【正文】 冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)，從而減少排煙量，降低熱耗。計(jì)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(jī)自動(dòng)控制或儀表微機(jī)控制系統(tǒng)，則可節(jié)能5～10％。在國(guó)內(nèi)尚未達(dá)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(jī)結(jié)合起來(lái)，這樣既解決微波燒成不容易控制的問(wèn)題，又解決了傳統(tǒng)窯爐燒成周期長(zhǎng)，能耗大等問(wèn)題。不能根據(jù)生產(chǎn)用氣的實(shí)時(shí)情況準(zhǔn)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(jìn)輥道窯都是標(biāo)準(zhǔn)化系列化設(shè)計(jì)制造。典型的集中排煙是窯頭處輥道上、下方側(cè)墻開(kāi)設(shè)兩對(duì)排煙口，這種集中排煙的方法使煙氣能夠被充分利用來(lái)加熱制品, 不過(guò)這種集中排煙方法如果沒(méi)有與預(yù)熱帶的其它調(diào)節(jié)方法如擋火墻、閘板、調(diào)溫風(fēng)管等配合使用的話, 極易造成窯頭溫度過(guò)高（300℃以上或更高）, 要求入窯坯體充分干燥, 或使預(yù)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(fēng)管（類似于預(yù)熱帶設(shè)置的攪拌氣幕, 但主要作用不在于攪拌, 對(duì)氣流噴射速度沒(méi)有特別要求, 一般風(fēng)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(diǎn)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(duì)寬體隧道窯和大型梭式窯的窯寬較窄, 沒(méi)有必要過(guò)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(lái), 即在燃燒帶開(kāi)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(jìn)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(guó)產(chǎn)輥道窯比較注意余熱的再利用, 有用于預(yù)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(jì)時(shí)，輥道窯預(yù)熱帶長(zhǎng)度約占窯體總長(zhǎng)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(zhǎng)度占該段長(zhǎng)度的20%以下，在該段兩側(cè)上下交錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，以增強(qiáng)換熱效率，均勻窯內(nèi)氣體溫度，達(dá)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(fēng)機(jī)2臺(tái)（1開(kāi)1備），急冷風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1開(kāi)1備），助燃風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1開(kāi)1備），抽熱風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1開(kāi)1備），軸流風(fēng)機(jī)6臺(tái)。同時(shí)排風(fēng)機(jī)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(guò)程中的物理化學(xué)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(jiàn)圖9。窯頭溫度過(guò)高, 易使坯體炸裂；預(yù)熱帶末端溫度點(diǎn)的位置反映了坯體的預(yù)熱效果, 并間接反映了坯體和燒成帶停留的時(shí)間。 （2）溫度的控制①預(yù)熱帶溫度的控制預(yù)熱帶溫度的控制一般可通過(guò)調(diào)節(jié)排煙總閘、排煙支閘的開(kāi)度及安裝在預(yù)熱帶的燒嘴開(kāi)度來(lái)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(zhǎng)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(fēng)管的開(kāi)度比前段的稍小, 以免制品發(fā)生風(fēng)裂, 緩冷區(qū)主要是控制各抽熱風(fēng)口閥門(mén)的開(kāi)度, 使晶型轉(zhuǎn)化段降溫平緩, 一般抽熱風(fēng)支閥由窯尾至窯頭開(kāi)度由大至小, 以保證降溫速度緩慢, 窯尾冷風(fēng)管的開(kāi)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(guò)調(diào)整煙閘板開(kāi)度來(lái)穩(wěn)定預(yù)熱帶和燒成帶之間零壓面的穩(wěn)定, 使預(yù)熱帶在微負(fù)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(yù)熱帶運(yùn)行的壓差在1mmH2O?？傊? 排煙閘的開(kāi)度、噴嘴的開(kāi)度、急冷風(fēng)管的開(kāi)度、抽熱風(fēng)閥開(kāi)度及風(fēng)量分配是壓力制度控制的主要手段。4 節(jié)能方案設(shè)計(jì)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(jì)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(hù)環(huán)境的基本國(guó)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(xiàng)目性質(zhì)化學(xué)式CH3OCH3正常沸點(diǎn)/0C閃點(diǎn)/0C41自燃溫度/0C235臨界溫度/0C127熔點(diǎn)/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(duì)水的相對(duì)密度對(duì)空氣的相對(duì)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(xiàng) 目 DME LPG 天然氣相對(duì)分子量 46 44～56 16液態(tài)密度 Kg/m3 667 501 445沸點(diǎn) ℃ 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(dòng)力黏度（20℃）MPa在此時(shí)間段內(nèi)，：1計(jì)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(fèi)用達(dá)到11%。要以DME替換LNG或天然氣，要增加DME儲(chǔ)存、卸車(chē)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?fàn)t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(dá)3%左右，投資不大，效果卻是明顯的。提高干燥器的進(jìn)口空氣溫度，可以提高干燥器的理論熱效率，實(shí)際熱效率亦是如此。可以通過(guò)加入陶瓷添加劑。（4）排出熱風(fēng)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(guò)程中，離開(kāi)干燥器的熱風(fēng)（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(guò)熱交換器將這些熱風(fēng)利用于對(duì)進(jìn)入熱風(fēng)爐的配送冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，可減少熱風(fēng)爐的能源消耗。（7）防止產(chǎn)品的過(guò)度干燥應(yīng)嚴(yán)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(guò)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(fēng)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(guò)程中生坯水分排出可分為兩個(gè)方面：一方面由坯體表面蒸發(fā)水分?jǐn)U散到周?chē)橘|(zhì)中的為外擴(kuò)散；另一方面由坯體內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面的為內(nèi)擴(kuò)散。 少空氣節(jié)能快速干燥器的干燥原理是：由熱風(fēng)爐或窯爐的余熱通過(guò)干燥器的外循環(huán)系統(tǒng)對(duì)干燥器進(jìn)行供熱操作，外循環(huán)的熱風(fēng)又通過(guò)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(duì)坯體進(jìn)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(duì)比有較大程度的縮短。在更換產(chǎn)品品種時(shí)，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(fēng)機(jī)的空氣經(jīng)換向系統(tǒng)分別進(jìn)入右側(cè)通道,而后由下向上通過(guò)蓄熱室。將系統(tǒng)變?yōu)锽 狀態(tài)。當(dāng)助燃空氣通過(guò)一個(gè)燒嘴內(nèi)的蓄熱體進(jìn)行蓄熱時(shí)，另一個(gè)燒嘴充當(dāng)排煙的角色，排出的煙氣同時(shí)加熱該燒嘴內(nèi)的蓄熱體。預(yù)熱空氣溫度越高，節(jié)能效果越顯著。b 只要燃料混合物進(jìn)入可燃范圍，就可以保證穩(wěn)定的燃燒。f 提高了化學(xué)反應(yīng)速率和燃燒效率，強(qiáng)化了爐內(nèi)輻射換熱比例，使單位面積熱強(qiáng)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(guò)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(guò)低。相應(yīng)幾何參數(shù)等的獲得主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)再輔以必要的數(shù)值模擬技術(shù)加以確定。它既是燃?xì)夂涂諝饣旌系膱?chǎng)所，又是預(yù)混后燃?xì)馊紵龍?chǎng)所。（2）高速燃燒器的優(yōu)缺點(diǎn)高速燃燒器與普通燃燒器相比有下列主要特點(diǎn):`優(yōu)點(diǎn):①燃燒室的容積熱強(qiáng)度非常高,可達(dá)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(yù)熱空氣，因此能以低熱值燃?xì)猥@得高燃燒溫度。缺點(diǎn)：①需要較高的燃?xì)?、空氣壓力，耗電較多。這是一種把燃燒所需的助燃空氣預(yù)先混入燃?xì)猓诜€(wěn)定的燃?xì)馀c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(fù)荷降低保持不變或略有提高，尤其對(duì)于大負(fù)荷窯爐在低于額定負(fù)荷下能維持高效率。改造完成后預(yù)期實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)是陶瓷窯爐降低能耗達(dá)到10％以上，排放尾氣中的CO含量降至100ppm以下。燃?xì)馔ㄟ^(guò)零壓閥調(diào)整到與大氣壓相當(dāng)?shù)膲毫┙o混合器。C、燃?xì)馀c空氣壓送型燃?xì)夂涂諝獍唇o定的比例在混合器中混合，燃?xì)夂涂諝鈮毫ο嗤蛳嘟旌媳韧ㄟ^(guò)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?xì)忸A(yù)混燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)①設(shè)計(jì)原始資料的收集燃?xì)忸A(yù)混燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前必須收集大量與設(shè)計(jì)有關(guān)的原始資料．作為施工圖設(shè)計(jì)和設(shè)備選型的設(shè)計(jì)依據(jù)。為了客觀地評(píng)價(jià)最佳工藝方案的先進(jìn)性和可靠性，必須體現(xiàn)下列幾點(diǎn)：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(jiǎn)單合理；C、 系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，防爆安全措施齊全；D、 操作和維護(hù)簡(jiǎn)單方便；E、 設(shè)備投資省?；旌掀魇钦麄€(gè)燃?xì)忸A(yù)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(jì)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(jìn)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(guò)正常工作壓力范圍及時(shí)發(fā)出報(bào)警和響應(yīng)動(dòng)作，確保安全生產(chǎn)。系統(tǒng)由上下位機(jī)兩級(jí)組成，上位機(jī)對(duì)工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和管理，下位機(jī)為過(guò)程控制級(jí)，對(duì)窯過(guò)程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。圖14 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件配置圖②下位機(jī)下位機(jī)主要完成DDC功能，故選用性能穩(wěn)定、無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)、電源功能較好的紫金—l型微機(jī)系統(tǒng)，其CPU為6502芯片，主機(jī)內(nèi)存64K，另配一塊128KRAM內(nèi)存擴(kuò)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(shí)鐘卡等。而V/I轉(zhuǎn)換器則實(shí)現(xiàn)把8位D/A卡的5~+5V信號(hào)轉(zhuǎn)換成0~10mA信號(hào)。系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一臺(tái)專用的mV/mA變送轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)8路信號(hào)的轉(zhuǎn)換，其輸入信號(hào)是一些只作為顯示、精度要求較低、無(wú)須配用標(biāo)準(zhǔn)溫度變送器的窯爐溫度熱電偶的變送信號(hào)(mV)，輸出為0~10mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。下面就串級(jí)、模糊及解禍系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。圖16頂爐的窯溫一爐溫PID串級(jí)控制系統(tǒng)框圖 ②窯溫—爐溫模糊—PID串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 由于輥道窯是馬弗式或半馬弗式窯爐，燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量由下火道經(jīng)過(guò)碳化硅馬弗板再傳到窯道，故爐溫對(duì)窯溫的影響非常緩慢，爐溫—窯溫關(guān)系嚴(yán)重的非線性及時(shí)變性，它們產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)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(shí)現(xiàn)對(duì)其它10個(gè)溫度及2個(gè)壓力的檢測(cè)。 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(jì)了七大功能： A、隨機(jī)改變燒成產(chǎn)品的編號(hào)，以便調(diào)出數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)編號(hào)的各工藝參數(shù)； B、實(shí)時(shí)溫度測(cè)量值隨機(jī)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(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶及燃?xì)庀到y(tǒng)工藝檢測(cè)控制流程圖顯示； D、實(shí)時(shí)窯爐熱平衡、熱效率計(jì)算； E、生產(chǎn)工藝參數(shù)的維護(hù)，包括各種參數(shù)的輸入、修改及增刪等； F、表頭打印及隨機(jī)溫度給定值打印； 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(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主程序及七個(gè)大子程序所組成。產(chǎn)品合格率可達(dá)98%，一級(jí)品率為85%，燃料消耗下降近20%，單耗達(dá)到1020kcal/kg產(chǎn)品，節(jié)能效果十分顯著。 節(jié)能效果達(dá)到10%以上，有的可達(dá)到20%以上。進(jìn)口)二甲醚廣州地區(qū)珠海地區(qū)深圳地區(qū)日期月均價(jià)月均價(jià)月均價(jià)月均價(jià)月均價(jià)月均價(jià)月均價(jià)Jan09 Feb09 Mar09 Apr093604 May09 2989Jun093743 Jul09 Aug09 Sep094858 Oct09 Nov09 4350Dec09 4350Jan10 Feb10 平均值