日用陶瓷窯爐節能的相關研究＊

楊 倩 李 婷

（咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

日用陶瓷窯爐節能的相關研究＊

楊 倩 李 婷

（咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

筆者在對實際應用中的日用陶瓷窯爐進行分析探討的基礎上，重點對近幾年發展起來的新型窯爐進行分析，并對其節能的目的進行深度的闡述。具體內容如下：首先，新型窯爐在國內的發展概況；其次，對正在運轉的煅燒窯爐存在的主要問題以及節能途徑進行闡述；再次，在已有的文獻的基礎上對我國開發研制并得到推廣應用的幾種節能型窯爐在結構、性能、節能效果方面進行分析評價；最后，對全文的研究內容作了簡要的總結。

陶瓷窯爐 節能工作 窯爐結構 能源問題 陶瓷工業

前言

能源是人類賴以生存和發展以及推動社會前進的物質基礎。國外將“材料、能源、信息”視為一個國家的3大支柱；又把“能源、糧食、人口和環境”看作人類面臨的4大問題。能源問題不僅成為國際的重大經濟問題，而且也成為國際重大的政治問題。我國是一個幅員遼闊、能源儲量相當豐富的國家，但是，隨著國民經濟的發展，我國的能源消耗也相當驚人。就世界范圍來說，當前我國已成為能源消費大國，各系統的能耗已經成為影響各個行業成本的主要原因之一。為了響應中國陶瓷行業提出的“節能降耗”要求，為了適應我國窯爐數量劇增，各行業用電狀況緊張的局面，需要進一步克服常規窯爐的不足。我國正在研制出各種新型的節能窯爐來滿足日益增高的節能要求。

1 新型窯爐在國內的發展概況

我國目前窯爐的運行效率低下，平均運行效率為25.96%，國外平均水平為30.05%，如果我國實行節能型窯爐，年節能潛力非常可觀。陶瓷工業是大量消耗能源的行業之一。據輕工業部統計，20世紀90年代日用陶瓷工業僅日均消耗標煤約220萬t、電4.5億度，其總能耗大約折合296萬t煤，相當于該年全國標煤消費量的千分之五。這個數字在整個國民經濟中雖然算不了什么，但在輕工行業中卻是一個耗能大戶。因此，合理使用能源和節約能源也是我國陶瓷工業當前和今后的中心課題。

此外，各地在窯體保溫、降低燒成溫度、采用快速燒成以及改進窯爐結構、改革燃料管理等方面均進行大量的研究試驗，采取了各種有效措施，從而使我國的窯爐節能工作取得了相當大的成就。通過不斷的努力，可望在近期內達到較為明顯的節能效果。

2 正在運轉的煅燒窯爐存在的主要問題以及節能途徑

2.1 燒成工藝不成熟

我國日用陶瓷不論高級細瓷或普通粗瓷，雖然一律采用一次燒成，國外一般均采用二次燒成，但是，我國燒成能耗卻比國外高得多。據輕工業部2000年調查，我國細瓷燒成能耗最高達58.6～75.3kJ/kg制品，此數量約相當于國外20世紀80年代水平。國外近期的有匣隧道窯能耗為25.1～37.7kJ/kg制品之間，而快燒窯爐單位制品能耗就更低了。

2.2 燃料結構不合理

我國20世紀60年代日用陶瓷以燒煤為主，90年代開始局部改成燒油。日本20世紀70年代以后，大部分日用陶瓷廠采用石油液化氣，僅有耐火材料工業及少數全馬弗式素燒窯才使用A級重油。捷克陶瓷廠主要燃料有3種：城市煤氣、發生爐煤氣和電，其中電多用于烤花窯。英國陶瓷生產幾乎全部使用天然氣。西德則使用城市煤氣，其熱值為14.2～14.6kJ/m3。

2.3 焙燒高溫技術尚未完善

我國高級細瓷燒成周期為21～30h，普瓷稍短些。國外生產用較大、中型隧道窯，燒成周期都比較長。我國近些年來采用的快燒窯，燒成周期可縮短到2～3h，但只用來燒面磚和低溫瓷，而且一定要有高熱值的燃料相配合，燒高溫瓷技術尚未完善和成熟。

2.4 新型煅燒窯爐主要的節能途徑

目前，在全國各主要產瓷地普遍進行改造測試工作的基礎上，各式節能型新型窯爐都從以下幾個方面加強節能改造：

1）將傳統式倒焰窯逐步改造成節能型間歇式輕體窯。

2）現有隧道窯大多只有20世紀50年代水平，宜從各方面改進，達到節能隧道窯水平。

3）提高匣缽質量，采用薄壁匣缽。燃料結構多樣化，加強煤氣化建設，盡量做到優質優用。

4）建立節能技術服務中心，加強窯爐的研制改造和更新換代，加強節能工作的管理和服務工作。

3 新型窯爐的推廣應用

咸陽陶瓷研究設計院已經用再結晶碳化硅研制成功了第三代窯具。這種窯具不僅導熱性好，而且強度高，厚度僅5～8mm，比普通窯具輕60%，從而使得窯爐從窯具上實現部分節能。我院的熱工裝備中心近幾年來對窯爐自控技術的應用發展很快，在窯爐生產上實現了全面普遍應用全自動氣體分析儀、壓力儀等，實現了微機單向控制窯爐各種參數，如窯溫、窯壓、窯內氣氛、裝載量、進出料量、排煙溫度等，從而大大提高燒成質量，節約了燃料消耗。目前出現了研究窯內各參數之間的函數關系，用一個復雜函數公式，通過計算機全面計算，用數字進行控制，以期達到最佳焙燒狀態。

新型節能窯爐還從縮短燒成時間，縮小窯內上下溫差等方面進行了大量研究，取得了突出的成就，諸如快速燒成窯爐、多噴嘴系統裝配式窯爐、新型間歇式窯爐以及高速噴嘴等的問世，也都相應地減少了燒成能耗，節約了開支，提高了產品質量，達到了可觀的節能效果。

此外，窯爐整體結構已和英、日、西德等主要國家一樣，現已向輕型窯爐方向發展，逐步以裝配式所代替。

由咸陽陶瓷研究設計院承擔的“工業煅燒節能型窯爐技術”項目于2011年12月27日通過陜西省科技廳組織的鑒定評議。該項目是咸陽陶瓷研究設計院根據我國能源政策的需要進行科研開發的，項目歷時24個月，對國內外各式新型節能窯爐結構和材料等進行了綜合分析，提出了今后我國窯爐技術改造和節能的發展方向。參加鑒定會的專家們一致認為該項目進展快、可行性高，經濟前景廣闊，編著項目書的技術性和實用性強，對科研、教學、設計和生產均有參考價值和指導意義。

1 虞雪琴，董來棋.國內外陶瓷窯爐節能現狀和發展趨勢.中國陶瓷，1985（1）：1～3

2 馮青，董劍輝，楊燕，等.陶瓷工藝窯爐節能技術的方向.中國陶瓷，2007（12）：5～7

3 鄭乃章，苗立峰，曹春娥.陶瓷窯爐測溫技術的發展.中國陶瓷工業，2007（3）：10～12

TQ174.73

A

1002－2872（2012）10－0029－02

楊倩 （1981－），本科，工程師；主要從事科研管理工作。