減少尾氣余熱散失
輥道窯尾氣分為兩大類:加熱窯段尾氣和冷卻窯段尾氣。其中,冷卻窯段尾氣的熱能來自于離開高溫?zé)筛G段而進(jìn)入冷卻窯段的高溫坯體,且其中熱能總量決定于坯體的最高燒成溫度(即高溫坯體溫度),受坯體配方影響,難以通過其他途徑調(diào)節(jié)。
加熱窯段尾氣的熱能為燃料燃燒氣體余熱,受輥道窯諸多工藝參數(shù)影響,調(diào)節(jié)空間很大。原則上,若要減少尾氣余熱總量,需降低尾氣溫度或減少尾氣排量,可通過增加窯內(nèi)傳熱效率或增加傳熱時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。
增加熱效率:在熱量投入總量和熱交換時(shí)間一定的前提下,傳熱效率越高,則從單位空氣介質(zhì)中傳導(dǎo)至單位坯體的熱量越多,尾氣中殘留的熱量約少。同時(shí),由于燒成單位坯體的本質(zhì)性熱量需求恒定,故生產(chǎn)單位坯體所需的空氣介質(zhì)數(shù)量也越少,即尾氣排量小。因此,對(duì)于生產(chǎn)單位坯體,提高傳熱效率可同時(shí)降低尾氣溫度和減少尾氣排量,從而減少尾氣余熱總量。加熱窯段中,空氣介質(zhì)中的熱量主要通過對(duì)流傳熱直接傳導(dǎo)到坯體(尤其是低溫窯段),或先通過對(duì)流傳熱傳導(dǎo)至窯體內(nèi)襯或輥棒后,再通過輻射傳熱傳導(dǎo)至坯體。因此,提高空氣介質(zhì)擾動(dòng)速度,對(duì)提高對(duì)流傳熱效率以及總體傳熱效率非常關(guān)鍵。余熱窯段和低溫窯段前部可通過內(nèi)置風(fēng)扇來促進(jìn)空氣擾動(dòng),低溫加熱窯段后部和高溫加熱窯段的溫度很高,無法使用內(nèi)置風(fēng)扇,主要依靠燃燒器火焰的噴射作用來促進(jìn)窯內(nèi)空氣擾動(dòng),此時(shí),合理選擇和安裝燃燒器及噴嘴非常重要。同時(shí),空氣擾動(dòng)不僅增加了傳熱效率,也使得窯內(nèi)截面上溫度分布均勻,有利于保證坯體燒制的均勻性和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。目前,也有研究在輥道窯窯內(nèi)內(nèi)使用熱輻射涂層,能夠顯著提高高溫空氣介質(zhì)對(duì)坯體的熱輻射傳
遞效率,從而增加熱效率。
增加傳熱時(shí)間:在傳熱效率一定的前提下,傳熱時(shí)間越多,則越多的熱量從空氣介質(zhì)傳導(dǎo)至坯體,尾氣中殘留的熱量越少。通過延長(zhǎng)窯爐,可增加傳熱時(shí)間,從而減少尾氣溫度及余熱總量。但是,空氣擾動(dòng)強(qiáng)度的增加(以風(fēng)扇為主要?jiǎng)恿r(shí))則意味著電能消耗的增加,而窯爐延長(zhǎng)則意味著投資成本的增加,同時(shí)也增加了窯體輻射傳熱的散失,因此需具體權(quán)衡以真正實(shí)現(xiàn)減少能耗。
減少熱風(fēng)泄露
窯內(nèi)熱風(fēng)主要通過輥棒與窯體之間的縫隙向外泄露,一方面浪費(fèi)熱能,另一方面易燒壞窯爐外置部件,應(yīng)盡量避免,主要依靠窯爐生產(chǎn)廠家來實(shí)現(xiàn)。
減少窯體散熱
采用合適的窯體保溫層,是減少窯體熱量散失的首途徑。同時(shí),對(duì)窯爐上的其他優(yōu)良導(dǎo)熱通道,也需利用保溫材料進(jìn)行有效覆蓋,減少熱損失。如采用無石棉硬硅鈣石型高溫隔熱村料,具有比強(qiáng)度高、耐熱溫度高、導(dǎo)熱系數(shù)小(約為一般硅藻磚的1/4)、隔熱效果好、耐久性好、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),是輥道寄薯體保溫的理想村料,可用于窯體隔熱板,保溫隔熱效果長(zhǎng)久,可避免陶瓷纖維長(zhǎng)期較高溫度下使用而發(fā)生纖維晶變,導(dǎo)致保溫效果下降的缺陷。對(duì)于高溫輥道窯,可采用氧化鋁空心球磚,其高溫絕熱性能好,抗腐蝕性強(qiáng),強(qiáng)度高,體積密度小,使用溫度可達(dá)1600一1700可使用于燒成帶內(nèi)層窯體。另外,日本熱輻射材料研究所研制開發(fā)生產(chǎn)的日上熱輻射涂料,主要成分為高輻射率的鉻鐵,配上特種粘接劑精制而成。其輻射率在800℃~l200℃時(shí)為95%以上,950℃~1100℃以上時(shí),高達(dá)96%以上,且溫度越高,其自身輻射能越強(qiáng)。
此外,窯爐散熱量與其散熱面積密切相關(guān)。對(duì)于單層輥道的輥道窯,窯體越高,則生產(chǎn)單位產(chǎn)品的散熱量越大,而窯體越寬,則生產(chǎn)單位產(chǎn)品散熱量越小。有關(guān)資料表明,一條超長(zhǎng)寬體輥道窯的生產(chǎn)能耗可以降低l0%左右,節(jié)能效果非常明顯。因此,增加窯體寬度、減少窯體高度,可有效減少生產(chǎn)單位產(chǎn)品的熱能散失量。