烧结类墙材企业节能途径

胡斌，杨迪芳

（1.南钢集团建设有限公司，南京 210035；2.南京市节能技术服务中心，南京 210007）

随着经济的快速增长和城市化进程的推进，新墙材的需求量逐年上升，有力地推动了新墙材行业的发展。“十一五”期间，伴随着行业的技术进步和国家相关产业政策的贯彻落实，煤矸石、粉煤灰、工业炉渣等低热值废渣在烧结类墙材企业中的利用量逐年增加。烧结类墙材企业仍然存在着中小企业数量多、集中度低、规模小、工艺技术落后、窑炉热效率低、节能管理薄弱等问题，与国内先进水平和国际先进水平相比还存在较大的差距，因此，该类企业具有较大的节能潜力。

1 行业现状

我国建材工业能耗约占全国总能耗的9%，占全国工业能耗的13%，其中墙体材料工业能耗约占建材工业能耗的23%，而黏土砖企业是墙体材料中的主要用能大户。近年来，在国家产业政策的推动下，烧结类墙材企业发展迅速，在各个方面都发生了巨大的变化。

1.1 原料及能源

制砖用原料已从原来单一的黏土向资源综合利用方向发展，页岩、江河淤泥、煤矸石、粉煤灰、各种工业废弃物等已成为砖瓦产品的主要原材料。

我国烧结类墙材企业生产能耗主要是电耗和燃料消耗。由于各企业间原料、工艺、装备条件、窑型、窑炉工作状态、操作技术和管理水平以及产品品种不同，其电耗和燃料消耗的差别很大。

1.2 生产规模

目前，我国烧结类墙材企业约有7万多家，从业人员700多万。其中年产（折标砖）5000万块以上的大企业占全行业的5%；年产3000～5000万块的中型企业占30%；年产1000～3000万块的中小企业占 20%；年产1000万块以下的小型企业占45%。从企业生产规模上分析，年产达5000万块以上的大中型企业在逐年增加，年产3000万块以下的中小企业呈下降趋势，但行业整体规模结构仍以中小企业为主。

1.3 生产工艺及设备

目前多数烧结类墙材企业仍采用两道对辊、两道搅拌的简单原料制备方法。生产普遍采用塑性挤出成型工艺，产品仍以自然干燥为主，轮窑目前还是烧结类墙材生产的主要窑型，其中20～32门轮窑占了大多数。比较先进的是隧道窑，其产量大约占国内总产量10%左右；机械码窑生产、自动化加煤及喷煤粉装置、窑温自动控制及记录系统等先进生产工艺及技术目前也只在少数企业中采用。

1.4 产品

产品现在也从单一的黏土实心砖发展成为涵盖实心砖、多孔砖、空心砖、空心砌块、保温砖、保温空心砌块、复合保温砖、复合保温空心砌块、墙地砖、路面砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、保温砖墙体装饰板及烧结瓦等烧结类产品，呈现出多品种、多规格的局面。

截止2011年，我国年生产各类砖产品（折标砖）1万亿块，其中，烧结制品9000亿块。随着国家墙体材料革新与建筑节能工作的推进，砖瓦产品结构调整步伐也不断加快，黏土实心砖的总量已由“十一五”期间的4800亿块/a下降到3800亿块/a；烧结空心制品、掺废渣（不含煤矸石、粉煤灰）30%以上的各种废渣砖、煤矸石砖迅速上升，新型墙材产品总量增加，砖瓦产品及企业结构正发生着质的变化。

2 存在的问题

大部分烧结类墙材企业都是中小企业，在能源管理队伍建设、能源计量器具配备、能源统计、定额管理规范、能源培训等基础工作上仍滞后于节能工作的要求，节能管理仍然处于一种粗放式的管理状态。

2.1 能源管理基础薄弱

烧结类墙材企业能源管理网络体系不健全，各项能源管理制度不完善；能源计量器具配置不齐全，尤其是二级计量和三级计量几乎没有；各种耗能设备和能源计量器具没有配备专职人员负责；管理人员和一线工人都没有参加岗位培训；各项能源报表不齐全，没有能源使用、分析等日常能源管理措施；没有开展能耗定额考核；在生产管理环节上，更多的是关注产品的质量和产量，对能源的管理仅限于财务层面上的成本核算。

2.2 能耗水平良莠不齐

烧结类墙材企业的生产能耗主要为柴油、电力以及煤（煤矸石、废木料）。能耗特点主要体现在以下五个方面：（1）隧道窑的生产能耗普遍高于轮窑，隧道窑企业之间能源消耗的波动幅度小于轮窑企业。（2）24门和26门轮窑的生产能耗低于30门以上轮窑。（3）30门以上轮窑能耗波动幅度比24门和26门轮窑大。（4）轮窑门数相同，不同企业之间能耗差异达1～5倍。（5）很多企业还在使用已被明令淘汰的电机。

2.3 余热利用水平较低

烧结类墙材企业炉窑设备主要分为轮窑和隧道窑两大类。轮窑企业的湿坯一般都采用自然干燥，目前轮窑企业余热利用主要是利用冷却段的废烟气干燥预热砖坯和利用成品的显热预热助燃空气。隧道窑企业的余热主要用于湿坯的干燥。即将焙烧窑冷却段的热量通过抽风机引致烘干窑内，根据烘干窑需要的热量到焙烧窑进行提取，热量不足时可以采用烘干窑内外燃的方法确保烘干成品水分达到要求。余热利用是烧结类墙材企业节能工作的重点，但是目前整个行业都存在着余热利用水平低和使用不充分等现状。

3 节能途径

烧结类墙材企业的节能可以通过管理节能和技术节能两大途径实现。

3.1 管理节能

（1）健全能源管理制度。大部分烧结砖生产企业的现场管理比较粗犷，缺乏严格的管理程序和完善的管理制度及作业规程等，为了提高企业的能源管理水平，必须建立能源管理工作的领导机构，建立厂部、车间、班组三级能源管理体系，健全能源计量、能源统计、能源定额管理等各项管理制度[1]。

（2）完善能源计量设施。能源计量是企业实现科学管理的基础性工作。没有完善准确的计量器具配置，就不能为生产各个环节提供可靠的数据。企业应依据《用能单位能源计量器具配备与管理通则》的要求配备能源计量器具，并认真做好能源计量器具的检定、校准工作，确保计量器具准确可靠。同时对能源计量数据的采集、汇总和分析实施有效的管理，充分发挥能源计量数据在生产经营、成本核算、能源利用状况分析等各项工作中的作用，用科学、准确的计量数据指导生产，通过量化考核发现管理漏洞和节能潜力，及时加以改进提高，不断提高企业的能源利用效率。

（3）实行能耗指标考核。对照《烧结砖瓦能耗等级定额》JC/T713-2007和国家及地方单位产品能耗限额标准的要求，从管理、技术措施、生产工艺等全方位着手，找出企业的不足之处，制定切实可行的措施，提高企业的能效水平。同时加强管理，将能耗指标按照科学合理的原则层层分解到车间、班组和个人，对各生产工序实施能耗指标责任制考核。

（4）加强宣传培训力度。经常性地组织开展节能宣传和培训，提高企业员工依法用能和节能增效的意识。加强对能源管理人员的专业培训，逐步提高企业的能源管理水平，以适应新形势下节能工作的需要。

3.2 技术节能

目前应用于烧结类墙材企业的重点节能技术有烧结砖隧道窑辐射换热式余热利用技术、提高窑炉密封性技术、大型隧道窑焙烧技术等。高效节能技术的应用，可大大提高能源利用效率，降低资源和能源的消耗，减少温室气体排放，做到节地、节能、利废和环保。

（1）烧结砖隧道窑辐射换热余热利用技术。目前烧结类墙材企业在余热利用方面较为普遍做法是将余热用于干燥砖坯和在窑顶设置水箱制备热水。在实际生产中由于干燥室的温度要求，为了控制砖坯的水分蒸发速率，避免因水分过快蒸发造成砖产生裂纹等质量缺陷，将实际进入干燥室的风温控制在110℃左右为佳。由于抽取隧道窑烟气的温度都较高，因此在系统设计的时候采用稀释风机或者旁路冷风系统，因此，余热资源未得到充分利用。

据统计隧道窑生产线消耗的能源除窑体散热、砖坯水分蒸发和烧结等必须消耗的能量外，排烟热损失和产品冷却浪费的能量约占总能耗的40%～45%。如采用余热干燥砖坯的方式，可利用余热约15%左右，另有25%～30%左右的余热还未能得到充分利用。

制砖隧道窑辐射换热式余热利用技术它是将隧道窑200～950℃砖坯余热通过辐射换热式余热锅炉生产压力为2.45MPa、温度为400℃的蒸汽，经余热锅炉利用后的200℃以下的低温烟气余热再用于砖坯干燥，在不影响原生产工艺、不增加燃料消耗和不影响砖坯质量的前提下，实现隧道窑余热的梯级利用。产生的蒸汽可直接用于生产、生活或发电。

（2）提高窑炉密封性技术。目前，我国大多数烧结类墙材企业采用轮窑焙烧，而80%以上的轮窑密封性能不合格，漏气现象相当普遍，不但影响产量，其热量损失也很大，能耗偏高的现象也普遍存在。轮窑密封性能不佳的主要原因是砌筑的基础未处理好，局部下沉从而产生裂缝。烟道砌筑质量不合格，回填土夯得不实，哈风闸未经机械加工，配合不严，投煤火盖不合格等。因此要确保轮窑节能高产，首先要选用规范的哈风闸和投煤火盖，其次窑墙、窑顶应采用轻质泡沫隔热砖等隔热保温材料砌筑，窑车接头处，窑内的周边与窑体接触处都应采用30mm厚硅酸铝耐火纤维毡粘贴，有效阻止窑内烟气升温与冷空气的渗入，增强窑内的密封性能，缩小窑炉上下温差，减少热损失，缩短高火保温时间，从而减少燃料消耗，达到节能目的。

（3）大型隧道窑焙烧技术。大型节能保温隧道窑设计内宽应大于4.60m，甚至宽至10m以上。窑顶和窑墙结构应保证耐热、保温、密封的性能。采用轻质衬砌材料，降低窑车的蓄热量。窑车之间采用双重密封结构，两侧与窑体也采用密封结构，从而杜绝窑车面上与车下的气体流动。隧道窑在窑内设置冷却系统、余热利用系统、窑温、窑压监测控制系统。燃料根据产品不同可选用煤、燃油或天然气。由于余热被充分利用，使热工过程节能效率和热利用率大大提高。

4 结语

随着社会经济的迅速发展，中国建筑市场对烧结砖的需求不断增加，一方面推动着烧结类墙材企业快速发展，另一方面也考验着烧结类墙材企业的技术水平。现有烧结类墙材企业必须对原有的落后生产工艺和设备进行不断更新和实施技术改造，从而降低产品能耗，提高资源和能源的利用效率；逐步提升烧结类墙材企业的整体技术装备水平和产品质量，不断增强烧结类墙材企业的可持续发展能力，促进烧结类墙材企业持续、和谐和健康发展。

[1]徐厚林.烧结砖隧道窑技术与节能降耗[J].砖瓦，2011，（5）：30-32.