燒結類墻材企業(yè)節(jié)能途徑

胡斌，楊迪芳

（1.南鋼集團建設有限公司，南京 210035；2.南京市節(jié)能技術服務中心，南京 210007）

隨著經(jīng)濟的快速增長和城市化進程的推進，新墻材的需求量逐年上升，有力地推動了新墻材行業(yè)的發(fā)展。“十一五”期間，伴隨著行業(yè)的技術進步和國家相關產(chǎn)業(yè)政策的貫徹落實，煤矸石、粉煤灰、工業(yè)爐渣等低熱值廢渣在燒結類墻材企業(yè)中的利用量逐年增加。燒結類墻材企業(yè)仍然存在著中小企業(yè)數(shù)量多、集中度低、規(guī)模小、工藝技術落后、窯爐熱效率低、節(jié)能管理薄弱等問題，與國內(nèi)先進水平和國際先進水平相比還存在較大的差距，因此，該類企業(yè)具有較大的節(jié)能潛力。

1 行業(yè)現(xiàn)狀

我國建材工業(yè)能耗約占全國總能耗的9%，占全國工業(yè)能耗的13%，其中墻體材料工業(yè)能耗約占建材工業(yè)能耗的23%，而黏土磚企業(yè)是墻體材料中的主要用能大戶。近年來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動下，燒結類墻材企業(yè)發(fā)展迅速，在各個方面都發(fā)生了巨大的變化。

1.1 原料及能源

制磚用原料已從原來單一的黏土向資源綜合利用方向發(fā)展，頁巖、江河淤泥、煤矸石、粉煤灰、各種工業(yè)廢棄物等已成為磚瓦產(chǎn)品的主要原材料。

我國燒結類墻材企業(yè)生產(chǎn)能耗主要是電耗和燃料消耗。由于各企業(yè)間原料、工藝、裝備條件、窯型、窯爐工作狀態(tài)、操作技術和管理水平以及產(chǎn)品品種不同，其電耗和燃料消耗的差別很大。

1.2 生產(chǎn)規(guī)模

目前，我國燒結類墻材企業(yè)約有7萬多家，從業(yè)人員700多萬。其中年產(chǎn)（折標磚）5000萬塊以上的大企業(yè)占全行業(yè)的5%；年產(chǎn)3000～5000萬塊的中型企業(yè)占30%；年產(chǎn)1000～3000萬塊的中小企業(yè)占 20%；年產(chǎn)1000萬塊以下的小型企業(yè)占45%。從企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模上分析，年產(chǎn)達5000萬塊以上的大中型企業(yè)在逐年增加，年產(chǎn)3000萬塊以下的中小企業(yè)呈下降趨勢，但行業(yè)整體規(guī)模結構仍以中小企業(yè)為主。

1.3 生產(chǎn)工藝及設備

目前多數(shù)燒結類墻材企業(yè)仍采用兩道對輥、兩道攪拌的簡單原料制備方法。生產(chǎn)普遍采用塑性擠出成型工藝，產(chǎn)品仍以自然干燥為主，輪窯目前還是燒結類墻材生產(chǎn)的主要窯型，其中20～32門輪窯占了大多數(shù)。比較先進的是隧道窯，其產(chǎn)量大約占國內(nèi)總產(chǎn)量10%左右；機械碼窯生產(chǎn)、自動化加煤及噴煤粉裝置、窯溫自動控制及記錄系統(tǒng)等先進生產(chǎn)工藝及技術目前也只在少數(shù)企業(yè)中采用。

1.4 產(chǎn)品

產(chǎn)品現(xiàn)在也從單一的黏土實心磚發(fā)展成為涵蓋實心磚、多孔磚、空心磚、空心砌塊、保溫磚、保溫空心砌塊、復合保溫磚、復合保溫空心砌塊、墻地磚、路面磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、保溫磚墻體裝飾板及燒結瓦等燒結類產(chǎn)品，呈現(xiàn)出多品種、多規(guī)格的局面。

截止2011年，我國年生產(chǎn)各類磚產(chǎn)品（折標磚）1萬億塊，其中，燒結制品9000億塊。隨著國家墻體材料革新與建筑節(jié)能工作的推進，磚瓦產(chǎn)品結構調(diào)整步伐也不斷加快，黏土實心磚的總量已由“十一五”期間的4800億塊/a下降到3800億塊/a；燒結空心制品、摻廢渣（不含煤矸石、粉煤灰）30%以上的各種廢渣磚、煤矸石磚迅速上升，新型墻材產(chǎn)品總量增加，磚瓦產(chǎn)品及企業(yè)結構正發(fā)生著質(zhì)的變化。

2 存在的問題

大部分燒結類墻材企業(yè)都是中小企業(yè)，在能源管理隊伍建設、能源計量器具配備、能源統(tǒng)計、定額管理規(guī)范、能源培訓等基礎工作上仍滯后于節(jié)能工作的要求，節(jié)能管理仍然處于一種粗放式的管理狀態(tài)。

2.1 能源管理基礎薄弱

燒結類墻材企業(yè)能源管理網(wǎng)絡體系不健全，各項能源管理制度不完善；能源計量器具配置不齊全，尤其是二級計量和三級計量幾乎沒有；各種耗能設備和能源計量器具沒有配備專職人員負責；管理人員和一線工人都沒有參加崗位培訓；各項能源報表不齊全，沒有能源使用、分析等日常能源管理措施；沒有開展能耗定額考核；在生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)上，更多的是關注產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，對能源的管理僅限于財務層面上的成本核算。

2.2 能耗水平良莠不齊

燒結類墻材企業(yè)的生產(chǎn)能耗主要為柴油、電力以及煤（煤矸石、廢木料）。能耗特點主要體現(xiàn)在以下五個方面：（1）隧道窯的生產(chǎn)能耗普遍高于輪窯，隧道窯企業(yè)之間能源消耗的波動幅度小于輪窯企業(yè)。（2）24門和26門輪窯的生產(chǎn)能耗低于30門以上輪窯。（3）30門以上輪窯能耗波動幅度比24門和26門輪窯大。（4）輪窯門數(shù)相同，不同企業(yè)之間能耗差異達1～5倍。（5）很多企業(yè)還在使用已被明令淘汰的電機。

2.3 余熱利用水平較低

燒結類墻材企業(yè)爐窯設備主要分為輪窯和隧道窯兩大類。輪窯企業(yè)的濕坯一般都采用自然干燥，目前輪窯企業(yè)余熱利用主要是利用冷卻段的廢煙氣干燥預熱磚坯和利用成品的顯熱預熱助燃空氣。隧道窯企業(yè)的余熱主要用于濕坯的干燥。即將焙燒窯冷卻段的熱量通過抽風機引致烘干窯內(nèi)，根據(jù)烘干窯需要的熱量到焙燒窯進行提取，熱量不足時可以采用烘干窯內(nèi)外燃的方法確保烘干成品水分達到要求。余熱利用是燒結類墻材企業(yè)節(jié)能工作的重點，但是目前整個行業(yè)都存在著余熱利用水平低和使用不充分等現(xiàn)狀。

3 節(jié)能途徑

燒結類墻材企業(yè)的節(jié)能可以通過管理節(jié)能和技術節(jié)能兩大途徑實現(xiàn)。

3.1 管理節(jié)能

（1）健全能源管理制度。大部分燒結磚生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)場管理比較粗獷，缺乏嚴格的管理程序和完善的管理制度及作業(yè)規(guī)程等，為了提高企業(yè)的能源管理水平，必須建立能源管理工作的領導機構，建立廠部、車間、班組三級能源管理體系，健全能源計量、能源統(tǒng)計、能源定額管理等各項管理制度[1]。

（2）完善能源計量設施。能源計量是企業(yè)實現(xiàn)科學管理的基礎性工作。沒有完善準確的計量器具配置，就不能為生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)提供可靠的數(shù)據(jù)。企業(yè)應依據(jù)《用能單位能源計量器具配備與管理通則》的要求配備能源計量器具，并認真做好能源計量器具的檢定、校準工作，確保計量器具準確可靠。同時對能源計量數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析實施有效的管理，充分發(fā)揮能源計量數(shù)據(jù)在生產(chǎn)經(jīng)營、成本核算、能源利用狀況分析等各項工作中的作用，用科學、準確的計量數(shù)據(jù)指導生產(chǎn)，通過量化考核發(fā)現(xiàn)管理漏洞和節(jié)能潛力，及時加以改進提高，不斷提高企業(yè)的能源利用效率。

（3）實行能耗指標考核。對照《燒結磚瓦能耗等級定額》JC/T713-2007和國家及地方單位產(chǎn)品能耗限額標準的要求，從管理、技術措施、生產(chǎn)工藝等全方位著手，找出企業(yè)的不足之處，制定切實可行的措施，提高企業(yè)的能效水平。同時加強管理，將能耗指標按照科學合理的原則層層分解到車間、班組和個人，對各生產(chǎn)工序?qū)嵤┠芎闹笜素熑沃瓶己恕?/p>

（4）加強宣傳培訓力度。經(jīng)常性地組織開展節(jié)能宣傳和培訓，提高企業(yè)員工依法用能和節(jié)能增效的意識。加強對能源管理人員的專業(yè)培訓，逐步提高企業(yè)的能源管理水平，以適應新形勢下節(jié)能工作的需要。

3.2 技術節(jié)能

目前應用于燒結類墻材企業(yè)的重點節(jié)能技術有燒結磚隧道窯輻射換熱式余熱利用技術、提高窯爐密封性技術、大型隧道窯焙燒技術等。高效節(jié)能技術的應用，可大大提高能源利用效率，降低資源和能源的消耗，減少溫室氣體排放，做到節(jié)地、節(jié)能、利廢和環(huán)保。

（1）燒結磚隧道窯輻射換熱余熱利用技術。目前燒結類墻材企業(yè)在余熱利用方面較為普遍做法是將余熱用于干燥磚坯和在窯頂設置水箱制備熱水。在實際生產(chǎn)中由于干燥室的溫度要求，為了控制磚坯的水分蒸發(fā)速率，避免因水分過快蒸發(fā)造成磚產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量缺陷，將實際進入干燥室的風溫控制在110℃左右為佳。由于抽取隧道窯煙氣的溫度都較高，因此在系統(tǒng)設計的時候采用稀釋風機或者旁路冷風系統(tǒng)，因此，余熱資源未得到充分利用。

據(jù)統(tǒng)計隧道窯生產(chǎn)線消耗的能源除窯體散熱、磚坯水分蒸發(fā)和燒結等必須消耗的能量外，排煙熱損失和產(chǎn)品冷卻浪費的能量約占總能耗的40%～45%。如采用余熱干燥磚坯的方式，可利用余熱約15%左右，另有25%～30%左右的余熱還未能得到充分利用。

制磚隧道窯輻射換熱式余熱利用技術它是將隧道窯200～950℃磚坯余熱通過輻射換熱式余熱鍋爐生產(chǎn)壓力為2.45MPa、溫度為400℃的蒸汽，經(jīng)余熱鍋爐利用后的200℃以下的低溫煙氣余熱再用于磚坯干燥，在不影響原生產(chǎn)工藝、不增加燃料消耗和不影響磚坯質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)隧道窯余熱的梯級利用。產(chǎn)生的蒸汽可直接用于生產(chǎn)、生活或發(fā)電。

（2）提高窯爐密封性技術。目前，我國大多數(shù)燒結類墻材企業(yè)采用輪窯焙燒，而80%以上的輪窯密封性能不合格，漏氣現(xiàn)象相當普遍，不但影響產(chǎn)量，其熱量損失也很大，能耗偏高的現(xiàn)象也普遍存在。輪窯密封性能不佳的主要原因是砌筑的基礎未處理好，局部下沉從而產(chǎn)生裂縫。煙道砌筑質(zhì)量不合格，回填土夯得不實，哈風閘未經(jīng)機械加工，配合不嚴，投煤火蓋不合格等。因此要確保輪窯節(jié)能高產(chǎn)，首先要選用規(guī)范的哈風閘和投煤火蓋，其次窯墻、窯頂應采用輕質(zhì)泡沫隔熱磚等隔熱保溫材料砌筑，窯車接頭處，窯內(nèi)的周邊與窯體接觸處都應采用30mm厚硅酸鋁耐火纖維氈粘貼，有效阻止窯內(nèi)煙氣升溫與冷空氣的滲入，增強窯內(nèi)的密封性能，縮小窯爐上下溫差，減少熱損失，縮短高火保溫時間，從而減少燃料消耗，達到節(jié)能目的。

（3）大型隧道窯焙燒技術。大型節(jié)能保溫隧道窯設計內(nèi)寬應大于4.60m，甚至寬至10m以上。窯頂和窯墻結構應保證耐熱、保溫、密封的性能。采用輕質(zhì)襯砌材料，降低窯車的蓄熱量。窯車之間采用雙重密封結構，兩側與窯體也采用密封結構，從而杜絕窯車面上與車下的氣體流動。隧道窯在窯內(nèi)設置冷卻系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、窯溫、窯壓監(jiān)測控制系統(tǒng)。燃料根據(jù)產(chǎn)品不同可選用煤、燃油或天然氣。由于余熱被充分利用，使熱工過程節(jié)能效率和熱利用率大大提高。

4 結語

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，中國建筑市場對燒結磚的需求不斷增加，一方面推動著燒結類墻材企業(yè)快速發(fā)展，另一方面也考驗著燒結類墻材企業(yè)的技術水平。現(xiàn)有燒結類墻材企業(yè)必須對原有的落后生產(chǎn)工藝和設備進行不斷更新和實施技術改造，從而降低產(chǎn)品能耗，提高資源和能源的利用效率；逐步提升燒結類墻材企業(yè)的整體技術裝備水平和產(chǎn)品質(zhì)量，不斷增強燒結類墻材企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力，促進燒結類墻材企業(yè)持續(xù)、和諧和健康發(fā)展。

[1]徐厚林.燒結磚隧道窯技術與節(jié)能降耗[J].磚瓦，2011，（5）：30-32.