窑炉余热回收方法与改进

摘 要 陶瓷企业的生产过程，一般都采用窑炉烧制的办法，在烧制的后期有一个从摄氏900度到600度降温的过程，绝大部分企业都采用冷风直接吹入的降温方法，这样浪费了大量的能源，为了利用窑炉瓷砖的高温载体通过对流和辐射换热，将余热锅炉内介质的升温，转换成蒸汽后重新回到循环系统，使尾部温度降低，窑炉余热得到充分利用，提高企业的经济效益。

关键词 窑炉；余热回收；安全性能；方法

中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-132-02

建设节约型社会，节能减排是我国的一项基本国策，特别是如何在能源紧张的背景下，有效地回收利用热能，是特种设备相关部门备受关注的问题之一。建平县陶瓷企业在我省的产业氛围占有举足轻重的地位，被称为北方瓷都。是省政府和朝阳市政府的重点建设项目。目前，陶瓷企业的生产过程，一般都采用窑炉烧制的办法，在烧制的后期有一个从900℃到600℃降温的过程，绝大部分企业都采用冷风直接吹入的降温方法，这样既浪费了大量的能源，而且还增加了瓷砖废品率。为充分利用这部分余热，降低尾部温度，课题研究的目的是将余热锅炉布置在窑炉尾部降温段，利用窑炉瓷砖的高温载体通过对流和辐射换热，将余热锅炉内介质的升温，转换成蒸汽后重新回到循环系统，同时通过换热降低了窑炉炉温，使尾部温度降低，窑炉余热得到充分利用，提高企业的经济效益。

1 余热回收开发的意义与方法

建平县陶瓷工业园区是北方的陶瓷大县，也是耗能大县，研究开发窑炉尾部余热的回收利用的意义是：可以有效地降低产品成本，提高能源利用率，并通过合适的设备和方法，有效地利用余热，为企业的循环经济和节能降耗提供技术支持。

本文研究讨论的窑炉余热回收装置（余热锅炉）借鉴的是烟道式余热锅炉设计导则。根据陶瓷生产线的窑炉余热锅炉与烟道式余热锅炉的相同特点和不同之处。在窑炉生产线900℃到600℃降温段安装余热锅炉，使系统流失的热量得到回收，从而达到节能降耗的作用。烟道式余热锅炉一般采用对流换热结构，辐射较弱，而窑炉余热锅炉的辐射热较烟道式锅炉要强；烟道式余热锅炉烟气较大，灰尘较多，而窑炉利用的是瓷砖热载体，没有在烟尘污染问题。

2 系统简单热力校核计算

1）基本特性：该余热利用装置的有效利用热量来自于窑炉中的瓷砖自带热量，因此与余热锅炉的换热方式主要是辐射和对流换热，但是还要考虑受热面外壁向内壁导热过程的热量损失。

2）系统热力校核计算。余热利用装置安装在急冷段（600℃-900℃），设定高温段进入急冷段始端温度为900℃，离开急冷段进入缓冷段温度600℃，校核计算见表。

3 分析与结论

从热力计算可以看出，在系统高温段1100℃高温瓷砖载体热空气热量进入急冷段后可以得到900℃热空气，在此段安装余热回收装置可以得到299.2 kj/h的热量。而按照系统设计的余热锅炉所需热量的有效热量为247.5 kj/h，可以满足原设计要求。通过系统热平衡计算可知系统满足余热锅炉支出所需热量为247.29kj/h与总收入有效热量247.5 kj/h比较，基本保持平衡。通过对锅炉受热面的辐射换热和对流换热校核看，系统设计选定的受热面全部满足设计要求。系统热效率的估算也满足设计要求。系统供给热量可以生产的蒸汽的能力远远超过实际选用的余热锅炉的出力。上述计算验证了改造方案的热力性能的可靠性。

4 今后的改进方向

目前的采用的方法还没有完全使地板砖（瓷砖）的自载热量得到充分利用，1吨蒸汽锅炉仍然未达到理想的利用效果，分析表明，采用2吨蒸汽锅炉，效果会更加明显。我们将继续向其他降温段的利用研究进行拓展。同时还要对利用余热进行热水供暖进行探讨。具体设想是在窑炉生产线缓冷段安装换热管排，使550℃以下的热量得到回收利用，进一步减少企业生产成本，为建设节约型社会和节能增效做出更大贡献。

参考文献

[1]张学云.论稀码快烧对隧道窑工况的改善[N].广东建设报，2006.