【正文】 窯頭升溫過急易造成坯體在蒸發(fā)期造成開裂的缺陷，若太后說明窯頭溫度偏低, 使得在預(yù)熱后部不得不快速升溫, 一方面可能在573℃晶型轉(zhuǎn)化處產(chǎn)生坯體炸裂；另一方面使氧化階段時(shí)間減少, 容易產(chǎn)生黑心、針孔、氣泡等缺陷。窯外熱風(fēng)管道均設(shè)計(jì)為保溫處理，保溫采用硅酸鹽毯包裹， 鋁板裝飾，保溫效果好，即節(jié)能又實(shí)用美觀。 在該帶尾部設(shè)置了排熱孔，排出的熱風(fēng)用作攪拌調(diào)溫及阻氣系統(tǒng)。圖2 輥道窯預(yù)熱帶示意圖預(yù)熱帶設(shè)置了分散排煙系統(tǒng)，從通道底部經(jīng)過窯的一側(cè)匯合于窯頂，排煙孔均設(shè)閘板進(jìn)行調(diào)整，采用分散排煙可降低局部排煙造成的溫差，有利于制品的快速干燥。一般的冷卻系統(tǒng)由直接側(cè)墻鼓風(fēng)急冷、抽走熱風(fēng)進(jìn)行緩冷、低溫區(qū)使用軸流風(fēng)機(jī)冷卻。燒嘴的布置主要遵守多點(diǎn)供熱正調(diào)節(jié)的原則, 使傳統(tǒng)的燒成帶與預(yù)熱帶的界限越來越模糊, 但目前布置的燒嘴實(shí)際使用中均有相當(dāng)一部分燒嘴沒有啟用, 因此燒嘴的合理布置對(duì)于節(jié)省投資、便于調(diào)節(jié)是個(gè)重要課題。輥道窯窯體分節(jié)（每節(jié)長約2～）按模數(shù)設(shè)計(jì)，預(yù)制組裝，窯體的預(yù)制組裝件采用金屬框架結(jié)構(gòu)，框架使用金屬方管兼作風(fēng)管，結(jié)構(gòu)緊湊，窯體外部采用鋼板包裝，堅(jiān)固美觀，內(nèi)襯大量使用輕質(zhì)隔熱耐火磚與陶瓷纖維，不僅減少了窯體的重量, 而且減少了窯體的散熱損失，輥道窯窯頂結(jié)構(gòu)多采用平頂或拱頂結(jié)構(gòu)，拱頂結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，懸掛式平頂?shù)跹b結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜，造價(jià)高, 但平頂?shù)跹b結(jié)構(gòu)可以減少窯體的承重，增加窯爐的壽命，也特別適合裝配運(yùn)輸，易于組裝，而且可以減少窯內(nèi)氣體分層，使窯內(nèi)溫度分布較均勻，因此平頂?shù)跹b結(jié)構(gòu)是輥道窯窯頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，一些輥道窯不僅窯頂采用吊裝結(jié)構(gòu)，而且輥?zhàn)由喜康母G墻也采用吊裝方式，這給輥?zhàn)觽鲃?dòng)部門的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試都帶來了方便。據(jù)介紹這種窯爐適用于高技術(shù)陶瓷及其他各種陶瓷的燒成，達(dá)到快速燒成，減少能耗，降低成本的目的。 其他節(jié)能技術(shù)雙層雙溫窯爐是一種新型節(jié)能窯爐，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是窯爐從單層單溫發(fā)展為雙層雙溫。經(jīng)計(jì)算，煙道匯總出的空氣過剩系數(shù)由５減少到３時(shí)，當(dāng)其他條件不變的情況下，煙氣帶走熱量從30％降為18％，節(jié)能12％。若能利用蓄熱式燃燒技術(shù)將明焰隧道窯的余熱預(yù)熱空氣供助燃，不但可改善燃料燃燒，提高燃燒溫度，而且可降低燃耗7％。 輥?zhàn)邮禽伒栏G的一個(gè)重要組成部分，分布在沿窯長的不同溫度區(qū)間。 隨著窯內(nèi)高的增加，單位制品熱耗和窯墻散熱量也增加。其中，輥道窯具有產(chǎn)量大、質(zhì)量好、能耗低、自動(dòng)化程度高、操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今陶瓷窯爐的發(fā)展方向。其不僅價(jià)格低廉，而且燃燒效率高，燃料消耗低。目前，我國陶瓷窯爐燒成方式主要有：缽裝明焰、裸裝隔焰和裸裝明焰。通過傳統(tǒng)干燥與微波干燥在時(shí)間與能耗方面的對(duì)比，從中可以看出微波干燥的優(yōu)越性。當(dāng)前日用陶瓷成型工藝有滾壓成型、注漿成型、塑壓成型、等靜壓成型、高壓注漿、微波注漿成型和激光快速成型，其中后半部分具有較大的發(fā)展和應(yīng)用前景。另外，國內(nèi)外不少球磨機(jī)采用變頻器改變電流頻率來調(diào)速，有可能縮短球磨周期15～25％，從而減少電耗。工業(yè)上廣泛使用間歇式球磨機(jī)作為細(xì)磨設(shè)備，其內(nèi)襯如果采用橡膠襯，既可以減小球磨機(jī)的負(fù)荷，又增加了球磨機(jī)的有效容積，產(chǎn)量可以提高30～50％，單位產(chǎn)品電耗降低10～30％。降低了塔的產(chǎn)量，增加了熱耗。（2）窯爐結(jié)構(gòu)和工藝制度不合理。目前，全國有建筑陶瓷連續(xù)燒成窯爐3000余座，其中大中型窯有約1800～2300座，生產(chǎn)能力較小的窯800～1000座。雖然我國陶瓷產(chǎn)量在世界上遙遙領(lǐng)先，但總體上存在產(chǎn)品檔次低、能耗高、資源消耗大、綜合利用率低、生產(chǎn)效率低等問題。目前，我國陶瓷工業(yè)的能源利用率與國外相比，差距較大，發(fā)達(dá)國家的能源利用率一般高達(dá)50％以上，美國達(dá)57％，而我國僅達(dá)到28～30％。 建筑陶瓷行業(yè)能耗狀況 建筑陶瓷是一個(gè)能耗較大的工業(yè)行業(yè)。髙的單位燒成熱耗值主要是由以下原因造成的：（1）各個(gè)企業(yè)產(chǎn)品品種不同和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，有的產(chǎn)品需要二次燒成。（2）噴霧塔結(jié)構(gòu)不合理，如塔身較短、內(nèi)徑較小、噴槍與塔體不匹配，造成大量物料互相粘連和粘壁。其次，積極推進(jìn)陶瓷原料的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化和系列化生產(chǎn)，供給符合陶瓷工業(yè)需求的粉料；提高粉碎設(shè)備利用率，減少對(duì)原料車間的重復(fù)建設(shè)，有利于減少工廠原料的儲(chǔ)備，節(jié)約場地的投資和減少城市粉塵、噪音污染。與小噸位球磨機(jī)相比，大噸位球磨機(jī)可以節(jié)省能耗10～30％。對(duì)于衛(wèi)生陶瓷可采用高中壓注漿成型技術(shù)，將傳統(tǒng)石膏模依靠毛細(xì)管濾吸水成型機(jī)理變?yōu)槎嗫姿芰夏簽V排水機(jī)理，使衛(wèi)生瓷成型次數(shù)由ｌ天/次提高到10～30min/次，模具壽命達(dá)2萬次以上，可節(jié)省模具干燥和加熱工作環(huán)境所需的熱能。由此而節(jié)約了大量的能源消耗，且微波能源利用率高，對(duì)設(shè)備及環(huán)境不加熱，僅對(duì)物料本身加熱，運(yùn)行成本比傳統(tǒng)干燥低。因而在我國正進(jìn)一步研究采用新原料，如珍珠巖、絹云母、石英片巖等配制燒結(jié)溫度低的坯料，玻化溫度低的釉料，改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)，建造新型窯爐，以實(shí)現(xiàn)低溫快燒技術(shù)，降低能耗。因此，應(yīng)大力發(fā)展發(fā)生爐冷煤氣。 窯爐結(jié)構(gòu) 在陶瓷工業(yè)中，使用較多的主要窯爐有：隧道窯、輥道窯和梭式窯三大類。在高溫階段，將其涂在窯壁耐火材料上，；而在低溫階段涂上HRC后，可節(jié)能4547Kcal/m2h。至于窯車車襯材質(zhì)的選取，據(jù)報(bào)道，輕質(zhì)磚、輕質(zhì)磚與硅酸鋁耐火纖維和全硅酸鋁耐火纖維做車襯時(shí)，產(chǎn)品熱耗是傳統(tǒng)重質(zhì)耐火磚做車襯時(shí)的91％、～％～％。據(jù)窯爐熱平衡測定數(shù)據(jù)顯示，僅煙氣帶走的熱量和抽熱風(fēng)帶出的熱量占總能耗的60～75％。 加強(qiáng)窯體密封性和窯內(nèi)壓力制度加強(qiáng)窯體密封，窯體與窯車之間、窯車之間的嚴(yán)密性，降低窯頭負(fù)壓、保證燒成帶處于微正壓，減少冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)，從而減少排煙量，降低熱耗。在國內(nèi)尚未達(dá)到。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，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。 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。 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, 沒有必要過分追求燒嘴的高速。 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。 輥道窯三帶比例設(shè)置 設(shè)計(jì)時(shí)，輥道窯預(yù)熱帶長度約占窯體總長1/3以上，如圖2所示。急冷段長度占該段長度的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。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。窯頭溫度過高, 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。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(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。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。它具有與液化石油氣（LPG）相似的特性。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要以DME替換LNG或天然氣，要增加DME儲(chǔ)存、卸車及氣化系統(tǒng)的投資，管道系統(tǒng)可以通用。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。（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)過程中，離開干燥器的熱風(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%。（7）防止產(chǎn)品的過度干燥應(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)品的過度干燥而增加能量消耗。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。在干燥過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散到周圍介質(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周期較傳統(tǒng)干燥方式對(duì)比有較大程度的縮短。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,而后由下向上通過蓄熱室。當(dāng)助燃空氣通過一個(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。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。 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)。相應(yīng)幾何參數(shù)等的獲得主要是通過實(shí)驗(yàn)再輔以必要的數(shù)值模擬技術(shù)加以確定。（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。缺點(diǎn)：①需要較高的燃?xì)?、空氣壓力，耗電較多。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。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?，混合比通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)。（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)?；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)。超過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)。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、無故障時(shí)間長、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。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)。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。 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)庫中有關(guān)編號(hào)的各工藝參數(shù)； B、實(shí)時(shí)溫度測量值隨機(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?。? G、生產(chǎn)中異常工況數(shù)據(jù)的查詢及打印。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。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