大截面日用陶瓷隧道的节能分析

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1、大截面日用陶瓷隧道窑的节能分析郭俊平1曾令可2(1潮州市窑炉窑具研究所，潮州521000，2华南理工大学，广卅510640)摘要：夲文采用现代的设计理念，在长度相仿的基础上扩宽隧道窑的可装载截面，结合改进窑顶结构、冷却带结构、新型烧嘴的选配等，保证宽窑温度均匀性好，上下温差小，确保了烧成质量，提高产量，与普通隧道窑相比，具有良好的节能效果。关键词：日用陶瓷隧道窑，大截面，节能降耗。0前言陶瓷生产是属于能耗较高的产业，尤其是烧成工序，占整个陶瓷生产总能耗的65%以上。多年来，陶瓷行业为节能减排倾注了大量的心血，取得了一定的成果，这既符合我国的节能减排

2、政策，又为企业降低成本发挥了积极的作用。当前，在日用陶瓷、陶瓷卫生洁具、工艺陶瓷等多种陶瓷的生产中，隧道窑烧成占了重要的位置，研究隧道窑的节能措施意义重大，通过对近期投入运行的大截面日用陶瓷隧道窑进行测试，并与同长度不同断面隧道窑进行比较，节能明显。1基本参数目前，在日用陶瓷烧成过程中，普遍使用的还是燃气隧道窑，其可装载宽度大多在1000mm左右，小规格隧道窑可装宽度仅560mm左右，一般是900mm至1160mm，较大规格有1350mm，我们和四通集团股份有限公司合作设计建造的大截面隧道窑，内宽为2380mm，可装载宽度为2260mm，为了保证窑

3、炉有更合理的可比性，选择了同一陶瓷生产企业、烧成产品品种相同、使用燃料相同、装截方法相同的、内宽950mm的普通隧道窑，并由同一检测单位进行热平衡测试。受测试两窑的基本参数如表1所示。表1所测试的两窑的基本参数Tab.1窑型普通隧道窑大截面隧道窑燃料天燃气烧成产品日用强化瓷窑炉有效长度（m）68.563.8预热带长度（m）16.1510.3烧成带长度（m）3127冷却带长度（m）21.3526.5可装宽度（m）0.952.26可装高度（m）0.950.95窑顶型式全长拱形高温区14m拱形拱高（m）0.540.48燃烧室布烧嘴数（对）2828窑车长度

4、（m）1.20.95推车速度（车/h）2.623.50从表1中数据可以看出，大截面隧道窑的可装载截面积是普通隧道窑可装截面积的2.4倍，由于窑内宽增大，如何保证窑内温度曲线的合理，以及每一断面温度的均匀性，即窑高度方向上温差小，故在设计及制作中采取了如下技术措施：⑴减小预热带的长度比例大截面隧道窑的预热带长度为10.3m，占窑总长63.8m的16％，而小断面隧道窑预热带长度为16.15m，占总窑长68.5m的24％，即宽断面窑预热带长度减少了8％，为什么大截面隧道窑的预热带长度要比普通隧道窑比例小，因为在总长度不变（受车间埸地限制）的情况下，大截面

5、隧道窑进窑物料量大（产品及窑具），吸热量多，从烧成带流耒的高温烟气向窑头前移时容易被进窑物体吸收，造成窑头温度偏低，所以必须提前布置烧嘴，给预热带补充足够的热量，以提高预热带温度，为产品的氧化及烧成留出时间余地。⑵加长冷却带的长度比例冷却带长度为26.5m，占窑总长度的42％，比普通隧道窑冷却带长度21.35m长，(占窑炉总长度的31％)，即减少了11％，因为大截面隧道窑的制品烧成后离开烧成带时，由于窑车装载量大，宽窑的单车装载量为2m3，是普通隧道窑装载量的两倍，而推车速度（3.5－2.62／2.62＝1.34）提高了1.34倍，故带出的热量大，

6、而且宽体窑窑车上堆积大体积的烧成制品更难散热，需要更充足的冷却时间。⑶特殊的预热带结构由于推车速度比普通隧道窑大，考虑到大截面隧道窑的特点，在预热带作了相应的结构处理，在预热带窑顶内侧，装有多道送风气幕，送风口的方向朝向烧成带并向下倾斜约30°角，因为隧道窑的预热带垂直装载面热气体会自动上浮使上层温度高，下层温度低，形成窑内高度上的温差，并引起上层窑压增大，而烧成带热气沿窑长流向窑头，当设置窑顶气幕后，气幕的吹向与热烟气的流向相反，使热烟气产生前移阻力，降低了移动速度，有利于热量充分交换，使进窑坯体干燥更充分、加热更均匀。同时，上层气体阻力增大后，

7、迫使烟气下行，降低上下温差，增加了下层坯体的吸热，由于气幕送入的是常温空气，限制了上层坯体的急剧升温。大家都知道，当预热带气体分层时，为了照顾下层坯体的预热时间，必须降低推车速度，所以，采取上述措施后，大大地缩小了预热带温差，提高了热交换效率，有利于提高车速，增加产量。⑷波纹式耐热金属马福板的应用在冷却带结构处理方面，除了采取延长冷却段比例外，还在冷却带的窑体内层墙和内层顶部采用耐热金属波纹板，将窑炉内腔和窑车制品隔离，形成马福式窑墙（如图1所示），由于截面大、且车速快，从烧成段带入冷却段的热量大，若得不到很好冷却，会造成出窑产品温度过高易产生产品

8、风裂，如果冷却得太快，即鼓冷风量太大，不符合烧成产品的冷却要求，则会产生炸裂等缺陷。所以，一方面需延长冷却带长度，即延长了