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磚瓦隧道窯余熱利用現狀及分析

　　中國磚瓦工業協會　　[2016/3/1]　　

摘要:隧道窯余熱利用越來越受到磚瓦企業的重視，余熱利用方式也呈現出多樣化趨勢。合理開發利用窯內富余熱量不僅能夠給企業帶來附加收益，也減少了燃煤鍋爐產生的CO2、SO2等氣體排放，是磚瓦企業對節能減排工作的一大貢獻。

3. 如何正確利用余熱

實踐證明，在滿足燒磚和干燥磚坯的前提下，科學合理利用窯內的富余熱量，可以提高窯內的焙燒速度，還可以為企業帶來一定的經濟效益。正確認識和利用余熱應從以下幾點著手：

3.1 確定余熱用途

首先要清楚開發余熱干什么用，目前余熱主要用途有：本廠的采暖、洗浴，周圍的生產、生活區供熱，溴化鋰空調制冷，食堂用熱，發電等。只有明確了余熱的用途，才能確定應該采用哪一種利用方式。

3.2計算余熱量

余熱利用，顧名思義是在滿足燒磚的前提下，對窯內多余的熱量進行利用。余熱量多少受到很多因素影響，如原材料的發熱量、易燒性、窯墻窯頂的保溫性能、窯車的密封性、抽風系統的合理性等。中、大斷面的隧道窯保溫材料要求比較嚴格，保溫性能比較好，窯外墻溫度基本為常溫;窯車加工精度也比較高，密封性比較好，車底溫度不高于50℃，這類窯能提供的余熱量相對多一些。

原料的發熱量并非越高越好。煤矸石、頁巖、粉煤灰等燒結磚的燒結溫度一般控制在1050℃以內，溫度再高制品內部會大量出現玻璃相，導致制品過燒。原料發熱量在600~750kcal/kg時通常被叫做超熱焙燒，此時還能通過一定的技術措施控制燒結曲線使制品不致燒熔;當發熱量大于750kcal/kg時，基本無法用于燒磚，必須摻加其他原料降低熱值。目前，采用多抽余熱的方式不能解決原料熱值過高的問題。

這里給出山東一家磚廠的實例，以供大家參考。山東能源集團趙官煤礦建有兩條全煤矸石制磚生產線，隧道窯斷面6.9米，長153.05米，其原料情況如下：

原料物理性能表1

原料化學成分表2

其相關生產數據為：

碼窯密度：240標塊/ M3

進車間隔：70min/車

蒸汽產量均值：2.5t/h

蒸汽溫度均值： 158℃

蒸汽壓力： 0.35Mpa

燒結磚質量符合國標(GB13544-2011)要求，說明余熱鍋爐系統并不影響隧道窯正常生產。

3.3 選擇合理的利用方式

安裝熱水箱是最簡單的余熱利用方式，直接在冷卻段窯頂部安裝就可以，考慮到安全性，水箱一般不會太寬。這種采熱方式效率比較低，能提供的熱量較少。

熱交換器采熱效率高一些，投資也比較少，4.6米以上的隧道窯上很多都安裝了熱交換器，用于解決本廠的采暖和職工洗浴問題。但受到抽風量和煙氣溫度影響，通過熱交換器所產生的熱水產量也不大。磚瓦隧道窯使用的熱交換器主要是固定管板式換熱器，煙氣通過進風口進入交換器換熱管，通過管壁將熱量傳遞給殼體內的水，煙氣與水逆流換熱，如圖所示：

北方地區改造和新建的隧道窯安裝余熱利用系統時一般采用余熱鍋爐。一條年產6000~8000萬磚的生產線所能提供的余熱量基本相當于一臺產量為2.5t/h燃煤鍋爐的產量。對熱量需求大的地區適合安裝余熱鍋爐。山東能源集團下屬多家磚廠安裝了余熱鍋爐，鍋爐產生的蒸汽接入礦區鍋爐房管網，夏天解決幾千人洗浴問題，冬天為礦區提供采暖熱源；中糧公司下屬一家磚廠將余熱鍋爐產生的蒸汽輸送到豆制品加工車間用于食品烘干；山西臨汾一家洗煤企業將磚廠建在村邊，免費將余熱鍋爐產生的蒸汽送入新農村建設的樓房內，解決了兩個村的用熱問題。

余熱發電也是很好的發展方向，但要解決好如何在蒸汽量和蒸汽壓力不穩定的情況下還能發電的問題，還要考慮投入產出比問題。

3.4 選擇專業設計、制造及加安裝單位

余熱鍋爐設計和安裝要考慮很多因素，首先要根據窯爐結構確定鍋爐各部件安裝位置、確定受熱管結構;要根據原料化學成分確定受熱管材質和壁厚;要根據溫度曲線選擇鍋爐安裝位置，安裝余熱鍋爐不能影響正常焙燒制度，合理選擇安裝位置能夠提高焙燒速度;要根據所用水的硬度選擇軟化水裝置。隧道窯余熱鍋爐受熱管安裝在窯體內部，直接和窯頂、窯墻、高溫制品接觸，利用熱輻射的采熱方式，提高了采熱效率，然而也存在許多隱患。硫腐蝕、飛灰磨損、積垢等問題都會影響受熱管的采熱效率和使用壽命，如果不能合理選擇耐腐蝕材料而選用普通水冷壁管，一旦受熱管被腐蝕壞，熱水會流入窯內，熱水迅速汽化，體積將膨脹1000倍以上，嚴重時會造成爆炸。

鍋筒安裝在窯頂，上升管和采熱管穿過窯墻和窯頂接入鍋筒，有生產線將鍋筒以下部位全部密封起來，看上去既保溫又整潔，其實不可取，這樣不便于隨時對管道進行檢查，更不利于更換管道。

余熱鍋爐屬于壓力容器，其設計、制作、安裝都要受到特檢部門監督，最終要通過驗收才能投入使用，鍋爐管理人員要持證上崗。安裝余熱鍋爐要通過正規單位進行設計、選擇有資質的單位制造安裝并要提供上崗培訓。一套完整余熱鍋爐系統應包括：軟化水系統、鍋爐、檢修平臺、監控(視頻、壓力、溫度)、汽包等。

4.結論

開發利用隧道窯余熱符合節能減排政策，也能給企業帶來好處，可以將成熟技術在行業內推廣使用。用戶選擇余熱利用方式要從自己實際情況出發，在有條件、有需求的前提下可以充分開發利用。

（中國磚瓦網轉載請注明出處）

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來源:北極星節能環保網

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