墻、閘板、調(diào)溫風管等配合使用的話, 極易造成窯頭溫度過高（300℃以上或更高）, 要求入窯坯體充分干燥, 或使預熱帶溫度曲線調(diào)節(jié)困難, 所以許多輥道窯與集中排煙配合使用有若干條調(diào)溫風管（類似于預熱帶設(shè)置的攪拌氣幕, 但主要作用不在于攪拌, 對氣流噴射速度沒有特別要求, 一般風管較粗, 使用中有利用冷卻帶余熱后的熱空氣的, 也有直接利用環(huán)境空氣的）。 多點供熱與燒嘴布置目前使用中的輥道窯, 大都是使用中、低壓燒嘴, 這主要是輥道窯的窯寬相對寬體隧道窯和大型梭式窯的窯寬較窄, 沒有必要過分追求燒嘴的高速。目前的輥道窯應(yīng)將這兩種燒嘴布置方式結(jié)合起來, 即在燃燒帶開始布置1～2組底槍, 然后按“品” 字型布置底槍與面槍, 在最高溫度段再均勻等距布置一組底槍與面槍。 冷卻系統(tǒng)與余熱利用冷卻系統(tǒng)主要由急冷、緩冷和低溫區(qū)三部分組成。一般引進輥道窯不太注意冷卻帶的余熱利用, 許多熱氣體被直接排空, 國產(chǎn)輥道窯比較注意余熱的再利用, 有用于預熱帶調(diào)溫、燃燒帶助燃, 或抽往干燥系統(tǒng)干燥坯體。 輥道窯三帶比例設(shè)置 設(shè)計時，輥道窯預熱帶長度約占窯體總長1/3以上，如圖2所示。接近燒成帶均勻設(shè)置燃燒器。急冷段長度占該段長度的20%以下，在該段兩側(cè)上下交錯均勻設(shè)置高速噴咀，以直接冷卻的方式高速噴入通道內(nèi)形成渦漩運動，以增強換熱效率，均勻窯內(nèi)氣體溫度，達到均勻快速冷卻的目的，可調(diào)節(jié)控制該段急冷要求。其中，排煙風機2臺（1開1備），急冷風機2臺（1開1備），助燃風機2臺（1開1備），抽熱風機2臺（1開1備），軸流風機6臺。同時排風機出口還接有金屬煙囪，高出房屋頂3米以上。溫度曲線應(yīng)根據(jù)制品在焙燒過程中的物理化學反應(yīng)特性、原料質(zhì)量、泥料成分、窯爐結(jié)構(gòu)和窯內(nèi)溫度分布的均勻性等各方面因素等綜合確定，燒成制度曲線見圖9。窯頭溫度過高, 易使坯體炸裂；預熱帶末端溫度點的位置反映了坯體的預熱效果, 并間接反映了坯體和燒成帶停留的時間。 （2）溫度的控制①預熱帶溫度的控制預熱帶溫度的控制一般可通過調(diào)節(jié)排煙總閘、排煙支閘的開度及安裝在預熱帶的燒嘴開度來調(diào)整。②燒成帶溫度的控制燒成帶溫度的控制主要是控制燃料與助燃空氣的供應(yīng)量及燃料與空氣的混合程度, 要控制兩側(cè)的燒嘴噴出火焰的長度一致, 且恰好在窯中央部分交接, 以免產(chǎn)生水平溫差。急冷區(qū)要注意后段的急冷風管的開度比前段的稍小, 以免制品發(fā)生風裂, 緩冷區(qū)主要是控制各抽熱風口閥門的開度, 使晶型轉(zhuǎn)化段降溫平緩, 一般抽熱風支閥由窯尾至窯頭開度由大至小, 以保證降溫速度緩慢, 窯尾冷風管的開度也是由窯尾至窯頭由大至小保證制品出窯溫度不至太高。壓力制度的控制主要是通過調(diào)整煙閘板開度來穩(wěn)定預熱帶和燒成帶之間零壓面的穩(wěn)定, 使預熱帶在微負壓下操作, 以利于水氣和坯體的氧化分解產(chǎn)生的反應(yīng)氣體的排除, 氣體在窯內(nèi)預熱帶運行的壓差在1mmH2O。總之, 排煙閘的開度、噴嘴的開度、急冷風管的開度、抽熱風閥開度及風量分配是壓力制度控制的主要手段。4 節(jié)能方案設(shè)計根據(jù)最近走訪的幾家建筑用地板磚生產(chǎn)企業(yè)輥道窯的使用情況，設(shè)計如下節(jié)能方案。近幾年嶄露頭角的高效清潔燃料—二甲醚（DME）作為陶瓷行業(yè)的燃料是符合節(jié)能減排、減低成本、保護環(huán)境的基本國策的。它具有與液化石油氣（LPG）相似的特性。 表1 二甲醚的理化性質(zhì)項目性質(zhì)化學式CH3OCH3正常沸點/0C閃點/0C41自燃溫度/0C235臨界溫度/0C127熔點/0C飽和蒸氣壓（200C）/Mpa臨界壓力/ Mpa臨界密度/kg/L熱值/kj/kg28410氣化潛熱（200C）/KJ/kg460空氣中爆炸極限/%3～17對水的相對密度對空氣的相對密度液態(tài)密度（200C）/kg/L表2是二甲醚與其它燃料特性的比較。表2 二甲醚與其它燃料的特性比較 項 目 DME LPG 天然氣相對分子量 46 44～56 16液態(tài)密度 Kg/m3 667 501 445沸點 ℃ 自燃溫度 ℃ 235 470 650低熱值 KJ/m3 64686 91960 34750氣化潛熱 KJ/Kg 486 426 510動力黏度（20℃）MPa在此時間段內(nèi)，：1計算，現(xiàn)在用LPG做燃料的企業(yè)每用一噸LPG改為DME以后，就可節(jié)約（）=，節(jié)約燃料費用達到11%。要以DME替換LNG或天然氣，要增加DME儲存、卸車及氣化系統(tǒng)的投資，管道系統(tǒng)可以通用。如果采取增加保溫層厚度或者使用新型保溫材料等措施，使爐墻溫度降低到40℃左右，既改善了員工的工作環(huán)境，又可以降低散熱損失達3%左右，投資不大，效果卻是明顯的。提高干燥器的進口空氣溫度，可以提高干燥器的理論熱效率，實際熱效率亦是如此?？梢酝ㄟ^加入陶瓷添加劑。（4）排出熱風的循環(huán)利用在陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥器制備為粉料的生產(chǎn)過程中，離開干燥器的熱風（廢氣）通常經(jīng)除塵后，直接排入大氣中，大約損失噴霧干燥制粉生產(chǎn)工序總熱量消耗的10~20%。通過熱交換器將這些熱風利用于對進入熱風爐的配送冷風進行預熱，可減少熱風爐的能源消耗。（7）防止產(chǎn)品的過度干燥應(yīng)嚴格地控制在所要求的含水量范圍內(nèi)，避免造成產(chǎn)品的過度干燥而增加能量消耗。陶瓷的原料制備可分為濕法制備、干法制備；成形可分為注漿成形、可塑擠壓成形和半干壓成形。該設(shè)備大大降低了干燥能耗和干燥周期，提高了產(chǎn)品的干燥合格率。少空氣快速干燥器的熱源配置有熱風發(fā)生系統(tǒng)，其采用的燃料為柴油、石油、煤氣和天然氣。在干燥過程中生坯水分排出可分為兩個方面：一方面由坯體表面蒸發(fā)水分擴散到周圍介質(zhì)中的為外擴散；另一方面由坯體內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面的為內(nèi)擴散。 少空氣節(jié)能快速干燥器的干燥原理是：由熱風爐或窯爐的余熱通過干燥器的外循環(huán)系統(tǒng)對干燥器進行供熱操作，外循環(huán)的熱風又通過干燥器的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)最終送到干燥器的箱體內(nèi)，對坯體進行加熱、干燥。少空氣節(jié)能快速干燥器的干燥周期較傳統(tǒng)干燥方式對比有較大程度的縮短。在更換產(chǎn)品品種時，只需要相應(yīng)調(diào)整干燥的程序。圖11 蓄熱式燃燒工作原理示意圖 在A狀態(tài)下鼓風機的空氣經(jīng)換向系統(tǒng)分別進入右側(cè)通道,而后由下向上通過蓄熱室。將系統(tǒng)變?yōu)锽 狀態(tài)。當助燃空氣通過一個燒嘴內(nèi)的蓄熱體進行蓄熱時，另一個燒嘴充當排煙的角色，排出的煙氣同時加熱該燒嘴內(nèi)的蓄熱體。預熱空氣溫度越高，節(jié)能效果越顯著。b 只要燃料混合物進入可燃范圍，就可以保證穩(wěn)定的燃燒。f 提高了化學反應(yīng)速率和燃燒效率，強化了爐內(nèi)輻射換熱比例，使單位面積熱強度增加，裝置尺寸可以縮小。 圖12 低NOx燒嘴的工作原理圖超低NOx蜂窩狀蓄熱式燒嘴的原理是燃料分一次燃料和二次燃料兩路供入爐內(nèi)。因此，一次燃料比例不能過高，但為了滿足二次燃料燃燒的貧氧條件，一次燃料量亦不能過低。相應(yīng)幾何參數(shù)等的獲得主要是通過實驗再輔以必要的數(shù)值模擬技術(shù)加以確定。它既是燃氣和空氣混合的場所，又是預混后燃氣燃燒場所。（2）高速燃燒器的優(yōu)缺點高速燃燒器與普通燃燒器相比有下列主要特點:`優(yōu)點:①燃燒室的容積熱強度非常高,可達17104Kw/m3，除火道式燃燒室外,不需要另設(shè)燃燒室。⑤可以使用高溫預熱空氣，因此能以低熱值燃氣獲得高燃燒溫度。缺點：①需要較高的燃氣、空氣壓力，耗電較多。這是一種把燃燒所需的助燃空氣預先混入燃氣，在穩(wěn)定的燃氣與空氣的混合比例下，減少了排出的煙氣量，使煙氣中的NOx、CO排放量降低，可以使熱效率隨著負荷降低保持不變或略有提高，尤其對于大負荷窯爐在低于額定負荷下能維持高效率。改造完成后預期實現(xiàn)的技術(shù)指標是陶瓷窯爐降低能耗達到10％以上，排放尾氣中的CO含量降至100ppm以下。燃氣通過零壓閥調(diào)整到與大氣壓相當?shù)膲毫┙o混合器。C、燃氣與空氣壓送型燃氣和空氣按給定的比例在混合器中混合，燃氣和空氣壓力相同或相近，混合比通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)。105kJ/h以上的熱工設(shè)備加熱系統(tǒng)。（5）燃氣預混燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計①設(shè)計原始資料的收集燃氣預混燃燒系統(tǒng)設(shè)計之前必須收集大量與設(shè)計有關(guān)的原始資料．作為施工圖設(shè)計和設(shè)備選型的設(shè)計依據(jù)。為了客觀地評價最佳工藝方案的先進性和可靠性，必須體現(xiàn)下列幾點：A、 燃燒能力具有較大的調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)比必須大于生產(chǎn)工藝要求值；B、 管路布置簡單合理；C、 系統(tǒng)運行安全可靠，防爆安全措施齊全；D、 操作和維護簡單方便；E、 設(shè)備投資省?；旌掀魇钦麄€燃氣預混燃燒系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，混合氣的流量調(diào)節(jié)比是系統(tǒng)設(shè)計水平高低的重要判據(jù)。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定燃燒器的燃燒能力與調(diào)節(jié)比，值得注意的是混合氣進入燃燒器之前應(yīng)控制一定的背壓，防止發(fā)生回火爆炸。超過正常工作壓力范圍及時發(fā)出報警和響應(yīng)動作，確保安全生產(chǎn)。系統(tǒng)由上下位機兩級組成，上位機對工藝生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和管理，下位機為過程控制級，對窯過程參數(shù)進行實時控制。圖14 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件配置圖②下位機下位機主要完成DDC功能，故選用性能穩(wěn)定、無故障時間長、電源功能較好的紫金—l型微機系統(tǒng)，其CPU為6502芯片，主機內(nèi)存64K，另配一塊128KRAM內(nèi)存擴充卡、一塊16路入/1路出的12位A/D、D/A轉(zhuǎn)換卡、一塊16路入/l6路出的8位A/D、D/A卡及時鐘卡等。而V/I轉(zhuǎn)換器則實現(xiàn)把8位D/A卡的5~+5V信號轉(zhuǎn)換成0~10mA信號。系統(tǒng)還設(shè)計了一臺專用的mV/mA變送轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)8路信號的轉(zhuǎn)換，其輸入信號是一些只作為顯示、精度要求較低、無須配用標準溫度變送器的窯爐溫度熱電偶的變送信號(mV)，輸出為0~10mA標準信號。下面就串級、模糊及解禍系統(tǒng)進行簡單介紹。圖16頂爐的窯溫一爐溫PID串級控制系統(tǒng)框圖 ②窯溫—爐溫模糊—PID串級調(diào)節(jié)系統(tǒng) 由于輥道窯是馬弗式或半馬弗式窯爐，燃氣燃燒產(chǎn)生的熱量由下火道經(jīng)過碳化硅馬弗板再傳到窯道，故爐溫對窯溫的影響非常緩慢，爐溫—窯溫關(guān)系嚴重的非線性及時變性，它們產(chǎn)生的高溫煙氣進入同一煙道內(nèi)，如采用一般的控制系統(tǒng)，其控制效果不理想。實現(xiàn)對其它10個溫度及2個壓力的檢測。 ①主要管理功能 為了適應(yīng)工藝要求及工廠管理的需要，本系統(tǒng)設(shè)計了七大功能： A、隨機改變燒成產(chǎn)品的編號，以便調(diào)出數(shù)據(jù)庫中有關(guān)編號的各工藝參數(shù)； B、實時溫度測量值隨機打印及各種產(chǎn)品給定值參數(shù)查詢； C、窯爐結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)、預熱帶、燒成帶、冷卻帶及燃氣系統(tǒng)工藝檢測控制流程圖顯示； D、實時窯爐熱平衡、熱效率計算； E、生產(chǎn)工藝參數(shù)的維護，包括各種參數(shù)的輸入、修改及增刪等； F、表頭打印及隨機溫度給定值打?。? G、生產(chǎn)中異常工況數(shù)據(jù)的查詢及打印。 ②管理軟件總體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)總體程序設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，由一個主程序及七個大子程序所組成。產(chǎn)品合格率可達98%，一級品率為85%，燃料消耗下降近20%，單耗達到1020kcal/kg產(chǎn)品，節(jié)能效果十分顯著。 節(jié)能效果達到10%以上，有的可達到20%以上。進口)二甲醚廣州地區(qū)珠海地區(qū)深圳地區(qū)日期月均價月均價月均價月均價月均價月均價月均價Jan09 Feb09 Mar09 Apr093604 May09 2989Jun093743 Jul09 Aug09 Sep094858 Oct09 Nov09 4350Dec09 4350Jan10 Feb10 平均值