陶瓷窑炉改造与节能减排

陶瓷窑炉改造与节能减排

这个桌子是陶瓷生产的“心脏”。桌子的质量直接关系到陶瓷生产的成本和质量，关系到公司的基本生存和发展，也关系到自然环境以及能源和资源的最大利用。因此,历年来,景德镇陶瓷对陶瓷窑炉的改进和陶瓷烧成技术的变革,从未停止过探索和创新,并取得了有目共睹的成就。在当前节能减排任务日益繁重和紧迫的形势下,如何利用先进的窑炉技术,卓有成效地推进节能减排工作向纵深发展,是陶瓷工作者面临的重大课题,本文拟结合我市陶瓷企业(主要是日用瓷生产企业)窑炉改造与节能减排的有关工作,谈点体会与看法。一、油烧互通窑t-t建国初期景德镇主要以镇窑(松柴为燃料)和槎窑(杂柴为燃料)烧制瓷器。随着生产的不断发展,木柴的需求量越来越大,这不仅破坏森林资源,也影响生态发展,为了改变这种状况,从1953年开始,景德镇对柴窑进行改造,着手以煤代柴。到1965年,景德镇陶瓷生产基本上实现了以煤代柴的技术转变,用煤烧制瓷数占当年日用瓷总产量的70%。60年代中期,一些瓷厂着重以耗能较低,而且可减轻工人作业强度的连续化生产的隧道窑代替间歇窑(倒焰窑)。1967年,在景德镇光明瓷厂建成了景德镇第一条煤烧隧道窑。尔后,全陶瓷系统共建成煤烧隧道窑20座,用隧道窑烧制瓷器达到当时景德镇日用瓷总产量的54%。70代中期到80年代中期的十年内,景德镇陶瓷烧制技术发展到烧重油阶段。1976年景德镇光明瓷厂建成全省第一条77米长的油烧隧道窑投产,使陶瓷产品质量大大提高。经过光明、宇宙瓷厂的油烧隧道窑试产,证明一般都能使窑青质量(烧成合格率)由80%提高到95%。此后,陶瓷系统所属为民、红星、红旗、红光、建国、艺术、人民、东风等瓷厂相继建成油烧隧道窑。80年代中期,人们又着手开发新的能源烧制瓷器,以使陶瓷产品升级上档。1984年,景德镇华风瓷厂建成发生炉煤气隧道窑,1986年试产成功。1987年2月,景德镇陶瓷工业设计院设计的第一条焦化炉煤气隧道窑建成。1988年9月投产。燃气窑与燃油窑相比,窑外设有供气系统,燃烧室变小,甚至不需要燃烧室就可在窑内直接燃烧,这大大提高了热利用率,使能耗大幅度下降。特别是景德镇光明瓷厂引进德国雷德哈默窑炉公司82米长焦炉煤气隧道窑,全窑采用多喷嘴系统,窑车上设有火道,窑门采用气封,预热带设置集中排烟装置,提高窑头温度,冷却带较长,降低出窑温度,充分利用余热,使每公斤瓷热耗仅为5500大卡(传统式的煤烧隧道窑和油烧隧道窑一般为8000-10000大卡)。全窑采用自动与手动相结合控制,减少人为质量因素,随后在各大瓷厂推广。二、轻体快烧节能技术勿庸置疑,从上世纪50年代初至90年代初,景德镇陶瓷窑炉实现的从烧柴——烧煤——烧油——烧气的四代能源变革,对促进陶瓷工业的发展,推进技术进步发挥了极为重要的主力军和排头兵的作用。然而,时代在不断进步,科学技术也日益发展。尤其是近十几年来,伴随着改革开放的步伐,通过走引进、消化、吸收和国产化的技术路线,我国的窑炉工业有了突飞猛进的发展,主要表现在:一是基础工业有新的发展,比如国内耐火材料工业飞速发展,许多新型节能材料不断面市,使窑炉内衬材料向轻质化转变,从而实现了窑炉轻体快烧节能的目的。另外,智能仪表、节能喷嘴、优质辊棒、高级窑具以及运行平稳可靠的斜齿轮传动等辅助设备,不断创新升级,为窑炉的自动控制、自动输送、节约能源等方面提供了可靠的保障;二是窑炉生产设备和制造安装水平有了长足的进步,为窑炉的高水平发展提供了良好的基础。现在一些新型日用陶瓷隧道窑和辊道窑就是在从西方发达国家引进的窑炉基础上发展起来的,完全国产化的新型辊道窑和隧道窑已在陶瓷行业全面推广,辊道窑从大到小,有多种规格;隧道窑已实现轻体化、自动化、快烧节能的目标,其设计、制造、安装技术日臻完美。辊道窑由于温差小(±2℃),没有窑车蓄热损失,输送自动平衡,工人劳动强度小,是一种能耗最低的新式隧道窑相比,具有产品质量高、能耗低、烧成周期短、环境温度低、工人劳动强度小的特点,是目前国内较先进的窑炉。(见表对比)如前所述,景德镇陶瓷对推进技术进步,历来是锲而不舍,一以贯之。为了适应形势的发展,根据国家节能减排的宏观政策和企业自身发展的需求,景德镇进一步加快窑改步伐,加大工作力度,在全面拆除煤烧圆窑包、煤烧隧道窑后,2006年红旗瓷厂、新艺陶瓷有限公司先后用小截面轻体快烧节能型隧道窑进行了技术改造,节能效果明显。2008年,江西省陶瓷工业公司申报并全面启动窑炉节能技术改造项目,运用当今新型窑炉对有关企业的90年代老式窑炉进行改造,并取得可喜的进展与成效。三、鉴定验收工作的体会作为专业人员,本人曾多次参加有关窑改单位的工程鉴定验收工作,通过实践考察,我体会到,运用先进技术进行窑改,具有较多的节能途径和较大的节能潜力,根据有关单位取得的效果和经验,主要有以下几点:1、对社会主义新窑的节能改造合理地选择用轻质、低蓄热和隔热性能好的耐火材料为窑体和窑车的砌筑材料,可以有效减少它们的蓄热和散热量,达到较好的节能效果。以光明瓷厂82M轻型装配式节能隧道窑为例,该窑炉是在拆除上世纪90年代建设的翻版德国窑炉的基础上改建,由于当时的技术及材料条件所限,窑体和窑车的砌体大部分采用重质耐火材料砌筑,能耗较高,不符合当前节能减排工作的需要,这次窑炉改造就是围绕上述两大问题进行更改。(1)对窑体耐火材料的改进。该窑的窑体耐火材料除曲封砖采用重质砖以外,其余全部由轻质耐火砖和耐火纤维制品砌筑而成。高温带的耐火材料内衬采用了江苏伊索莱特公司生产的JM28、JM30、JM32轻质耐火砖,大修之后,内表面粘贴多晶莫来石纤维块,其余部分的耐火材料根据温度高低分别采用轻质莫来石砖、聚轻高铝砖、轻质粘土砖和多种耐火纤维等,新窑炉比原窑炉的耐火材料内衬重量减少约35%,窑墙厚度减少约1/4。由于上述原因,使得窑炉重量较轻,花费原材料和能源较少,窑体隔热效果好、蓄热较少,烘窑周期短,在新窑炉点火和停窑后重新点火初期至窑体建立稳定传热场这一期间内少花费能源消耗。(2)对窑车耐火材料结构的改进。该窑炉的窑车除曲封飘砖采用重质砖外,其余为轻质耐火砖,平均体积密度为1000kg/m3。而传统窑车四周及车面为耐热砼,中间部位为轻质砖,其平均体积密度达1700kg/m3。因此蓄热量新窑车比老窑车将近减少40%。窑炉运行投产后,该项节能约8%。2、窑体散热量的影响隧道窑窑体和窑具的积散热在总的热支出中也占有较大比例,节能潜力也较大。通过有效可行的方法减少它们的积散热量,能够达到隧道窑节能降耗的目的。窑体散热量除了与砌筑的耐火材料有密切联系外,还与窑体的散热面积有关,即窑体的主要尺寸。因此,为了减少散热量,节能降耗,应从窑长和窑内宽两方面来考虑,其主要措施有:(1)适当增大窑内宽、减少窑内高宽比。(2)适当缩短窑长。(3)窑顶的砌筑。仍以光明瓷厂为例:该厂改进后的新窑的装载高度比老窑有所降低,这主要是考虑减少隧道窑烧成时上下温差问题,另一方面装载高度的降低,可减少倒窑事故的发生。另外,窑顶由传统窑炉的拱顶改为平吊顶结构,采用平吊顶结构的优点是便于码窑,窑顶空隙小,从而有效改善窑内气流分层。3、储调窑头增设气幕风机降低气体余热支出比例,充分回收利用气体余热,是节能挖潜的另一条主要途径。红光瓷厂新改81M轻体节能隧道窑,在窑头增加1台气幕风机,从而减少外界风吸入窑内和排放烟气量的热损失,有效提高窑头温度;光明瓷厂新改窑在冷却带打入冷风,将经和窑具、制品热交换后产生的热风由抽风机抽出,引至成型车间烘房作为坯体干燥热源,满足本窑炉烧成制品的坯体干燥所需,节约了干燥半成品的热源,使企业的综合能耗降低20%。4、重视烧烧材料的使用和培养另外,从其他窑改单位的经验中,还可采取以下措施节能,如:尽可能的采用棚板裸烧,不适合棚板装烧的品种可以采用支架窑具裸烧,加强传热效果并降低窑内压力;抽吸冷却带的余热作热风助燃,由冷却带或预热带的换热器中获得热风作热风助燃。经计算助燃热风温度为150c°时,可节省燃耗5%,当200c°时,可节省燃耗8%;建立烧成带和急冷段的曲封鼓风,减少窑内热量向车下泄露并降低车下温度;窑车砌体上设立火道棚板,窑车砌体表层为含锆或其他的耐火纤维制品;氧化保温及高火保温阶段实行窑内温度自动控制,还原阶段可采用远程遥控调节窑内温度和氛围,窑内压力实行自动控制;洁净燃料为陶瓷制品裸烧和辊道化烧成提供条件,日用细瓷的彩烤、素烧,炻瓷和骨灰瓷的素釉烧已普遍采用辊道窑快速烧成。今后须加强日用细瓷的釉烧在辊道窑烧成中的研究,使之达到更佳的节能效果。总之,从有关单位窑改的实践中,我们感受到:加快窑改步伐,挖掘窑炉的节能潜力是一项科学性、技术性非常强的系统性工程,拟从结构设计、燃烧技术装置、改进燃料、采用新型保温材料、提高密封性、加强余热回收利用、健全热工检测等多方面进行综合考虑,才能取得更加满意的效果。四、锅炉节能减排技术陶瓷工业是一个高耗能的行业,国家已将它列入全国节能减排的六大重点行业之一,而陶瓷的烧成及窑炉耗能占总耗能的40%以上,因此,利用先进窑炉技术进一步加快窑改步伐,是推进节能减排的一项重要举措,也是陶瓷企业谋求生存发展,走上良性可持续发展的必由之路。作为陶瓷企业和每一位陶瓷工作者,都应在总结经验,巩固已有成绩的基础上作出新的努力。1、单位单位生产二氧化碳污染的现状当前,节能减排已成为国家行为,发展低碳经济在时代和全球的背景下,成为大势所趋。在哥本哈根气候大会召开前,国务院决定,到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,这既表明了一种态度,也是一种决心。在这种大势面前,需要有清醒的头脑和认识。要充分认识节能减排、降耗利废和发展低碳经济及循环经济的极其重要性、历史必然性和现实紧迫性,要克服因循守旧的保守意识,更不能有退缩的思想,在认清形势的前提下,树立迎难而上、攻坚克难的思想和作风,提出更明晰的思想和更具体的应对举措。2、加大对沉积酒炉情况的调查上世纪八十年代初,我市曾组织了一次全面的陶瓷工业隧道窑的热工测定,为当时的窑炉技术改选和节能工作打下了较好的基础与创造了条件。陶瓷企业改制后,围绕梭式窑整顿,有关单位对梭式窑情况作过调查,但对全市各种窑炉的情况调查却没有开展。为使节能减排工作做到有的放矢,建议有关部门对全市陶瓷窑炉情况,如数量、类型、耗能及分布情况进行具体调查,从中找出节能环节的重点与突破口。总之,只有对陶瓷工业窑炉及耗能现状有了明确的认识,才能因地制宜地采用不同的技术去开展节能减排工作,最后达到经济与社会上的最佳效益。3、研发低能耗焦炉余热利用技术推进窑改,促进节能减排,要与科技进步与创新相结合,这些进步与创新包括:研究和应用新的燃烧技术,提高窑炉热工性能和燃烧效率;开发利用低温陶瓷原料,创新低温快烧工艺,降低陶瓷产品烧成温度,缩短烧成周期;大力开发窑炉余热综合利用;推广应用先进窑炉设备、机电设备等。4、构建国家政策扶持陶瓷行业推进节能减排,要善于寻求技术的突破,积极申报项目,落实国家转型政策,进一步争取国家在政策、资金方面对陶瓷产业的支持。有了国家和资金的支持,就能有充裕的条件,按照有关标准进行节能减排工作,使产业全面升级,使陶瓷能更快地符合低碳时代的要求。5、国外优秀企业节能减排的机会和潜力企业是推进节能减排和实现转轨转变型的主体,因此,一方面要等待按照优胜劣汰的原则,淘汰耗能高、效益低、产品缺乏档次的落后企业,另一方面要加大培优扶强力度,努力把耗能低、效益好、产品有市场的优秀企业做强做大,使窑改和节能有载体