影響輥道窯節能效果的十大因素之五——產品工藝特性與燒成制度控制對能耗的影響

鄒小芳，李真霖，程昭華

（佛山市佳韻窯業技術有限公司/佛山市佳窯陶業技術有限公司，佛山 528000）

1 前言

2014年，佛山佳窯從生產實踐角度上提出了陶瓷輥道窯方面“影響輥道窯節能效果的十大因素”這樣一個概念，并且分為 “窯爐結構設計制作本身對窯爐能耗的影響”、“窯爐生產現場操作技術手法對窯爐能耗的影響”、“窯爐現場管理方法與力度對窯爐能耗的影響”這三個系列進行分門別類地針對性闡述。鑒于篇幅所限，在《佛山陶瓷》雜志2014年《陶瓷環保與節能技術匯編》增刊中我們集中重點探討了第一系列——“窯爐結構設計制作本身對窯爐能耗的影響”（影響輥道窯節能效果的十大因素之第1～4類因素）中的四類。

陶瓷輥道窯在實際生產操作過程中，不同的陶瓷產品，有不同的燒成特性；不同的燒成技術人員操作，操控手法也不一樣，所以現實中體現出來對窯爐的能耗影響各不相同。這并不奇怪，就如同一部新車，在不同的路況下行駛，需要的油耗不同。由不同的司機來開同樣的路線，產生的油耗也是不盡相同的，二者是同樣的道理。本文我們重點探討第二系列 “窯爐生產現場操作技術手法對窯爐能耗的影響——產品工藝特性與燒成制度控制對能耗的影響”。

2 產品工藝特性與燒成制度控制對能耗的影響

2.1 最高燒成溫度對能耗的影響

理論和生產實踐證明，窯爐溫度從1200℃升至1250℃時所需要消耗的熱量，比從1150℃升至1200℃時所需要的能耗更高。所以，我們降低燃耗成本的首選方式，就是想辦法在不影響產品品質的情況下，盡可能將陶瓷產品的配方最高燒成溫度降下來，實現低溫快燒。當然，我們這里所講的燒成溫度，并不是指窯爐上熱電偶測出來顯示的溫度，而是磚坯的實際燒成溫度，通常我們以進口的“FERRO測溫環”行進窯內燒成周期所測出的溫度來定。

2.2 燒成周期長短對能耗的影響

隨著中國近二十年陶瓷工業的快速發展，陶瓷產品發生了很大的變化，在燒成方式上也有了很大的改進。早在上世紀九十年代，我們陶瓷廠的產品規格大多在300 mm×200 mm～600 mm×600 mm之間，燒成周期大多控制在70 min左右。而現如今，大規格800 mm×800 mm的拋光磚燒成周期有的產區都只用30 min左右，相對而言單位時間內產能翻倍，這就是很明顯的節能方式。可以肯定的是，根據產品低溫快燒的燒成工藝要求，在生產實踐過程中輥道窯的結構設計較之前有了很大的改進，調節手法也比之前多了不少措施。所以，在保證產品品質不受影響的情況下，縮短燒成周期，就是很好的節能方式。當然，縮短燒成周期，那么磚坯在窯爐內各階段的物理化學反應時間自然就縮短了，這很有可能影響到產品的內在品質。

2.3 大型輥道窯前段、后段煤氣分段壓力分布控制技術對能耗的影響

隨著單位產能提高和單位能耗降低的雙重要求，我們陶瓷企業現如今一方面在追求使用大型長窯爐；另一方面在追求使用寬體窯，這兩種方式的節能效果都很好。寬體窯近幾年也在不斷地發展加長為大型寬體長窯 （當然，這里是有極限的，過分追求存在一定的影響）。在生產過程中，窯爐前段預熱和氧化段，產品需要吸收大量的熱量以達到快速排水和氧化分解的工藝特性要求，加上窯爐本身噴槍設置較少，所以一般槍火燃燒都是偏大火的（噴槍過分大火燃燒還會導致產品容易“發藍”）；而后段真正燒成瓷化過程中因前段吸熱累積以及窯爐本身噴槍設置比較密集，后段每只噴槍的火焰燃燒相對較小火。鑒于此，同樣助燃風量的情況下，窯爐燃料分前后段供給，一方面保證前后兩段的燒成制度能有效達到要求；另一方面，避免高壓小火造成噴槍空氣過剩（甚至熄火）熱值沒有達到最佳狀態而造成能耗浪費。

2.4 前段、后段助燃風壓分布控制技術對能耗的影響

結合2.3內容所述，通常輥道窯使用的助燃風是常溫狀態或一般加熱到200～300℃，相對窯內的1200℃左右的燒成溫度來說，絕對是低溫風源，這種過量的低溫風源送入窯內，在被加熱成1200℃左右的溫度此過程中會吸收大量的熱量，而這個吸熱過程是無用的，屬于能耗浪費。所以，對于窯爐燒成控制來說，在保證噴槍完全燃燒情況下，應避免空氣過剩系數太大而造成能耗浪費。

2.5 實際點槍使用分布技術對能耗的影響

我們在很多陶瓷企業可以看到，很多窯爐上設置了過量的噴槍沒有使用，同樣有很多窯爐存在噴槍布置位置不合理導致無法滿足燒成工藝控制燒成制度的現象。這是與窯爐公司設計選型結合生產實踐經驗不足密切相關的。如果窯爐中存在過多不使用的噴槍，會大大降低窯體的密封性和窯墻的隔熱性能，無形中導致能耗損失。這里還需要注意一點，不同的產品，有不同的燒成特性，窯爐布置足量的噴槍是滿足于窯爐的可調節范圍需要。在實際生產中，根據生產工藝要求，不是全部噴槍點起就是好，相反有些區域的噴槍著火反而不利于生產控制。比如：面噴槍，全部的面槍點著火，會導致面溫過高，受溫度表自動控制調溫作用，最終會有噴槍很小火甚至根本著不了火（助燃風大導致“斷火”），這樣可能導致窯內上下氣流不穩定，產品燒成不穩定，同時還造成能耗浪費。同樣，受磚坯氧化還原反應的物理化學變化工藝特性影響，有的窯爐在生產某特定產品時，也并不是所有的底噴槍要點燃，達到了燒成溫度和燒成氣氛要求時，其它過多的噴槍著火，起不到燒成作用反而增加了窯爐的煙氣量，增加排煙風機的負荷。點燃噴槍，就必須配套送入低溫的助燃風，過量的低溫助燃風也就起到吸熱作用而浪費能耗。所以在滿足生產需要的情況下，少點噴槍，是很好的節能降耗措施之一，這個需要在生產現場摸索得出規律才好操作控制。

2.6 零壓位控制技術對能耗的影響

窯爐的零壓位，是絕大多數窯爐技術人員和管理人員普遍關注的參數。零壓位除了影響到產品燒成的品質外，還會影響到窯爐的外表散熱量，車間的作業環境以及窯爐的折舊率。燒成區正壓區越長，相對窯內高溫熱氣體通過窯體不絕對密封處（比如噴槍座位、事故處理口、看火口處、窯頂擋火板位置等）外竄的通道就越多，散失的熱量也就越大；正壓越大，那么熱氣體通過窯體隔熱層及不絕對密封通道處（比如噴槍座位、事故處理口、看火口處、窯頂擋火板位置等）強制外竄的動力就越大，散失的熱量就越多。由此可見，從能耗的角度考慮，正壓越大，導致能耗越大。當然，對于窯爐的負壓區，如果窯體不絕對密封處（比如噴槍座位、事故處理口、看火口處、窯頂擋火板位置等）人為密封效果不好的話，窯體會吸入過多的外界室溫空氣到窯內，會降低窯內的熱氣體溫度，不利于燒成過程中的水平溫差控制、氣流穩定，以及溫度曲線調節之外，還不利于節能降耗。理論上講，在窯體絕對密封狀態下，窯爐正壓區越短，正壓越小甚至零壓的情況下，越有利于窯爐節能降耗，所以窯爐盡可能的密封很有意義。

2.7 外排熱風溫度與風量控制對能耗的影響

早期，由于輥道式干燥窯普通被忽視，干燥窯的窯體結構和風管路結構比較落后，而且保溫性能很差，再加上干燥窯調控技能的不足，導致窯爐排煙風機送來的熱煙氣和抽熱風機送來的窯爐冷卻余熱還不能滿足干燥窯熱量需求。有的廠家甚至另點熱風爐或者是燃燒棒、點噴槍燒火的形式來另外補熱，造成很大的能耗浪費。而現如今，在生產技術實踐和熱工調試操作經驗總結的指導下，干燥窯結構不斷改進改良，現往往是窯爐送來干燥窯的熱量過多，需要外排，否則干燥窯內的生坯干燥過程中容易出現產品缺陷。窯爐或者干燥窯，直接外排熱風量到屋外大氣中，除了環保不合格外，能耗浪費肯定較大。所以我們得根據產品生產需要，盡可能通過窯爐組合干燥窯一并統籌兼顧，保證在產品品質和產量達標的情況下，盡可能調整好窯爐排煙抽斗、余熱抽斗的開啟位置和對應的開度，以及干燥窯抽濕斗、供熱分風器的開啟位置和對應的開度，以減少外排熱風介質的溫度和外排熱風的風量，這對窯爐節能同樣是很有意義的。