【導(dǎo)讀】年產(chǎn)1億塊（折標(biāo)）煤矸石頁(yè)巖

　　

【正文】 為了便于控制，將干燥與焙燒分開(kāi)，不使用干燥、焙燒一體的隧道窯，使兩段內(nèi)的熱工制度互不受影響，以利于窯的操作，保證干燥與焙燒質(zhì)量。 干燥室結(jié)構(gòu) 選用斷面 平頂結(jié)構(gòu)二條雙通道干燥室，干燥室采用磚混結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆混凝土頂板，基礎(chǔ)為柱樁毛石砼條型基礎(chǔ)。干燥室熱源為隧道窯制品冷卻熱。為保護(hù)環(huán)境，減少腐蝕，有利于工人操作，不采用中低溫?zé)煙帷峤橘|(zhì)通過(guò)外部管路系統(tǒng)供給干燥室。干燥室設(shè)有循 環(huán)系統(tǒng)、排潮系統(tǒng)及檢測(cè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及相應(yīng)的測(cè)溫系統(tǒng)。由于此原料干敏系數(shù)較小，適合快速干燥，干燥熱源來(lái)自焙燒窯，干燥產(chǎn)量大、質(zhì)量穩(wěn)定、熱效率高。 碼坯方式 以 240 115 53型燒結(jié)磚為主，在窯車行進(jìn)方向碼成獨(dú)立的三垛，垛間距 410mm；在焙燒窯寬度方向碼 3 垛，垛間距 340mm；高度方向平碼 14 層。每車折合 3516 塊KP1磚。 頂、側(cè)送風(fēng)系統(tǒng) 來(lái)自隧道窯的余熱送至干燥室頂部、側(cè)部送風(fēng)口，送風(fēng)口設(shè)置在坯垛間的空腔內(nèi)，熱風(fēng)均勻的穿過(guò)坯垛。送風(fēng)口采用多排長(zhǎng)孔形式，在干燥室尾端，整個(gè)橫端面形成多 個(gè)渦旋氣流，保證了坯垛上下、左右溫度的均勻性。當(dāng)坯垛運(yùn)行到此段時(shí)，可高溫快速干燥。 排潮系統(tǒng) 35 在干燥室進(jìn)車端頂部設(shè)置了排潮風(fēng)機(jī)，每條干燥室 4 臺(tái)。充分吸濕后的低溫高濕度廢氣由排潮風(fēng)機(jī)排出干燥室，排潮量可通過(guò)自動(dòng)裝置調(diào)節(jié)，保證干燥室前部空氣濕度、溫度滿足干燥工藝要求。 窯車運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng) 由頂車機(jī)、出口拉引機(jī)等組成，保證窯車按干燥制度出車。 干燥室的主要技術(shù)參數(shù)： ? 年工作日 330 天 ? 工作班制 3 班 /天、 8 小時(shí) /班 ? 干燥窯條數(shù) 2 條（雙通道） ? 干燥窯規(guī)格 （窯有效高度） ? 窯車規(guī)格 ? 有效窯車數(shù) 36 輛 ? 碼窯密度 240 塊 /立方米（標(biāo)塊） ? 碼坯層數(shù) KP1 14 層 ? 干燥前磚坯水份 11～ 14% ? 干燥合格率 ≥ 96% ? 干燥周期 20～ 24h ? 干燥熱源 隧道窯余熱 ? 干燥收縮率 %（ KP1）、 %(大孔 ) ? 排潮溫度 30～ 40℃ ? 進(jìn)風(fēng)溫度 110～ 150℃ ? 干燥車進(jìn)車方式 液壓頂車 ? 干燥室進(jìn)風(fēng)方式 頂進(jìn)和側(cè)進(jìn)相結(jié)合 ? 干燥室排潮方式 集中頂排潮 ? 干燥室排潮方法 機(jī)械排潮 36 ? 生產(chǎn)方式 24h 連續(xù)生產(chǎn) ? 年產(chǎn)量 1 億標(biāo)塊 焙燒窯 焙燒窯結(jié)構(gòu) 該生產(chǎn)線采用斷面 吊平頂焙燒窯， 2 條各自獨(dú)立。 焙燒窯預(yù)熱帶與冷卻帶墻體采用紅磚砌筑，基礎(chǔ)為柱樁毛石砼條型基礎(chǔ)。地耐力須達(dá)到 120kN/m2以上，焙燒段、保溫帶窯墻最內(nèi)層用粘土質(zhì)耐火磚砌筑，保溫層采用輕質(zhì)保溫磚及巖棉氈，外墻用 MU10 以上燒結(jié)磚砌筑。窯頂部結(jié)構(gòu)：采用吊板結(jié)構(gòu)，內(nèi)層的輕質(zhì)耐火混凝土板通過(guò)陶瓷吊鉤吊在頂部承載 H 剛梁下，混凝土板上鋪設(shè)由耐火纖維氈及巖棉氈組成的保溫層。 該焙燒窯具有完善的排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、車底壓力平衡系統(tǒng)、抽熱系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)。通過(guò)這些系統(tǒng)使窯內(nèi)的焙燒制度更趨合理。 焙燒窯內(nèi)的熱源為磚坯內(nèi)含熱量，來(lái)自煤矸石，磚坯燒成熱耗 4598千焦 /塊。 該窯適應(yīng)于煤矸石空心磚的燒成，結(jié)構(gòu)合理，溫差小，保溫性能好，易于控制，能保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，在技術(shù)上是成熟、可靠的。 焙燒方式 全內(nèi)燃焙燒。 碼坯方式 同干燥室。 窯車砌筑采用整體結(jié)構(gòu)，一次澆注，可降低運(yùn)行成本。 車下設(shè)有風(fēng)道和進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口。 工作系統(tǒng) 37 該隧道窯設(shè)有完善的排煙系 統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、車底壓力平衡系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、窯車運(yùn)行系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)。通過(guò)這些系統(tǒng)調(diào)整，以保證窯內(nèi)熱工參數(shù)的穩(wěn)定。 （ 1）排煙系統(tǒng) 由排煙風(fēng)機(jī)和風(fēng)管組成，排除坯體在預(yù)熱、燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的低溫高濕煙氣。 （ 2）抽余熱系統(tǒng) 冷卻帶余熱利用系統(tǒng)將焙燒余熱用于成型后濕坯的干燥，并提供冬季采暖和日常洗澡、飲水。 （ 3）燃燒系統(tǒng) 由投煤孔組成，內(nèi)燃不足時(shí)可以補(bǔ)充燃料。 （ 4）冷卻系統(tǒng) 每條窯爐由窯尾出車端門(mén)上的 4 臺(tái)風(fēng)機(jī)和窯門(mén)組成，使坯體出窯時(shí)強(qiáng)冷卻。 （ 5）檢測(cè)控制系統(tǒng) 根據(jù)原料性能，準(zhǔn)確控 制焙燒溫度、保溫時(shí)間。 （ 6）車底壓力平衡系統(tǒng) 使各部位窯車上下壓力保持平衡，減少窯車上下氣流和窯內(nèi)坯垛上下溫差；窯車底部冷卻系統(tǒng)保證了窯車在良好狀態(tài)下運(yùn)行，延長(zhǎng)窯與窯車的使用壽命。 （ 7）窯車運(yùn)行系統(tǒng) 由頂車機(jī)、出口拉引機(jī)等組成，保證窯車按制度進(jìn)出。 焙燒窯的主要技術(shù)參數(shù)： ? 工作制度 330 天、 3 班 /天、 8 小時(shí) /班 ? 焙燒窯條數(shù) 2 條（各自獨(dú)立） 38 ? 焙燒年產(chǎn)量 1 億標(biāo)塊 ? 窯規(guī)格 （窯有效高度） ? 成品率 ≥ 96% ? 窯內(nèi)窯車 70 輛 ? 燒成周期 48 小 時(shí) ? 入窯水分 ≤ 4% ? 燒成收縮 %（ KP1）， %(大孔 ) ? 燒失率 % ? 燒成溫度 980～ 1050℃ ? 排煙溫度 80～ 150℃ ? 冷確方式 集中風(fēng)冷 ? 冷卻通風(fēng)溫度 室溫 ? 排煙方式 分散排煙 ? 余熱利用方式 冷卻熱 ? 窯車進(jìn)車方式 液壓進(jìn)車 ? 進(jìn)車間隔 ～ （承重磚）， （非承重磚） 窯車分兩部分，一部分是車體的鋼架，一部分是車體的襯砌。窯車下部采用良好的密封設(shè)計(jì)，窯車與窯車之間采用二道曲折壓緊密封，密封材料采用硅酸鋁纖維；窯車與窯墻之間采用曲折密封和砂封，與車面上焙燒窯完全隔離。 窯車襯砌整體設(shè)計(jì)和各層材料的選擇，是近年來(lái)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，按堅(jiān)固性、密封性、保溫性和經(jīng)濟(jì)性并結(jié)合磚瓦行業(yè)特點(diǎn)確定的。 窯車下設(shè)有風(fēng)道及進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口。 39 8 窯爐的余熱利用 余熱來(lái)源 煤矸石多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊燒成溫度最高可達(dá) 1050℃，經(jīng)過(guò)高溫焙燒段后進(jìn)入冷卻段，磚體溫度仍可達(dá)到 900℃ ，此時(shí)多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊已燒結(jié)，但晶型轉(zhuǎn)化尚未完成，所以冷卻段需要一個(gè)較長(zhǎng)的范圍來(lái)滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的物化要求。在熱值適中、干燥和余熱合理、焙燒操作正確的燒制過(guò)程中，冷卻帶從 20車位就開(kāi)始了，溫度可以保證在 900℃左右。進(jìn)入冷卻帶的多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊帶有大量熱量，這部分熱量通過(guò)熱輻射的方式向窯頂、窯墻和窯車傳遞，致使窯體溫度偏高，需要采取保溫措施保護(hù)窯頂?shù)醢寮案G墻不受損失。因?yàn)楸簾G生產(chǎn)是連續(xù)性的，所以在冷卻段每個(gè)位置的環(huán)境溫度也是相對(duì)穩(wěn)定，此時(shí)的熱源潔凈無(wú)煙塵，這就為余熱利用提供了穩(wěn)定的潔 凈熱源。 目前，煤矸石燒結(jié)多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊隧道窯余熱利用已經(jīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到廣泛考慮并使用，其利用情況主要有以下幾個(gè)方面： 干燥磚坯 每條隧道式焙燒窯配套設(shè)計(jì)一條干燥室，用于干燥成型好的磚坯。干燥熱源取自焙燒窯冷卻段的余熱，熱氣體潔凈無(wú)塵。熱源可使成型后濕磚坯進(jìn)行烘烤，含水率由 13%左右降至 4%左右，以便使磚坯進(jìn)入焙燒窯后易于燃燒。干燥室廢氣經(jīng)排潮風(fēng)機(jī)排空。這是余熱的首先主要利用。 廠內(nèi)職工洗浴與采暖 40 每條焙燒窯加設(shè)一臺(tái)直徑 1400mm 的換熱器，取窯內(nèi)熱氣 與冷水進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)換熱器的熱氣重新回入抽氣主管道，涼水變?yōu)闊崴M(jìn)入熱水管道送入浴室（一年四季）和采暖管道（冬季使用）。 職工飲用水 換熱器附近加茶水爐，熱源采用窯內(nèi)余熱，所生產(chǎn)熱水可用于全廠職工飲水。 井下工人工作服烘干 引抽余熱管道一組制作成散熱器狀，把洗凈后的濕工作服烘干，可滿足 1000 余名井下工人工作服的烘干，減少礦上再購(gòu)置烘干機(jī)。 熱水或蒸汽鍋爐 車間外加設(shè)鍋爐房，利用窯內(nèi)余熱作為熱源，熱交換過(guò)程采用軟化水，交換后得到熱水（汽）產(chǎn)量大，溫度高，可服務(wù)人數(shù)增加。此種余熱利用方式技術(shù)較先進(jìn)，采用鍋爐設(shè)備后熱利用效率得到提高，效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可廣泛推廣。 — 采用低壓余熱鍋爐 安裝位置的選擇 鑒于以上余熱各種利用方式的利弊關(guān)系，必須研究更科學(xué)的利用方式，而采用低壓余熱鍋爐應(yīng)該是今后發(fā)展的方向。在焙燒窯上設(shè)置余熱鍋爐，既要保持合理的焙燒曲線，又能產(chǎn)生足夠的蒸汽，滿足生產(chǎn)及生活需要。如前所述，焙燒窯按溫度曲線可分為預(yù)熱帶、焙燒帶、冷卻帶。由于預(yù)熱帶溫度低、水汽大，顯然不適合裝設(shè)鍋爐；如裝設(shè)在焙燒帶高溫段，又不利于磚坯的充分燒結(jié)；若裝在冷卻帶，雖 然可以從這里吸收一定的熱量，但產(chǎn)汽量往往不能滿足生產(chǎn)和生活的需要。為使余熱鍋爐達(dá)到既不能影響磚坯的燒結(jié)質(zhì)量，又能產(chǎn)生足夠蒸汽的要求，鍋爐一般裝設(shè)在焙燒帶前端比較有利。因?yàn)檫@一區(qū)間內(nèi)，磚坯殘余水分已經(jīng)排除， 41 坯體內(nèi)部能量開(kāi)始爆發(fā)，鍋爐從這里吸收一部分熱量并不會(huì)影響焙燒；另外，如果坯體發(fā)熱量高，鍋爐還可以從這里吸收大量的熱量，防止高溫段和冷卻段溫度過(guò)高，解決超熱焙燒問(wèn)題。但對(duì)于含硫過(guò)高的原料，在焙燒帶前端仍有大量二氧化硫氣體，勢(shì)必會(huì)腐蝕設(shè)備，所以此時(shí)可以考慮將鍋爐設(shè)置在焙燒保溫段后 800℃左右區(qū)域。 熱 源 以現(xiàn)有斷面 焙燒窯為例，其年產(chǎn)量可達(dá) 3300 萬(wàn) Kp1 燒結(jié)多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊，焙燒窯熱平衡見(jiàn)下表。 日產(chǎn) 10萬(wàn) Kp1焙燒窯每小時(shí)熱平衡表 熱平衡項(xiàng)目 熱量 (萬(wàn)大卡 ) 平均一塊磚坯熱量 (大卡 ) 比例 (%) 鍋爐吸熱 送往干燥室熱風(fēng) 342 819 36 窯排風(fēng)損失 76 182 8 磚坯殘余水分蒸發(fā)熱 磚坯燒結(jié)化學(xué)反應(yīng)熱 磚坯出窯熱損失 1% 散熱等損失熱 76 182 8% 總計(jì) 950 2275 100% 從熱平衡表中得到，日產(chǎn) 10 萬(wàn) kp1 燒結(jié)磚焙燒窯每小時(shí)可提供熱量約 200 萬(wàn)大卡，而每生產(chǎn) 1t 蒸汽需要的熱量約為 萬(wàn) kCal，在不影響磚廠正常生產(chǎn)的情況下，利用余熱可以滿足安裝 2～ 3t 蒸汽鍋爐需要。 余熱利用工藝 隧道窯的燒成過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，余熱提供會(huì)產(chǎn)生一定的波動(dòng)，但其原料來(lái)源和生產(chǎn)工藝是相對(duì)穩(wěn)定的（除磚廠政策性壓產(chǎn)或出現(xiàn)生產(chǎn)事故時(shí)外），可以認(rèn)為其波動(dòng)不會(huì)影響余熱利用的效果，即其熱源是穩(wěn)定的。每生產(chǎn) 1t 蒸汽需要的熱 量約為 萬(wàn) kCal。根據(jù) 600～ 850℃余熱溫度計(jì) 42 算，可有效利用熱量在 200 萬(wàn) kCal 以上。在不影響磚廠正常生產(chǎn)的情況下，利用冷卻段釋放的余熱可以滿足安裝 2～ 3t 蒸汽鍋爐需要。 根據(jù)原料理化性能指標(biāo)，在高溫帶前端或保溫帶后端選擇一定車位通過(guò)采集管采集余熱；在保證燒成操作正常進(jìn)行的情況下，以安全可靠的采熱、換熱方式，充分實(shí)現(xiàn)“水 汽”交換。其主要工藝過(guò)程為：①余熱采集，換熱用水采用軟化水；②水汽分離，液態(tài)水循環(huán)利用；③蒸汽運(yùn)輸，運(yùn)輸管道采取標(biāo)準(zhǔn)化保溫處理；④蒸氣利用。本工程一條隧道窯可安裝一套系統(tǒng)。此技 術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于磚瓦窯爐中，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 余熱利用效果 利用煤矸石制作燒結(jié)多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊，不僅節(jié)能利廢生產(chǎn)合格產(chǎn)品，還能為余熱利用節(jié)能減排創(chuàng)出一條新路，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 （ 1）余熱干燥節(jié)約煤炭 斷面 干燥室，其年干燥燒結(jié)多孔磚、空心磚及保溫空心砌塊坯3300 萬(wàn) Kp1，干燥室熱平衡見(jiàn)下表。 日產(chǎn) 10萬(wàn) Kp1干燥室每小時(shí)熱平衡表 帶入干燥室總熱量 熱平衡項(xiàng)目 熱量 (萬(wàn)大卡 ) 比例 (%) 342 萬(wàn)大卡 /小時(shí) 磚坯蒸發(fā)水分熱 窯車吸熱 3 磚坯升溫?zé)? 干燥室散熱 排潮熱損失 28 漏風(fēng)及其它熱損失 3 總計(jì) 342 100% 43 干燥室年用熱量（按 330 工作日 /年）為 Q 年 =342 24 330=2708640萬(wàn)大卡 /年如果用煤燒熱風(fēng)爐供熱，熱風(fēng)爐效率η =75%，按標(biāo)準(zhǔn)煤（ 7000大卡 /公斤）計(jì)算，則每年節(jié)約煤 2708640/（ 1000） =5159噸 /年 （ 2）余熱鍋爐節(jié)約煤炭 鍋爐每小時(shí)用熱量 Q 時(shí) = 萬(wàn)大卡 /小時(shí) 鍋爐年用熱量 Q 年 = 24 330=1603008 萬(wàn)大卡 /小時(shí) 如果用煤鍋爐供汽，鍋爐效率η =85%，按標(biāo)準(zhǔn)煤（ 7000 大卡 /公斤）計(jì)算，則每年節(jié)約煤 1603008/（ 1000） =2694 噸 /年 （ 3）一臺(tái)余熱鍋爐可解決磚廠 300 人喝水、洗澡， 2020 名職工洗澡、衣服烘干；冬季可解決 2 萬(wàn)左右平米取暖（或冬夏溴化理空調(diào)制冷、暖）；若安裝一臺(tái) 150KW 螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組，一年可發(fā)電 150 多萬(wàn) KWH，年為磚廠節(jié)約電費(fèi) 80 萬(wàn)元。我磚廠擬建 2 條 米窯爐，需要安裝 2 臺(tái)余熱鍋爐， 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益更加明顯，可實(shí)現(xiàn)磚廠生產(chǎn)用電 70%自給自足，滿足周邊所有農(nóng)民家庭冬季取暖、四季用熱水、洗澡、制冷等要求。 經(jīng)濟(jì)效益 （ 1）對(duì)制磚的益處：由于采用充分的余熱利