在過去的“十一五”規(guī)劃期間,陶瓷窯爐制造產(chǎn)業(yè)有了長足發(fā)展,窯爐行業(yè)也在這一期間進(jìn)行了重組,從以往的建筑衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷等領(lǐng)域向冶金、化工、環(huán)保等領(lǐng)域滲透和進(jìn)軍,并且加大了窯爐等設(shè)備出口的力度,同時也積極引進(jìn)中高端技術(shù)。這些大手筆的動作打破了處于技術(shù)發(fā)展“平臺期”的窯爐制造產(chǎn)業(yè)的沉悶空氣,并為新的、更大的技術(shù)進(jìn)步做好了鋪墊和準(zhǔn)備。今年是“十二五”規(guī)劃的第一年,節(jié)能環(huán)保一如既往地成為窯爐行業(yè)發(fā)展的大方向,如何能把節(jié)能這一目標(biāo)落實到各項指標(biāo)上,成為了整個行業(yè)都在思考和努力的事情。
現(xiàn)代窯爐的前世今生
說起爐窯在建筑行業(yè)里的應(yīng)用,很多人都不會覺得陌生。一般說來,在耐溫超過800℃以上的,用于燒制產(chǎn)品的熱工設(shè)備,或在高溫火中生產(chǎn)產(chǎn)品的工具就被統(tǒng)稱為爐窯?梢哉f,爐窯在人類工業(yè)發(fā)展歷史上起到極為重要的作用。要了解窯爐行業(yè)的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢,就不得不從窯爐在我國工業(yè)的發(fā)展史開始說起。
我國陶瓷歷史悠久,又是最早發(fā)明和使用瓷器的國家,所以也是創(chuàng)建窯爐最早的國家。而近代陶瓷窯爐的發(fā)展卻顯得很坎坷,那個時期中國處于外強(qiáng)侵略民族獨立,中國的陶瓷行業(yè)也受到限制,我國那時期的窯爐革新發(fā)展滯留。近代陶瓷業(yè)生產(chǎn)中,窯爐以輥道窯、梭式窯和隧道窯為主。
中國硅酸鹽協(xié)會陶瓷分會窯爐熱工專業(yè)委員會秘書長張桂華告訴記者:“陶瓷窯爐是陶瓷生產(chǎn)中最后一道工序(燒成)所需用的設(shè)備。窯爐結(jié)構(gòu)的合理與否,控制系統(tǒng)的先進(jìn)與否、員工操作水平的高低,直接影響著陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)成本。從另一個角度分析,關(guān)系到一個陶瓷企業(yè)的生存。所以在陶瓷生產(chǎn)中有‘原料是基礎(chǔ),窯爐是心臟’之說。”
隨著中國改革開放,我國陶瓷行業(yè)也贏了了新的發(fā)展契機(jī),窯爐設(shè)備也得到革新,從原有的高污染、高耗能、低效率轉(zhuǎn)向低污染、節(jié)能型、自動化、輥道化、大型化、高效率綠色窯爐方向發(fā)展,新型窯爐梭式窯、新型隧道窯、新型輥道窯在我國陶瓷行業(yè)得到普遍的應(yīng)用。
“中國引進(jìn)輥道窯是從80年代開始。” 廣東科達(dá)機(jī)電股份有限公司熱工設(shè)備事業(yè)部副總經(jīng)理李振中介紹,1988年,國家建材局從意大利引進(jìn)了唯高公司技術(shù),在四川自貢建陶總廠建了一條年產(chǎn)70萬平方米墻地磚國產(chǎn)化示范線,生產(chǎn)線設(shè)備按不同工段分包給幾個國營的設(shè)備制造廠,其中的輥道窯由唐山輕工業(yè)機(jī)械廠制作,當(dāng)年的那個輥道窯的內(nèi)寬1.5米、長度78.8米,那時輥道窯的主要問題還是傳動系統(tǒng)不行。到現(xiàn)在20多年過去了,輥道窯已經(jīng)發(fā)展到今天的內(nèi)寬2.5米,長到350米,甚至到400米,技術(shù)已經(jīng)非常成熟。李振中認(rèn)為,從實際生產(chǎn)來看,隨著窯爐的不斷加長,帶來了新的問題,加長窯爐使得操作難度加大,能耗加大,占地面積加大;近年來,人們又嘗試將輥道窯內(nèi)寬加寬到3米左右,這個工作,在90年代就有人做過,2002年也有人做過,但都以失敗告終。李振中表示,近幾年由于意大利薩克米公司大力推廣寬體輥道窯,國人不甘心落后,又掀起了一股推廣寬體窯的熱潮。
張桂華認(rèn)為,經(jīng)過20年的引進(jìn)、消化和發(fā)展,我國的陶瓷窯爐行業(yè)已經(jīng)比較成熟。“我國窯爐生產(chǎn)技術(shù)的成熟,主要體現(xiàn)在我國已經(jīng)形成了初具規(guī)模、技術(shù)水平較高、配套基本齊全的陶瓷窯爐技術(shù),主要窯型輥道窯、窯車式隧道窯和梭式窯均已達(dá)到或接近20世紀(jì)90年代國際先進(jìn)水平,F(xiàn)在,我國的陶瓷窯爐產(chǎn)業(yè)不僅已經(jīng)可以為國內(nèi)的陶瓷行業(yè)提供成套的窯爐裝備,而且還可以為其他行業(yè)提供的工業(yè)爐裝備,并已具備出口陶瓷窯爐裝備的能力。”張桂華表示,國內(nèi)大大小小的承攬建墻地磚輥道窯的公司幾十家,主要集中在佛山市和湖北黃岡,但有影響有品牌和上規(guī)模的窯爐制造商現(xiàn)在也還不多。
窯爐節(jié)能遇“攔路虎”
“我國對于能源管理和節(jié)能減排工作一向是十分重視的。” 陜西科技大學(xué)大學(xué)教授高力明介紹,上世紀(jì)90年代中期,我國政府已經(jīng)把節(jié)能減排工作放在了極端重要的地位和突出的位置上。1997年頒布,并于1998年1月1日開始施行的《節(jié)約能源法》,就是國家以立法的形式所做的宣示和努力。經(jīng)過十年的實踐,又于2007年頒布了新的《節(jié)約能源法》,并已于2008年4月1日開始施行。新的節(jié)約能源法對節(jié)能途徑、合理使用與節(jié)約能源、節(jié)能技術(shù)進(jìn)步、激勵措施和法律責(zé)任等均做了非常詳細(xì)的規(guī)定和說明。特別是在合理使用與節(jié)約能源一章中,在做出一般規(guī)定后,更是對工業(yè)、建筑、交通運輸、公共機(jī)構(gòu)和重點用能單位的節(jié)能分別列出了具體的條款,極具可操作性,便于實施、監(jiān)督和管理。它的施行必將極大地促進(jìn)節(jié)能減排工作的進(jìn)程,并大大提高能源管理的水平,為使國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)、健康、高速地發(fā)展起到保障和推進(jìn)作用。
中國窯爐行業(yè)隨著改革開放及我國對環(huán)境保護(hù)的重視迎來了新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇。對此,國家建筑陶瓷及衛(wèi)生陶瓷工程研究中心熱工研究室主任、景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院材料學(xué)院書記馮青認(rèn)為:“可以這么說,過去中國窯爐一直處于高污染、高耗能、低產(chǎn)量的狀況,現(xiàn)在在這樣的局勢條件下,給中國窯爐行業(yè)革新新的動力,中國窯爐必能朝向低污染、自動化、輥道化、綠色窯爐方向發(fā)展,但發(fā)展道路是坎坷的,中國窯爐行業(yè)一直在曲折中前進(jìn)。”
馮青總結(jié)了我國窯爐行業(yè)在節(jié)能環(huán)保上遭遇的幾大難題:一是單位產(chǎn)量能耗與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距;二是節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用不廣泛,綜合應(yīng)用和總體應(yīng)用程度不高;三是窯爐操作人員素質(zhì)有待提高,專業(yè)技能及專業(yè)知識有待提高。
節(jié)能離不開保溫和余熱利用的創(chuàng)新
作為研究窯爐行業(yè)發(fā)展的權(quán)威學(xué)者,馮青認(rèn)為,窯爐行業(yè)的發(fā)展趨勢在節(jié)能環(huán)保方面發(fā)展可以概括為:“一寬、二厚、三合成”。所謂的“寬”指窯體斷面寬。“厚”指輥底厚,加強(qiáng)對窯底溫度的保溫效果。“合成”指將智能控制與余熱節(jié)能技術(shù)相合成。朝向充分地利用窯爐自身的熱量即余熱再回收利用,用于干燥階段、助燃風(fēng)、作為氣幕的保護(hù)等等,對其窯體本身保溫效果來講,減少窯體的散熱,提高窯爐耐火材料的性能也是達(dá)到窯爐節(jié)能重要途徑。
“保溫材料對窯爐節(jié)能有著舉足輕重的作用。” 南京品材保溫材料有限公司銷售經(jīng)理張長平也表示,目前有輥道式燒成窯爐、輥道式干燥器等應(yīng)用的保溫材料,具有較高的保溫、節(jié)能性能,保溫材料對保溫隔熱性能起著決定性的因素;同時,好的保溫材料其節(jié)能效果顯著,尤其是陶瓷生產(chǎn)過程中,保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)低、耐溫度高效果明,集隔熱、隔音、阻燃、防凍于一體等。
廣東中窯窯業(yè)股份有限公司技術(shù)副總、工程師譚映山認(rèn)為,窯體散熱的損失占全窯用能源的10%-20%,甚至更高,保溫效果好壞對節(jié)約能源大有作用。“陶瓷纖維大體有普通硅酸鋁,高鋁硅酸鋁,含鉻、鋯、硼硅酸鋁,還有多晶氧化鋁,多晶莫來石等種類,但是現(xiàn)在我國陶瓷纖維制品生產(chǎn)發(fā)展不平衡,產(chǎn)品的質(zhì)量良莠混雜,為此,既要按窯體不同部位選用不同材質(zhì)、不同制品、不同規(guī)格,也要認(rèn)真篩選生產(chǎn)單位,嚴(yán)格檢驗。”
據(jù)譚映山介紹, 輥道窯余熱利用的途徑有多種:在窯墻內(nèi)埋設(shè)熱風(fēng)管,提高助燃熱風(fēng)溫度;以窯頭煙氣作干燥窯熱源;將窯尾冷卻帶熱風(fēng)供干燥窯用;余熱發(fā)電;還有將窯尾余熱直接烘干成品等。除了余熱發(fā)電以外,現(xiàn)在新建的窯爐基本上都采用以上措施利用余熱。窯頭煙氣,由于濕氣重,有腐蝕性,有刺激氣味,局限了利用量。為了加大利用比例,采取了加強(qiáng)干燥窯的密封和抽濕裝置,減少刺激性氣體溢出;在干燥窯窯頂部位采用吊瓷質(zhì)磚的辦法,減少了落臟,又防腐蝕;在所有風(fēng)管的保溫措施上,選用了更好的珍珠巖漿料涂抹保溫;在輥道窯余熱風(fēng)管的布局上,將干燥窯的熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)管作了統(tǒng)籌安排,能夠靈活調(diào)節(jié)將窯頭濕熱煙氣,窯尾干熱氣體按需要分別供給干燥窯的各個部位,既保證了干燥需要的熱量,也滿足了工藝的要求,創(chuàng)造了充分利用余熱的最好效果。
目前,我國陶瓷企業(yè)估計已達(dá)幾千家,擁有的各類窯爐估計上萬條。其中輥道窯約占35%左右,隧道窯占30%左右,梭式窯的占20%左右,其中15%左右。張桂華認(rèn)為,我國陶瓷窯爐技術(shù)也正朝著輥道化、煤氣化、輕型化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動化方向發(fā)展,“窯爐行業(yè)是伴隨著我國建陶行業(yè)發(fā)展的‘朝陽’產(chǎn)業(yè)。”張桂華表示,陶瓷工業(yè)發(fā)展時,窯爐行業(yè)蓬勃發(fā)展,陶瓷工業(yè)調(diào)整時,窯爐行業(yè)更新改造陶瓷窯爐,提升制造技術(shù),自我更新技術(shù),朝著清潔能源、節(jié)能環(huán)保、綠色低碳的美好前景邁進(jìn)。