两次烧内墙砖辊道窑合理比例的节能方法

2022.11.01

李振中

摘要：由于全球能源价格不断提高，国家节能减排产业政策不断深入人心，陶瓷行业已普遍重视节能减排的问题。内墙砖的烧成在国内大多采用两次烧的方式，即素烧和釉烧。实践证明，两次烧内墙砖烧成的能耗，不同窑炉供应商的辊道窑上下相差很大。本文主要阐述了利用窑炉合理的分段，即不同功能区的百分比配置来实现节能的措施。目前，此方法还没引起人们的重视，在节能减排日益紧迫的今天，我们的眼光必须放宽一些，深挖潜力，注意到能够节能的方方面面，使我们的设计精益求精，就能使能耗降至更低。

关键词：两次烧；窑炉；合理比例；节能；方法

1 前言

目前，由于全球能源价格不断提高，国家节能减排产业政策不断深入人心，陶瓷行业已普遍重视节能减排的问题。无论国内还是国外陶瓷企业，签订窑炉合同时，都把能耗作为重要的一项写在合同里。目前窑炉的竞争，即是窑炉能耗指标的竞争。

在2013年，以科达机电为组长单位、摩德纳为副组长单位和中鹏参与编制的国家行业标准《陶瓷烧成辊道窑》已编制完毕并上报国家标准局，其中的辊道窑能耗标准，占有重要的章节。

2 两次烧内墙砖的耗能情况及节能措施

内墙砖的烧成在国内大多采用两次烧的方式，即素烧和釉烧。其中，素烧又分高温素烧和低温素烧，低温素烧一般为1100℃左右，高温素烧为1150℃左右，广东地区一般采用高温素烧，山东、河北等北方地区一般采用低温素烧。釉烧的温度南北方都差不多，低温釉在1100℃左右，高温釉在1150℃左右。素坯干燥器一般与素烧窑串联在一起，其热源为窑炉的烟气和缓冷区的余热。

在国内，两次烧内墙砖烧成的能耗，不同窑炉供应商的辊道窑上下相差很大，以低温素烧的两次烧内墙砖（300 mm×600mm规格的砖）为例，最高的达到3.5kg煤/m2，而科达机电于2013年在山东临沂生产出了2.88kg煤/m2的全国最低能耗水平。以一条日产30000m2的内墙砖生产线来说，每天可节煤18t，临沂地区最好的水平是3.1kg煤/m2。和它相比，每天也可节煤6.6t，如果一年按300天计算，可节煤1980t。所以说，选用好的热工设备，对陶瓷厂家产生的经济效益是惊人的，对社会的效益也很大。

目前，在窑炉上采取节能的措施有以下几种：

（1）利用窑炉余热加热助燃风；

（2）选择导热系数低的耐火保温材料，如：使用导热系数是普通保温材料三分之一的纳米保温板等；

（3）选择好的烧嘴，如：能减小断面温差的节能烧嘴和近期风行的预混式节能烧嘴等；

（4）在调试中尽量采用小的助燃风过剩系数；

（5）采用宽体窑。

本文笔者向大家推荐两次烧内墙砖烧成窑炉特有的一种节能措施，利用窑炉合理的分段，即不同功能区的百分比配置来实现节能。实践证明，这种方法有明显的节能效果，同时，这种方法也适用于普通釉面地砖的快速烧成窑炉。本文通过举例的方式，说明两次烧内墙砖烧成窑炉节能的效果。

如：在山东临沂，笔者承接的第一条两次烧内墙砖生产线，素釉烧温度均为1100℃左右，烧成周期为32min，日产25000m2。原设计是按通常的冷却带占40%比例，当时能耗是3.3kg煤/m2。通过公司人员的决策，建议将急冷段往前移6段，也就是冷却段加长了5%，预热和烧成段减短了5%，减掉了40多个烧嘴。修改后，发现能耗由3.kg煤/m2降为3.1kg煤/m2，一天可节约5t的煤。同时，干燥器的温度提升了50℃，产品出窑温度也降低了20℃。通过将急冷段迁移的方法，使得窑炉在三个方面都得到了良好的改善。

我们知道，快速烧成一般指烧成周期在30min左右，两次烧内墙砖的烧成周期是在30min左右，所以它属快速烧成范畴，有些一次烧釉面地砖的烧成周期也在30min左右，也属快速烧成范畴。所以，快速烧成中的快指的是在预热区和烧成区的时间比较短，而在冷却区是不能快的，因为在一定的产量和烧成温度前提下，冷却的时间是不会缩短的，一般不应低于15min，才能保证产品出窑温度在100℃左右，如少于这个时间，产品出窑温度会上升。所以在进行辊道窑的分区时，应该引进冷却时间不变的概念。这时，快速烧成窑炉冷却带所占窑长的比例就大，而慢速烧成窑炉冷却带所占窑长的比例就小，如果我们不注意烧成速度，用一个比例去套所有的窑炉，其运行效果就会大打折扣。在国内，有很多两次烧内墙砖的辊道窑，套用的是烧制抛光砖窑炉的分区方法；也有很多的辊道窑，为了提高产量，将预热和烧成带市设计很长而冷却带被设计很短。

3 预热和烧成带比例对节能效果的影响

预热和烧成带占比例大，而冷却带比例小会导致窑炉耗能较大，其原因主要有以下几个方面。

（1）开动烧嘴较多。因为砖坯在前边走的路程相对较长，为了保证温度，相应开动烧嘴也较多，烧嘴启动越多，能耗消耗越大。

（2）闲置烧嘴多，保温不好。这种情况下，在釉烧窑上较突出。有的釉烧窑辊上竟然闲置三分之二的烧嘴，目前国内运行的釉烧辊道窑辊上烧嘴闲置一半的也比比皆是。众所周知，闲置的烧嘴都在负压较大的预热区，这些闲置的烧嘴位置，保温不好，会吸进窑内冷风，造成浪费能源。另外，多了这么多闲置烧嘴，无疑也提高了窑炉的成本。

（3）排烟温度低，致使送去干燥器的余热温度不足，不得不用设置管枪的方法来提高温度。因为预热区太长，而烟气是在窑头排出的，烟气走的路程就要长，降温就会多。例如，前面所述，改造前排烟温度仅为150 ℃，改造后达到了200℃。目前，国内的两次烧内墙生产线的干燥器都设有管枪，笔者在辽宁法库见到过的一条日产20000 m2的两次烧内墙生产线，其素坯干燥器使用了15支管枪，釉烧前干燥器使用了5支管枪,通过测算，一支管枪的消耗煤气量相当于8支窑炉烧嘴消耗的煤气量。可以说，这些管枪是造成能耗高的重要原因之一。

一般大家认为只有加长窑炉的预热和烧成区，才能提高产量。其实这些都是相对而言的，如果烧嘴结构不合理，在预热区断面温差较大，坯体就不容易氧化，就需要用时间换空间，也就是说，用加长氧化时间的方法来达到完全氧化的目的。这也就是为什么有的宽体窑不容易提产；有的宽体窑不节能的原因。如果烧嘴结构合理，窑炉断面温度均匀，氧化的时间就会大大缩短。如果靠加长预热区来提高产量，就成了伪快速烧成。

在国外，如：巴西，他们的釉面地砖烧成周期很短，最快的可以达到25min。所以他们对这方面比较有经验，即采用烧成周期越短，窑炉冷却带的比例越大等方法进行节能。

从生产实践中笔者注意到，釉烧窑的辊上烧嘴实际运行的很少，一般辊上烧嘴设置占窑炉总长的9%~15%即可。素烧分高温素烧和低温素烧两种，如果是低温素烧，素烧窑照样不用设计太多的烧嘴，最多烧嘴数量设计窑段占窑炉总长的20%即可。如果是高温素烧，辊上烧嘴设置小于窑炉总长的30%。素、釉烧窑的辊下烧嘴均设置占窑炉总长的40%左右。（下转第49页）

4 结语

无论是两次烧内墙砖辊道窑，还是快速烧成的釉面地砖辊道窑，他们的分区方法完全可以以冷却带占窑炉总长的比例为基准来划分，如：烧成周期是40min，则冷却带占40%；如:烧成周期是35min，则冷却带占45%；如：烧成周期是30min，则冷却带占50%。

当然，两次烧内墙砖辊道窑的节能手段有很多，但是利用分区来节能并提高窑炉的运转性能，起码到目前为止还没引起人们的重视，在节能减排日益紧迫的今天，我们的眼光必须放宽一些，深挖潜力，注意到能够节能的方方面面，使我们的设计精益求精，就能使能耗降至更低。