【正文】 7根輥子進行數(shù)值計算，其中Ｔ＞800℃高溫區(qū)采用瓷輥，其余采用鋼輥。計算表明，輥子兩端通過導熱過程所散失的熱量約占窯爐總供給熱量的２％，因此，其具備節(jié)能潛力。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帶出的熱量占總能耗的60～75％。 余熱利用在國外受到重視，視其為陶瓷工業(yè)節(jié)能的主要環(huán)節(jié)。目前，國外將余熱主要用于干燥和加熱燃燒空氣。對于排煙廢熱的余熱利用，亦采用換熱器進行能量收集與輸送到所需場所。 加強窯體密封性和窯內(nèi)壓力制度加強窯體密封，窯體與窯車之間、窯車之間的嚴密性，降低窯頭負壓、保證燒成帶處于微正壓，減少冷空氣進入窯內(nèi)，從而減少排煙量，降低熱耗。 采用自控技術采用自控技術是目前國外普遍采用的有效節(jié)能方法，它主要用在窯爐的自動控制。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％。在國外，如日本礙子公司的窯爐均設置有先進的自動點火、熄火測知、窯內(nèi)壓力監(jiān)測、地震監(jiān)測、窯內(nèi)氧濃度監(jiān)測、氣體泄漏監(jiān)測、瓷輥損折監(jiān)測及噴嘴用電偶記錄儀等一系列監(jiān)測儀器。在國內(nèi)尚未達到。其上下兩層溫度均采用PID單獨控制，兩層之間采用結(jié)晶碳化硅作橫梁并用高保溫性能的耐火材料做隔熱層。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％。例如A1203的燒結(jié)，傳統(tǒng)方法需加熱幾個小時而微波法僅需３～４分鐘。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。3 輥道陶瓷窯簡介現(xiàn)華南地區(qū)大部分輥道窯采用水煤氣、重油或LPG作為燃料，燃燒型式為引射式擴散燃燒（如圖1所示），燃氣與助燃空氣在燒嘴前端混合進入燃燒室燃燒。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。圖1 擴散燃燒示意圖輥道窯最初是由意大利引進，后來國產(chǎn)化，都采用液化氣、煤氣、輕柴油等清潔燃料，明焰裸燒。 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計制造。近十年來輥道窯窯體不斷朝著大型化的方向發(fā)展, 表現(xiàn)之一是輥道窯窯長的增加, 窯長增加使燒成的產(chǎn)量增加, 使燒成制度沿窯長方向的變化較平緩, 易于控制調(diào)節(jié), 同時也削弱了外界環(huán)境氣候等因素變化對窯爐燒成的影響，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，但窯長的增加則明顯地增加一次性投資，80年代初的輥道窯多數(shù)長約50～70米, 而目前引進的或國產(chǎn)的輥道窯大多長約70～250米；表現(xiàn)之二是窯寬的增加，窯寬的增加，從節(jié)能的角度來看則意味著窯爐單位體積的表面積減小，也就是單位產(chǎn)量的窯爐外表面散熱減少，從投資的角度來看則表明單位產(chǎn)量窯爐的一次性投資減小，, ～, ，當然窯寬的增加則提高了對燃燒系統(tǒng)、輥棒、傳動系統(tǒng)等方面的要求, 特別是對輥棒的要求；表現(xiàn)之三是多層輥道窯的增加, 主要是雙層輥道窯, 多層輥道窯節(jié)省面積, 產(chǎn)量大, 可減低單位制品熱耗, 但多層輥道窯操作結(jié)構(gòu)復雜, 部分結(jié)構(gòu)材料性能要求高, 各層之間的相互牽扯影響干擾較多。典型的集中排煙是窯頭處輥道上、下方側(cè)墻開設兩對排煙口，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）。一般來講, 這種半集中排煙方法對煙氣的熱利用率比較低, 而對于預熱帶的調(diào)節(jié)作用也不大, 一般仍需與預熱帶的其它調(diào)節(jié)方法如閘板、擋火墻和調(diào)溫風管配合使用, 因此怎樣設置閘板、擋火墻或調(diào)溫風管是預熱帶設計及研究的重要課題。 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。目前使用中的輥道窯燒嘴布置主要有兩種方式，一種是在輥道上下均勻等距布置燒嘴俗稱面槍與底槍, 間距約為1米, 兩側(cè)燒嘴相互交錯, 橫向交錯攪動窯內(nèi)氣流, 使制品得到均勻燒成；另一種方式是輥道上下上疏下密布置, 面槍與底槍呈“品”字型結(jié)構(gòu),兩側(cè)仍是相互交錯。目前的輥道窯應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。顯然前者對于完全燃燒和避免產(chǎn)品污染等都是有益的, 價格也貴。 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。隨著窯寬的增加, 一些輥道窯為了更有效的均勻急冷, 已放棄了簡單的側(cè)墻鼓風急冷方法, 而是在急冷段沿窯寬方向，在輥道上下布有急冷風管, 這些風管上開有許多小孔, 鼓入的急冷風與制品表面垂直, 使制品腹背受到均勻有效的急冷。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。螺旋齒輪傳動平穩(wěn)精確, 但對齒輪的精度要求也高。 輥道窯三帶比例設置 設計時，輥道窯預熱帶長度約占窯體總長1/3以上，如圖2所示。并在該帶設置高速攪拌調(diào)溫及阻氣系統(tǒng)。接近燒成帶均勻設置燃燒器。在該帶兩側(cè)通道上下均勻交錯設置燃燒器。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。緩冷段與尾部冷卻段頂部設置多處排熱孔，匯合于總管，該段熱風送往干燥窯，用作制品的干燥熱源，排熱孔均設閘板調(diào)整，并在該帶上下通道兩側(cè)均勻設置緩冷風孔用以調(diào)整產(chǎn)品在緩冷過程中所需的最佳曲線。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。風機除軸流風機外均采用變頻控制。同時排風機出口還接有金屬煙囪，高出房屋頂3米以上。 圖6 輥道窯急冷風管示意圖 圖7輥道窯緩冷風管示意圖 圖8輥道窯直冷風管示意圖 輥道窯溫度制度溫度制度以溫度曲線表示，它表明在燒成過程中溫度隨時間的變化關系。溫度曲線應根據(jù)制品在焙燒過程中的物理化學反應特性、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。由傳熱學的原理我們應該明白, 在預熱帶熱電偶測得的溫度高于制品溫度, 但要小于煙氣的溫度；燒成帶與預熱帶相似, 但是溫差較小, 且熱電偶測得的溫度較為接近制品的溫度；在冷卻帶與燒成帶相反,熱電偶測得的溫度小于制品的溫度而大于煙氣的溫度。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燒成帶溫度的監(jiān)測 燒成帶溫度的監(jiān)測主要是確定燒成帶的最高溫度和高溫區(qū)間長度即制品在高溫下停留的時間，燒成帶的最高溫度是成瓷的最高溫度點, 它影響到產(chǎn)品的生燒與過燒, 高溫區(qū)的長度影響到保溫時間的長短, 從而也影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。 （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。入窯溫度一般控制在150～300℃, 太高太低均不好, 排煙支閘板開度窯頭至窯尾由小至大, 窯頭排煙支閘板不宜開得太大, 因為這樣會造成冷風大量吸人, 輥下閘板的開度較輥上大, 加大輥下抽力可克服幾何壓頭造成輥上輥下溫度的偏差。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。另外擋火嘴和擋火磚也是調(diào)節(jié)局部火位溫度的有效方法。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。 （2）壓力的控制壓力本身對制品的燒成影響不是很大, 它只是對窯內(nèi)的溫度、氣氛有很大的影響。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)生的反應氣體的排除, 氣體在窯內(nèi)預熱帶運行的壓差在1mmH2O。另外保持燒成帶與冷卻帶交界劃分的兩段進出風基本平衡, 也是維持窯內(nèi)冷卻帶較易劃分的重要手段?？傊? 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。建陶行業(yè)很少去應用。4 節(jié)能方案設計根據(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，設計如下節(jié)能方案。隨著低碳經(jīng)濟和節(jié)能減排工作的不斷深入，重油將逐漸退出陶瓷行業(yè)的舞臺；半水煤氣的主要優(yōu)勢是價格便宜，企業(yè)容易接受，但是半水煤氣的生產(chǎn)裝置—煤炭氣化裝置，屬于易燃易爆裝置，半水煤氣是由氫氣和一氧化碳組成的，極易發(fā)生安全事故，因此，政府已經(jīng)叫停了陶瓷企業(yè)興建半水煤氣裝置建設；隨著西氣東輸二期工程貫通的臨近，清潔燃料—天然氣給陶瓷行業(yè)帶來了希望，有條件的企業(yè)將燃料紛紛更換成了天然氣，然而天然氣需要管道輸送，給天然氣的普及使用帶來了極大的運輸難度；LPG應該算作是最早被陶瓷行業(yè)認可的較清潔的氣體燃料，隨著我國乃至XX省石化企業(yè)突飛猛進的發(fā)展，LPG的供應能力不斷增強，同時，XX沿海地區(qū)LPG的進口量也在急劇增長，這給陶瓷行業(yè)帶來了極大的便利，然而，隨著石油價格的不斷攀升，石油加工深度的不斷深入，LPG作為乙烯原料的經(jīng)濟價值遠遠大于作為燃料的價值，因此，國內(nèi)石化企業(yè)LPG的銷售量也在不斷的縮減。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。二甲醚是一種比較惰性的非腐蝕性有機物，其主要的理化性質(zhì)見表1。它具有與液化石油氣（LPG）相似的特性。所以，二甲醚是一種優(yōu)良的綠色化工產(chǎn)品。 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。二甲醚在空氣中的爆炸下限比液化石油氣高一倍，因此，在使用過程中，二甲醚作為燃料比液化石油氣安全。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 爆炸極限 ％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%。 LPG改造為DME，原來所有的設備、管道及管件均不用更換，只需要將原來的丁腈密封材料更換為耐DME負溶脹作用的材料即可。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。 改進保溫措施，減少散熱損失增加保溫，減少散熱損失是最簡單也是最直接的節(jié)能措施。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。 噴霧干燥設備的節(jié)能措施 （1）提高干燥器的進風溫度，降低排風溫度 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能采用較高的氣體進風溫度。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。所以，增加陶瓷泥漿的濃度或降低其含水率，能減少噴霧干燥制粉的熱量消耗。可以通過加入陶瓷添加劑。（3）提高陶瓷泥漿的溫度通過采用余熱或廢熱干燥泥漿等方式提高泥漿的溫度，能有效地降低泥漿的粘度，改善泥漿的霧化性能及預防泥漿堵塞噴嘴等。（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%。若熱風離開干燥器