烧结砖隧道窑节能降耗的途径探讨

程正椿（广西壮族自治区节能监察中心，广西　南宁市　530023）



烧结砖隧道窑节能降耗的途径探讨

程正椿（广西壮族自治区节能监察中心，广西南宁市530023）

在本文中，笔者结合工作过程中对隧道窑烧结砖生产技术的了解和调研，深入探讨了烧结砖隧道窑节能降耗的途径，以供参考。

隧道窑；行业标准；节能降耗

1　引言

近几年来，我国新型墙体材料突飞猛进地发展，尤以页岩空心砖等墙材的发展扩大更为典型，因此催生出一批新工艺、新技术、新窑炉，在这方面。笔者由于工作的关系，曾接触了广西区内几十个隧道窑烧结砖生产企业，对这一行业的新生产技术和新工艺做了一番比较深入的了解和调研，特将其中的一些好的经验和节能降耗的关键节点进行总结、分析和归纳，愿与同行一起探讨，共同推动这一行业的节能减排工作向前迈进。

2　隧道窑的简介

改革开放以来，我国经济的高速发展，使得对建材的需求量呈几何数增长，尤其是烧结砖的需求量连年递增。由于行业的急剧扩张，对窑炉的改进以便降低成本提升竟争力的原动力也越来越受到重视，对新窑炉新技术的追捧也越发变得狂热，业内人士都知道烧结砖的质量主要受到以下几个方面的因素制约：①原料制备的好坏；②陈化过程长短；③制坯的好坏；④码坯的好坏；⑤干燥的好坏（与时间长短关联）；⑥码窑的好坏；⑦焙烧的好坏等；

但最关键、最难控制的技术还是在干燥到焙烧这一段环节，而这段环节产品的好坏与隧道窑质量的好坏紧密相联。一个好的适用的窑炉直接关联到产量的提升，质量的提高，能耗的降低，最终体现到经济效益的提高。

目前市面上最常用的隧道窑有以下几种：

（1）按窑体的结构形式分有：拱顶式隧道窑、平顶式隧道窑、移动式隧道窑、装配式隧道窑。

（2）按窑道的工作断面分有：小断面隧道窑（内宽小于3m）、中断面隧道窑（内宽3～4.5m）、大断面隧道窑（内宽大于4.5m）。

（3）按燃料结构分有：燃气式、燃煤式、燃油式。

3　国家颁布的隧道窑行业标准

要找到烧结砖隧道窑节能降耗的途径，首先我们要了解国家颁布的“砖瓦烧窑炉的行业标准”我们先来熟悉一下国家标准的主要内容：砖瓦焙烧窑炉JC982-2005。

砖瓦焙烧窑炉分为隧道窑和轮窑二种型式。隧道窑又可分为平顶和拱型隧道窑；轮窑可分为直通道和弯道轮窑。主要类型见表1。

表1　砖瓦焙烧窑炉主要类型

隧道窑表示方法如图1。

示例：隧道窑内顶为平顶结构型式，窑长140m，窑车面以上内高1.5m，内宽4.6m，标记如下：Sy-p-1-140-1.5/4.6

轮窑表示方法如图2。

图1　

图2　

示例：轮窑为带抽取余热轮窑型式，内宽3.9m，内高2.7m，门数40门，门距m，标记如下：LY-Y40-5-2.7/3.9

JC982-2005

技术要求基本参数：

（1）隧道窑基本参数见表2

表2　隧道窑基本参数

（2）轮窑基本参数见表3

表3　轮窑基本参数

隧道窑质量评定等级要求标准是2005年2月14日由国家发改委发布，于2005年7月1日起开始实施，讫今有将近11年了。从这个标准可以了解到：

（1）对于隧道窑的基本参数、窑炉砌筑及整体性能要求、窑炉基础、窑墙体、窑顶、窑炉附属设施都有详细规定。

（2）对轮窑也有规定，但随着科技进步和节能减排的要求提高。18～24门轮窑已列入淘汰序列。

（3）这个标准对隧道窑的燃料消耗指标定为49.7kg×10/万块，折成万块成品砖耗标煤为1.699t。这个指标拿到今天来看，实际已经偏高，广西区内很多砖厂已经大大低于这一指标，目前平均在0.9～1.0t标煤/万块之间。就是在这个基础上，如果管理得当，措施到位，区内很多砖厂仍然还有潜力可挖，节能降耗的空间依然很大。因为砖是一个量大价低的行业。每万块砖那怕降低0.1t标煤，一个中型砖厂（年产6000万块）一年节能将达600t标煤。

4　隧道窑节能降耗的节点描述

就目前广西区内市场上最常见的两烘一烧的烧结砖隧道窑来论，节能降耗的主要节点在于：

4.1窑墙

隧道窑的窑墙从内到外由四部分构成：①耐火重质材料；②轻质保温材料；③隔热耐火保温材料；④外砖砌体。在这四个部分中尤以保温材料砌体最为讲究，对窑炉是否节能保温起着很重要的作用，提醒生产厂家一定要聘请专业的窑炉师进行设计施工，不要贪图便宜为了降低造价请非专业的厂家设计施工，否则一旦定型投产后未达预期效果，悔之晚矣。

国家标准中对窑墙的砌筑规定得很具体，使用的耐火材料和隔热材料必须符合标准中规定的相应质量要求，窑墙保温好，热量损失少，能源消耗少，窑炉使用寿命延长，综合效益自然而然就提升了。

4.2窑顶

根据笔者观察，区内的窑炉窑顶以平顶和弧顶居多，窑顶主要在于保温耐热的处理，保温材料的铺设非常讲究，不能有缝隙，防止热气流通过缝隙向窑顶上窜，隔热层所用材料要考虑到它的耐温性能，不能贪图便宜使用劣质材料。其次。窑顶与码垛的间隙要注意，不能过高或过低，过高，间隙大，容易窜入冷风，影响窑炉温度进而影响产品质量和能耗，过低，容易引起碰撞，危及生产正常。

4.3余热管道保温

干燥窑是通过余热管道把焙烧窑的余热送过来干燥砖坯的，因此余热管道的保温也很重要，不能让余热在输送过程中有过大损失，影响到产量和能耗。

4.4窑车和沙封槽

窑车是窑炉热量损耗最大的一个载体，它的上下密封是否严密是决定热损失的关键所在，笔者曾留意观察好的窑炉沙封槽与窑车之间间隙很小，而且窑墙伸出来的那块砖砌筑很规整，平常操作非常规范，如有碰撞损坏也能及时修复，这样窑车与窑墙之间严丝合缝，避免了窑车下面的冷气流与窑车上面的高温带接触，既减少能耗损失，又保护了窑车轮子不受高温炙烤，延长窑车的使用寿命。

4.5生产过程中控制

（1）选择合适的原料作坯体，有条件的地方最好选用碳质页岩或煤矸石作原料，这两种原料含有一定的煤质成份，含热卡大约200～500大卡。掺入制坯可以减少用煤量，煤矸石作为废弃物如能充分利用对保护环境也有贡献。

（2）严格控制砖坯的水份，因为降低坯体水份对降低煤耗很关键。砖坯的水份成份必须要一致不能波动过大，否则要么造成倒坯，要么造成过烧或烧不透直接影响产品的质量，这必须从原料环节就要抓紧，很多砖厂老板管理粗放，不注重这些细节，质量就无法提高。

（3）原煤必须计量，要加强能源管理，必须建立公司、车间、班组三级能源管理体系，健全能源管理制度，制定能源消耗和节能奖惩制度，并认真检查和鉴定，尤其是用煤管理，必须要做到进煤有计划，入库有验收，领用有记录，进出有台账。堵死跑冒滴漏任何一个环节。

（4）焙烧过程要严格按操作规程进行。

窑车的进出时间要稳定，风闸要固定，勤于观察炉内状况以及砂封槽的窑闭状况，不要随意开启窑头和窑尾的密封门，防止增加风机负荷及增大电耗。

（5）充分利用窑内余热

隧道窑在生产过程中会产生大量余热，尤其以碳质页岩石煤、煤研石做原料的烧结砖余热更多，如不加以利用，实在太浪费，根据余热量的大小，除烘干砖坯外，还可用来烘烧窑顶上方水箱产生蒸气供锅炉使用。在北方地区还可以供暖或者匹配余热发电机组。

5　移动式隧道窑综述

近几年来，我国砖瓦烧结行业又出现了一种新形的窑炉叫做“移动式隧道窑，它的原理就是建一个环形轨道，窑是用钢板和耐火材料拼装，砖坯在环形轨道上是不动的，而窑体是移动的，窑体依着园形轨道循环烧结，砖的烧结原理与轮窑相似，只不过轮窑窑体不动，而移动式隧道窑窑体是移动的，但它又具有隧道窑的结构和生产工艺，关键在于它节省了窑车，节省了窑车既节省了投资和维护费用，又节省了工序、节约了人工成本，使得烧结砖生产成本更低，能耗更少。尽管网上对这种新型窑炉诞生有不同看法：有人提出移动式隧道窑过多夸大实用，存在大量缺陷；也有人认为对一次码烧的“烘烧连通窑”要慎用等等，不同声音都有，但笔者经实地调研以后，认为值得肯定，它代表着这一行业的前进方向，值得大力推广，概括起来它有以下优点：

（1）节省了窑车既节省了投资同时也节省了窑车维护费用，还节省了一次码坯过程减少了人工成本。

（2）生产过程全电脑控制，产品质量有了保障，企业在窑炉上从烘干到焙烧全部安装了感应器，烘干砖坯的温度、窑内湿度、预焙烧的温度和焙烧带的温度在电脑上显示得一清二楚。这样一来，它弥补了环形轨道带上砖坯烘干时间短的不足，它能科学地测定进入焙烧前砖的干燥度是否达标，如不达标它可以延缓进窑，有效地避免因砖坯水价过高而容易导致的塌陷、倒垛、裂纹、哑音、过火、夹生等现象出现；即使是到预烧阶段温度较高出现故障，仍然还可以采取措施补救，因为这移动式隧道窑可以开倒车。它退后一点把前方故障排除以后再向前，这是其它隧道窑和轮窑无法做到的。

（3）移动式隧道窑它的轨迹是环形的，这就存在内半径和外半径不致的问题，窑内气体在内侧、外侧流动的线速度就会有差异，会导致内侧和外侧的温差不一致，如何解决这一问题？①解决码坯方法，所码砖坯成扇形状，把缝隙的差均匀分摊；②底部隔热材料平整成U型，两边略高、中间略低，避免砖坯缩水往窑墙方向塌陷撞击窑墙；③窑墙两边电机变频控制，使窑炉移动像汽车转弯一样，外轮移动的半径大于内轮的半径，使窑炉内外达到平衡，用同样的时间完成一个圆周；④在环形轨道内侧建有一条地下环形总烟道，每隔一定间距开一个闸口，每次窑炉移动一个闸口的距离，这个距离事先经过精确计算，用抽风机将焙烧窑的烟气送入干燥窑，经干燥砖坯后，又用抽风机送入烟道经过脱硫塔脱硫后再排放，整个工艺非常紧凑而且节能。

（4）节能效果显著，笔者调研了桂北用煤矸石制砖的某砖厂，其中该厂每块砖重为3kg，煤矸石在其中的占比为90%；每万块砖掺入煤矸石为：

10000块×3kg/块×0.9＝18000kg，也就是18t，煤矸石的热值经化验为200大卡，折标系数为0.028，这样折算下每万块砖标煤为0.514t，比区内同行平均水平0.9～1.0t要低48%以上，何况煤矸石本来就是废弃物，如不加以利用，还会污染周边环境。对它综合利用，无论节能还是减排都是对社会的贡献巨大，值得推广和鼓励。

6　结束语

总之，在烧结砖行业，隧道窑的每一个环节都关系到企业的能源消耗、产品质量和经济效益，甚至关系到这个行业的健康发展。我们要把技术节能和结构节能统盘考量，不能厚此薄彼。细节决定成败，我们要从点滴入手，每一个环节都不放过，让涓涓细流汇成节能的江河湖海。让可持续发展理念深入人心，成为我们各个行业的自觉行为。我将密切关注这一行业的新技术新工艺的诞生和应用，为节能减排做贡献。

2016-6-20

TU522.05

A

2095-2066（2016）19-0007-02