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梭式窯窯爐的節能措施與方案

2025-03-20 16:22:21

間歇式梭式窯爐,由于結構簡單、建造費用低、窯內溫差小及節能效率高等特點,正在成為國內外中小型陶瓷企業的爐型,得到大規模普及。現在許多建筑衛生陶瓷企業使用了先進的梭式窯窯爐,進行產品燒成。現就梭式窯窯爐的結構、以及裝燒操作方法等幾個方面,淺談一些節能措施與方案。





選擇良好的窯爐結構

新型的節能型梭式窯爐,視窯爐容積大小,在窯內同一水平面交錯布設四條或六條噴射式高速火道,用液化石油氣作燃料的梭式窯,打破傳統陶瓷窯爐以自然流動為主的工作狀態,利用壓力造成高速氣流的引射作用,使氣流再循環,形成率流,強化煙氣對流傳熱過程,使窯內溫度均勻上升,使制品出現快速、均勻的加熱,大大地節約了燃料的消耗,取得明顯的節能效果。

其次,選擇窯爐時,窯爐的結構要有合理的尺寸。因為窯爐的尺寸大,單位產品占有的散熱面積小、熱耗小。如果窯爐的尺寸過大,窯內溫度不易均勻,燒成時間長,熱耗增大。再者,若產品結構、裝燒方法不變窯的長、寬、高比例不同的同樣容積窯爐,其燒成時間和燃料消耗大不相同。反之,同樣容積,若窯的長、寬增加,高度降低,燒成效果不會出現上述的情況。所以,在進行窯爐設計時,在不影響燒成產品品種、生產規格等條件下,窯的長、寬尺寸可適當增加,其高度應偏低為宜。這樣既可減少窯內上下溫差,又能縮短燒成時間,達到節約燃料的目的。


改善梭式窯所用隔熱耐火材料

陶瓷纖維整體模塊是針對結構復雜、煙氣流速快的熱工設備或設備局部部位保溫而研發的一種大型纖維毯塊組合件,它是將整體化的大型纖維毯塊,切割成整齊的小塊,中間穿插錨固件制作而成的整體性的組塊。整體模塊導熱系數低,表面平整,尺寸靈活,厚度介于150mm-300mm之間,容重160~240kg/m3都可制作,可滿足熱工設備從600℃至1350℃不同溫度檔次的保溫隔熱使用要求。安裝過程中可對模塊多方向壓縮,消除高溫環境下的熱膨脹應力。整體陶纖模塊無需打包帶捆扎,錨固件由牛軛形金屬骨架與圓管支架組成,比之傳統陶瓷纖維模塊,整體模塊的生產過程簡易快捷,大大縮短了生產時間。


提高窯爐的密封性

筑衛生陶瓷窯爐的密封性能好壞,直接影響燃料的消耗。窯爐砌筑時用輕質泡沫隔熱磚和硅酸鋁纖維毯的蓄熱量僅為耐火磚的10%左右。采用上述隔熱保溫材料砌筑窯墻、窯頂,窯的保溫性能好,高溫階段外表鐵板燃燒室處,經表面溫度計實測,溫度僅50~80℃,可使燃料消耗減少10~15%。而采用了輕質泡沫隔熱磚和硅酸鋁纖維毯砌筑的梭式窯爐,雖然說一次性的工程費用較多,但由于顯著的節能效果,在投產之后幾個月內,即可收回建造時的成本費用。

陶瓷梭式窯的窯車與窯體密封為曲折封閉和砂封結構,窯車的接頭、周邊、窯內的周邊與窯體接觸處,用30mm厚硅酸鋁耐火纖維毯粘貼,有效阻止了窯內煙氣升溫與冷空氣滲入,增加窯的密封性能,縮小窯爐的上下溫差,減少熱損失,縮短高火保溫時間,促進燃料消耗的減低。



制定合理操作方案

建筑衛生陶瓷產品的燒成,應該根據坯、釉的特性、窯爐結構、燃料種類等制定合理的燒成制度與操作方案。在燒成時,應注意掌握好氧化焰、還原焰、中性焰三個燒成階段。因各種不同火焰要求,溫度氣氛不一,燃料用量不同。因此,在實施產品燒成的操作方面,應根據窯爐結構、窯內溫差情況以及制品的大小、厚薄、干濕、燒結溫度范圍的要求、高火保溫時間等因素,決定各階段的燃料用量,具體操作應注意以下幾點。

(1)在點火~1050℃的階段,應為氧化階段,升溫速度應該以210℃/小時為宜。在此階段的燃料用量由小到大,控制全氧化燒成,從觀火孔觀察不應有一氧化碳,窯內火焰應該呈現完全清亮狀態,升溫時間4.5~5小時。

(2)在1050℃~1360℃階段,應為還原焰階段。這時,燃料的用量控制在現火孔觀察有250~300mm長火焰(液化石油氣窯火焰稍短),說明窯內還原氣氛足夠。在窯頂溫度達到1250℃以上時,可轉為高火保溫。高火保溫時,采用較高溫度下(即燒結范圍上限)短時間燒成,可以節約燃料。一般還原時間2~2.5小時,高火保溫時間半小時,即可達到燒成產品的要求。


采用富氧燃燒技術

1.采用富氧空氣助燃技術,可以減少煙氣射流對窯墻的沖刷,延長窯墻材料的使用壽命;采用氧濃度24%以上的富氧空氣助燃時,可以使窯頂的溫度降低,從而延長窯頂材料的使用壽命。

2.采用富氧空氣助燃技術,可以使火焰底部溫度升高,窯內換熱增強,長期采用富氧燃燒方式,會使窯車臺面(窯底)被燒壞,導致料垛不穩,產生坯塌現象,需定時對窯車進行檢查。

3.采用富氧空氣助燃技術,會使窯內的溫差變大,可以通過調整排煙口的位置及改變料垛碼放方式來減少窯內的溫差。



推廣無匣燒成

過去,燒成建筑衛生搪瓷產品,許多企業采用了匣缽裝燒制品的方法,由于匣缽本身的重量比制品還要大上數倍,而且其導熱性不良,傳熱速度緩慢,吸熱和散熱大。匣體的存在不但占去裝窯空間,而且使火焰不能把熱量直接輻射給制品,增大了燃料消耗,延長燒成時間。目前,建筑衛生陶瓷產品的燒成,一般均已經取消了匣體,而采用了無匣裝燒、明焰裸燒的方法。根據有關測試,無匣裝燒比有匣裝燒需延長燒成時間可以縮短一小時,而且每窯次燃料消耗量節省15%左右。

另外,應該研究產品燒成時的裝窯密度問題。產品裝得過于密時,可以減少單位熱耗,但裝窯太密時,會直接導致窯內氣流阻力大,不利于通風,窯內溫度不均勻。坯體與坯體空隙最小距離應控制在5mm左右。裝坯時以棚板支柱結構明焰裸燒,每塊棚板由三根支柱支撐。上下棚板保持平、直、穩,均勻排列,每層的制品盡量做到高度基本一致,形狀大小不一。全車裝坯,應以最矮小的坯體裝在中間位置;坯體高,用立柱長的放在最下部或最上部,這樣,有利于保持坯體在高溫氣流下獲得熱量平衡,從而縮短燒成時間,減少燃料消耗;


加強要門窯頂的保溫性能

梭式窯的窯體為矩形,窯墻的砌筑沿厚度方向分為三層結構,工作襯即采用度耐火隔熱磚,夾層是隔熱耐火材料,外層采用硅酸鋁纖維板貼在窯壁上。窯頂采用平吊頂結構,砌筑也分為三層,內層為度隔熱磚,吊掛于吊頂磚下方,夾層是隔熱磚,頂層采用硅酸鋁纖維毯既為隔熱層又為密封層。

由于窯門經常移動,所以窯門的砌筑為兩層,內層為高強度高檔隔熱磚,外層為隔熱層,采用硅酸鋁纖維毯貼于窯門金屬殼上。燒嘴安裝在窯墻上,視窯的高度設一排或兩排。以窯車臺面為窯底并和窯頂、窯墻構成窯的燒成空間,窯車襯磚中心留設主煙道,與地下煙道相接。窯的一端(或兩端)設有窯門,窯門可單獨設置也可砌筑在窯車端部。窯車兩側裙板插入窯墻砂封槽內,窯車與窯車之間,窯車與端墻、窯門之間設有曲封槽,耐火纖維擠緊,起密封作用。在窯墻砂封槽下部留有許多通風孔,有利于窯車底部散熱,延長了窯車的使用壽命。


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