引言

在過去很長一段時間里，中國的窯爐領域發展跟世界存在著較大的差距，世界上先進的窯爐生產技術主要還是由意大利、德國等傳統工業強國把控。

隨著國內陶瓷工業的蓬勃，上游陶機裝備制造領域也迎來了較快發展，經過對國外先進技術的引進和吸收，再到自主研發階段，目前已經取得了非常大的進步，在國內市場早就占據了主導地位，在海外市場上也能跟國際陶機巨頭們一較高下。

近兩年來，為響應國家在節能環保和“互聯網+”方面的有關政策，窯爐企業也在節能減排及智能化領域積極探索，取得了許多有價值的成果，每家企業所采用的技術路線均有不同。國內廣東科達潔能股份有限公司、廣東摩德娜科技股份有限公司、廣東中鵬熱能科技有限公司、廣東中窯窯業股份有限公司、廣東華信達節能環保有限公司都是窯爐領域先進技術的探索者。就窯爐節能方面我提出個人觀點，從以下幾個方面著手：

一、窯爐節能措施

1、從總體上改變常規的思維，由原來的高溫燒結為主，氧化預熱為輔的設計改為以預熱氧化分解為主，高溫燒結為輔助燒結的設計，重點解決氧化帶的窯爐內部實際溫度與磚坯實際溫度的差異，使得磚坯體在此階段快速受熱，快速達到氧化分解溫度，使得磚坯體的內外溫度均衡，在窯爐內的左、中、右位置的磚坯體在此區溫度差更小甚至無溫差的設計，最大限度的解決窯爐的斷面溫差，

1.1在氧化區域設計足夠多的加熱器和燃燒器，基本上是設計加密槍由原來每個控制組8支燃燒器改為12支，和縮短窯爐每節的長度的方式，由原來的2100mm甚至更長改為1870mm或更短。

1.2大容量輻射層和對流層的構造，使得磚坯體在此區域得到足夠充分的加熱，有足夠厚的氣體輻射層和對流層供給磚坯體足夠的熱量，從而完全預熱氧化，讓坯體完全燃燒分解，得到充分的預熱，縮短高溫燒成溫度時間和受熱強度，減少窯爐墻體散熱從而達到節能效果。之前我們很多窯爐公司都知道窯爐內空越高產品越好操作，所以我們就把整個高箱窯體的內空加高，由原來的300多mm升高到500多mm。

1.3根據對流傳熱規則有效地減少氧化干燥區域空間高度，打破常規的排煙抽管成排的設計，采用錯位交叉設計，讓氣流均勻的加熱坯體，設計合理空間高度讓煙氣充分加熱坯體，使得坯體在此區域與煙氣熱交換得到充分置換和預熱，迅速干燥，結構水完全排除，為氧化分解打好基礎，減輕氧化分解的壓力。減少煙氣排出帶走的顯熱。

2.窯爐余熱循環利用方面我們采用直接抽取窯內的急冷風再經過spr裝置加熱將助燃風加熱到250℃-350℃，充分利用窯爐的余熱風，降低能耗。降低窯爐的正壓，減少窯爐正壓過大或正壓而導致熱量泄漏，減少窯爐耐材蓄熱而導致散熱消耗的能量從而達到降低能耗的目的。


助燃風加熱示意圖

3.在保溫材料這塊我們采用低導熱高致密度輕質保溫材料有效的杜絕窯爐墻體頂部的熱量散發。尤其在頂部我們采用中空板與高致密度輕質結構裝置，在棍上墻體部我們采用類似于中空材料的特殊結構，有效的減少熱量的散發，從而達到節能效果。


高溫區斷面示意圖

4.噴槍是根據能量守恒原理設計增加燃料和助燃風的分子活性的結構，采用充分接觸，高效，富氧燃燒的設計理念，讓燃料充分接觸而不立即燃燒，讓燃料在富氧的狀態下充分接觸并迅速燃燒發揮最大熱效率，瞬間釋放能量產生最大熱值，提高熱效率，減少各種不完全燃燒和燃燒過早導致的熱效率損失。達到節能的目的。


噴槍示意圖

5.噴槍布局也是區分不同的區域配置不同的功率的噴槍，配置不同的出口，有效的解決窯爐斷面溫度差異，杜絕窯爐在寬斷面范圍內存在的左中右溫差，以及坯體與窯爐實際煙氣的溫度差。從而提高磚坯體在窯爐內部的均勻性和速度，有效的縮短窯爐的燒成周期，降低窯爐的燒成最高溫度，比如，我們在氧化區域采用高熱量，大功率，不同口徑的碳化硅燒嘴套或燒嘴磚，充分利用磚坯體的膨脹與收縮極限，大幅度的加熱磚坯體，使得磚坯體在此區域完全加熱甚至過燒的效果，從而減少高溫區域的燒成溫度。

6.噴槍布局打破常規的棍棒中心到噴槍中心同一高度的布局設置，分別采用底面不一樣的設計高度，讓燃燒器的熱量充分的發揮最高值。

7.有效的采用窯爐內部的尾氣作為媒介體增強窯爐的燃燒效率，降低能耗和尾氣的排放，加快燃料與空氣的混合速度，降低燃耗。

二本設計參考的依據

本設計參考《燃氣高溫空氣燃燒過程中氮氧化物排放特性研究》的部分觀點(如下圖內容，作者李小平)。


從窯爐的排煙或是在急冷后部抽取部分廢氣(泛指氮氧化物)充當氧化介體，從而提高氧化速度，加速反應，讓燃料達到最高效的燃燒，從而富氧燃燒，提高燃料的熱值。

三結論

窯爐節能技術可以推進的方向還有很多，包括窯爐結構設計與調試、管路系統設計、設備選型、燃燒系統及節能噴槍的開發與運用等。在政策和市場的雙重作用下，國內窯爐企業開始在節能減排領域不斷創新。