浅谈提高隧道窑热效率的几种途径

提高隧道窑热效率的方法很多，包括选用合适的燃料，改进窑炉结构，严格组织燃烧管理，窑具和匣钵轻量化以及采用合适的燃烧装置以提高窑内温度的均匀性，实现低温快速烧成，窑炉温度、压力、气氛等实现自动控制，加强窑炉隔热保温，因地制宜实现余热利用等，但具体采用和实施这些方案时必须考虑各方面的因素。
一、采用合适的燃料
窑炉采用何种燃料烧成，不但关系到操作产品质量和环境保护，还与节约能源和降低成本有直接关系，因此对于燃料的选择必须十分慎重，燃料的热经济分析表明，烧煤各项技术经济指标都不如烧气体燃料。拿窑炉的热效率来说，烧炼焦煤气的最高，其次是重油，再其次是发生炉煤气，最低的是烧煤。人工直接烧煤时，燃料的利用系数最小，窑的热量消耗与燃料消耗最多。故从燃料的热经济性看，人工直接烧煤的热经济性最差，因此在我国目前的情况下，对于大型陶瓷厂例如年产1000万件以上的日用陶瓷厂来说，由烧煤改烧发生炉煤气，无论在经济上或生产技术管理上都是可取的。但对于中小型厂来说，还要考虑一次投资以及煤气的使用费用方面的问题。应综合考虑经济上是否有利。对于靠近煤产地的小型厂来说，以煤直接烧窑是可取的，当然若能在陶瓷厂比较集中的地方兴建公用的煤气站要比直接烧煤好得多。
二、尽量减小空气过剩系数
严格组织燃烧管理，减少空气过剩系数是提高窑炉热效率的一个重要途径。由热平衡测算可知， 目前陶瓷工业窑炉中烟气离窑带走热量占总燃耗的1／3左右，间歇式窑炉在还原期有的出口处都红火，其排烟热损失比隧道窑更甚，而同外例如日本，排烟热损失已控制在燃耗的8一12％左右。
烟气带走显热大的一个原因是燃烧时空气过剩系数。过大，烟气带走的热量Q烟=f(o·L烟)，即当用同一种燃料时，Q烟只决定于。和排出烟气温度。当排出烟气温度相同时，o越大燃料的利用系数和窑的热效率就越低，增大了燃料消耗。我国目前的陶瓷窑炉操作均是凭经验控制，存在着烧还原焰时偏重，烧氧化焰时过氧的“稳妥”操作倾向。当烧还原焰寸偏重即还原气氛过浓，这势必导致烟气中CO过高，每增加10％C0，需多消耗1％的燃料。当燃氧化焰时，空气过剩系数过大，则烟气中的02：t曾加，理论计算结果指出，烟气中0：量每增1％，燃料消耗就要多增加2．6％，所以，严格控制燃烧时的空气过剩系数，对提高窑炉热效率有重要意义。
因此，应尽量采取各种措施使燃料与空气充分混合，减少空气用量；同时在每个工厂的窑炉操作中应研究制定出适合该厂陶瓷产品烧成工艺需要保证各阶段燃料充分烧烧所需的最佳。值。然后通过二氧化锆氧量分析器，红外气体分析器，全自动气体分析器等仪器加强对烟气成份的监测，并对燃料／空气比进行自动调节，使烧成中空气过剩系数在满足工艺要求下尽可能接近1。
三、改进窑体结构
1、隧道窑窑体表面对热损失在总热量消耗中占了很大比例，普通隧道窑减少窑壁的热损失主要抓两点，一是降低窑壁的外表面温度，二是减少窑体的表面积。降低窑壁的外表面温度可通过选用陶瓷纤维等作内衬及加强窑壁外层保温来实现，而窑体表面积应在设计窑炉时注意减少，在设计窑炉时确定高度、宽度、长度应进行表面积对比方案计算，同样的有效面积，可在工艺上允许的前提下变换高与度的比值求得最小表面积，同时还要减少隧道窑不必要的长度，在确定窑壁材料时也要求得最小的表面积，如果能采用轻型低蓄热窑车，由于减少了窑车上耐火材料厚度，从而减少了窑炉高度，也减少了窑的表面积。
2、改进窑炉结构，减少上下温差
隧道窑窑内温度分布的不均匀性，特别是预热带温差过大是影响陶瓷制品快速烧成和降低单位制品燃耗的主要障碍。造成窑炉内上下温差大的原因除了生产操作上的不合理外，主要是窑炉结构不完善，可从调整窑体截面尺寸，在预热带设置扰动气幕、设置喷射泵、采用低蓄热窑车等方面着手改造。
3、加宽烧成带
气体辐射层的厚度的影响传热的一个重要因素，将烧成带截面积相对其它两带加大10％左右，改进装车主法，使装车密度适当减小，增加窑的当量直径，实现稀码快烧。
总之，提高热效率的途径很多，除上面叙述的方法之外，还有加强隔热保温，余热利用，窑温窑压等的自动控制，采用高强度，高导热率的匣钵和窑具等。