升级版的高铁时代型辊道窑

万 鹏，徐广华，杨培忠

（广东中鹏热能科技有限公司，广东 佛山 528223）

升级版的高铁时代型辊道窑

万 鹏，徐广华，杨培忠

（广东中鹏热能科技有限公司，广东 佛山 528223）

文章重点介绍了升级版的高铁时代型辊道窑，是由中鹏云控、高稳高效高温助燃风节能技术和具有高铁风格外观设计三大领先的核心技术所组成。这款辊道窑具有六大特点，具有保持常新、整洁大气的外观；节能效果显著；节能伴侣技术提升了窑炉体感舒适度；安装和维护的易操作性好；增加了维护的安全性，易于清洁；基于中鹏云控的信息化技术提升等。最后，总结了高铁时代型辊道窑研发过程的两点创新启示。

高铁时代；辊道窑；窑炉；产品设计；外观设计；产品开发；外侧板；助燃风加热；中鹏云控

0 引 言

最初的高铁时代型辊道窑研究重点放在产品的工业设计上，创新点主要体现在外观设计，经过深入研究开发，全方位地技术升级，现在的“高铁时代”作为中鹏窑炉创新技术的承载者，她搭载了中鹏云控、高稳高效高温助燃风节能技术和具有高铁风格的外观设计三大领先的核心技术，这三项技术分别代表了信息化、节能减排和工业设计三大创新方向，这些技术的有机结合，将辊道窑的技术进步提升到一个新的高度。升级版的高铁时代辊道窑受到国家十多项知识产权的保护。

1 高铁时代型辊道窑的三大核心技术

1.1 高铁时代外观设计的理念表达与应用实效

本外观设计主要应用于窑炉中，整体设计灵感来源于“和谐号”高速列车(下称高铁)，设计融入了“软几何”的设计手法，用平面加弧面的特征元素和高铁外形特征相结合，充分体现了产品的严谨性和亲和力，将时尚与科技完美结合，拉近了人机关系，为消费者和生产工人带来视觉新体验，营造舒适的工作环境。图1是高铁时代型辊道窑设计理念概念图。

此外，产品采用优质冷板进行激光切割加工而成的外侧板，对窑体进行了大胆的全包覆设计，板面平整光滑，机身线条明朗，造型简洁大方，设备大气稳重，给人的视觉感观带来了强烈的冲击，突显出产品设备高档大气的高贵地位。由于对产品功能结构进行了统一包裹，将功能结构置于内部，巧妙地避开了“裸露式”的传统俗气设计方式，实现了外观效果与功能效果双优化，大大提升了产品的外观价值。同时，将外侧板远离窑体，使内部空间畅通，具有良好导流效果，有利于排烟降温，使外侧板长期保持亮丽如新的状态。

设计以表达保护环境为主题，将白色与宝蓝色相结合，形成了蓝天与白云的概念。采用高光白色来强化弧面部分，应用喷塑工艺来提升质感，使整套产品设备能实现高品质的感官传达。中间部位搭配宝蓝色，宝蓝色具有沉稳的特性，具有理智，准确的意象，强调了科技，效率的商品或企业形象。将宝蓝色与白色相配，产生强大反差，从而在整体上给人一种简洁大气，具有时代感、科技感的心理感受，使员工能够在高温的工作环境中，轻易联想到海洋与天空，保持积极的心态，在一个干净舒适的工作环境中投入工作。窑炉的中间部位结构相对复杂，功能性结构比较多，用深色的外装饰板覆盖该区域，容易淡化视者对这里的注意力，而更多地将目光关注到简单耐看的浅色区。

同时，把高铁时代设计理念贯穿到相关的配套产品设计，获得系统化效果，更容易让员工取得认同感和归属感，加强企业凝聚力，树立企业整体形象，强化受众意识。图2是高铁时代型辊道窑设计效果图。

全包覆的设计方法，将风管、燃气管等大部分零部件设置于外侧面板内，提高外观整体美感，外侧板不需要拆动任何管线即可直接取下对内侧结构进行维护，易于清洁表面。而且外侧板远离烧嘴，内部空间沿高度方向畅通，具有良好的导流效果，利于排烟降温，能够避免面板因烧嘴高温造成油漆烧坏和高温变形，不会受到高温侵害和烟熏，提高了设备的耐用性和抗污性，设备操作安全性能高。同时，外侧板也允许在窑炉安装工作完成后最后才安装，增加了安装过程的灵活性，使得设计更加合理，大大优化了人机关系。

图1 高铁时代型辊道窑设计理念概念图Fig.1 The concept of the design for KOHSTA

图2 高铁时代型辊道窑设计效果图Fig.2 The effect of the design for KOHSTA

图3 高铁时代型辊道窑实物照片Fig.3 The picture of KOHSTA

为适应不同管线配置，有效隐藏内部结构，设计还采用了具有专利保护的推拉式活动门结构。使挡板能够遮挡操作孔，并能通过连接构件与侧板上的滑槽滑动连接。有效解决了现有技术窑炉侧板由于设置太多通孔而影响整体窑炉美观，而且，这种结构简洁巧妙，操作方便且造价低，推拉门的使用对窑炉设备的保温性能、外观质感和美观度有显著提升作用。图3是高铁时代型辊道窑实物照片。

1.2 具有“三高”特征的助燃风加热技术

升级版的高铁时代型辊道窑搭载了高稳、高效、高温助燃风加热系统，能够有效降低辊道窑使用能耗，提升其绿色能力。

该技术主要特征是在辊道窑整个或部分冷区内部，用助燃风连续均衡换热，将助燃风温度梯级提升，并采取措施稳定其温度、压力、流量，同时开发出相应的燃烧与控制系统，配置相应的风机系统，辅以合适的窑炉操作手法。

该项目是四个方面技术的综合，要解决的关键问题包括如下：

1.2.1 助燃风加热技术

其要点是必须获得稳定的高温助燃风，即温度、流量、压力要稳定。本技术通过助燃风在辊道窑的整个或部分冷却区内部均衡梯级换热，达到余热高效回收的目的。高稳，是因为余热回收工作分布在几乎每个冷却箱，各处取热量很少，运行时局部由于空窑等工况波动，对整体来讲影响很小；高效，是因为换热过程全部在窑内连续完成，没有散热损失；高温，是因为采用了逆流式连续梯级换热升温方案，温度最高可以超过350 ℃以上。

为了获得稳定流量、压力和温度的助燃风，还设计了一套回路进行自动调节。助燃风的温度通过回路上的电动阀调节，流量由风机的变频来调节，风压通过一套防空窑控制系统进行稳定。

1.2.2 高温助燃风节能烧嘴的研发

对于高温助燃风，开发了不同的烧嘴与之配套。烧嘴及燃烧控制系统的改变也是高温助燃风技术应用能够实现节能的关键。

1.2.3 窑炉运行参数包括风机参数、烧嘴参数等的系统集成

采用高温助燃风后，窑炉的运行参数都必须做相应的调整。这些调整，意味着在窑炉控制软件上大量数据和参数的修改与调整。

图4 中鹏云控现已经覆盖的主流终端Fig.4 Main-stream terminals covered by J-COS

1.2.4 为提高系统的稳定性，必需考虑窑炉的热工参数稳定，保证产品品质不受影响。开发了一套相应的自适应控制系统

助燃风加热之后，在窑炉的烧成带会导致助燃风管和喷枪外壁温度过高，从而使得窑炉的外表面整体温度也过高，恶化窑炉的操作环境，高铁时代通过对辊道窑外部结构的优化设计，完全解决了这些不利因素带来的负面影响，从这个角度来讲，高铁时代的外观技术，也是一项节能伴侣技术。

1.3 基于云技术的智能化窑炉监控系统——中鹏云控(J-COS)

该项技术在行业内也是率先在辊道窑上获得应用。中鹏云控有利于产品与信息系统相结合，实现各种平台之间无缝衔接，操作简单并有更多个性化增值服务。通过采用无线数据通信，数字化图像采集、压缩、存储等技术，能够帮助用户在互联网或局域网环境获取窑炉节能系统的相关运行信息，获取远程协助支持控制，定制个性化服务，实现在线升级功能，使手机与计算机能够实现数据同步，可以随时随处查看历史数据，报警信息以及各种窑炉状态信息，同时，设计了完善的管理机制与密码认证机制，根据不同级别的用户分配相应的控制权限。为了增加对用户的亲和力，将高大上的窑炉互联技术变得更亲民、易落地，中鹏云控还有效地打通了与微信的结合，为促进窑炉+互联网的广泛应用解决了“最后一公里”的问题。

图4是中鹏云控现已经覆盖的主流终端，包括工业计算机、平板电脑、手机等。图5是中鹏云控与微信结合的手机截屏图，例如用户推送的报警、生产状态、以及产量信息等都反映在其中，实现窑炉生产的全天候、无地理差别的管理。

2 升级版高铁时代的六大特点

2.1 具有保持常新、整洁大气的外观

平面搭配弧面的高铁风格特征，配合蓝天白云的配色理念，使得整个窑炉外观简洁大气，突出了时代感、科技感，给人予善心悦目的视觉感官。以前的窑炉外侧板离燃烧器附近的窑体很近，温度比较高，容易被烧坏、烤黄或烟熏，影响窑炉外观，特别是有些窑炉外侧板内部空间相对封闭，热对流差，炉内因各种原因外泄的烟气直接溢流到外侧板外侧，加速烟熏。高铁时代外侧板在燃烧器附近离开窑体的距离较大，在该处并没有像以前的设计那样刻意收窄空间，内部空间沿高度方向畅通，具有良好的导流效果，有利于排烟降温，规避了上述缺点，容易保持外观常新。

2.2 节能效果显著

采用了具有高稳、高效、高温特征的助燃风加热系统，助燃风最高可以被加热到350度以上，对于一条日产10000平方米抛光砖的天然气窑炉来讲，平均每条每天约节省3000立方米天然气，年减少二氧化碳排放达1700吨以上。

2.3 节能伴侣技术提升了体感舒适度

由于采用了首创的全包覆式设计，充分改善了炉体表面的热对流情况，并对这些热辐射起到有效的隔离作用，操作环境温度大幅度降低，很好地解决了过去因采用助燃风加热系统带来窑炉操作环境恶化的问题，提升了操作者的体感舒适度，这是一项有效的节能伴侣技术。

2.4 安装和维护的易操作性好

各助燃风管和燃料管全部内置，均不用做任何拆除动作，就可以直接拆除外侧板，这样，不但方便了内部结构的维护，也允许外侧板在辊道窑的所有安装工作完成后才安装，增加了安装工作的灵活性，是易操作性在窑炉安装和维护方面的一次进步。

2.5 增加了维护的安全性，易于清洁

外表面平整简单，易于清洁维护，也减少了在清理过程中意外触碰窑体其它结构的可能，比如阀门等，同时待清洁面温度也更低，使用安全性得到有效提高。

图5 中鹏云控与微信结合的手机截屏图Fig.5 Screen capture of the mobile phone integrating J-COS and wechat

2.6 基于中鹏云控的信息化技术提升

中鹏云控J-COS系统是高铁时代的另一项创新技术，通过互联网，向使用计算机、平板或智能手机的窑炉管理员，传送各种传感器采集到的窑炉设备与生产数据。同时通过预设或者大数据分析，给出各种预警和优化信息，将信息化、智能化引入生产，建立一个高度灵活的个性化、数字化产品及服务模式。为陶瓷行业实现“智能工厂”打开了一扇窗，将中鹏云控与微信平台的结合，更是解决了窑炉设备+互联网“最后一公里的问题”，降低了使用者的技术门槛和心理门槛，增强了使用的便捷性，是易操作性在信息交互方面的一次进步。

3 高铁时代带来的创新启示

正如作者在《高铁时代型辊道窑产品开发与实践》中提到的一样，高铁时代的开发，在消费层面、设计层面和社会层面都有着很多启示。此外，在技术创新层面，这个项目的开发活动也给了我们两点启示：

3.1 创新，从原点开始

这里提到的原点，有两层意思，一个是客户的原始需求；一个是事物现象产生的原始机理。

3.1.1 我们的创新活动起始于客户的原始需求

客户的每一个需求，都是我们创新研发的努力方向。有人说找课题难，其实只要紧盯这一点，深入应用现场，我们会发现需要创新突破的地方太多了。在高铁时代的研发项目中，大的研发方向就已经包含有信息化、节能减排和工业设计三类。

3.1.2 我们的创新活动要着眼于事物现象产生的原始机理

热传递的方式主要有三种，包含传导、对流、热辐射。在窑炉设计中，由于炉内温度很高，最重要的工作之一就是保温。而关于保温，大家最能够想到的就是保温材料的选用，很难会想到导热性极好的金属板能够在其中起到什么作用，这是因为“传导”的概念容易在我们的主观意识中占据上风。而如果我们着眼于热传递的物理机理，便很容易通过这层金属板对“对流”的影响来改变系统的热传递效果。这里之所以注意到金属板的应用，是因为在我们的辊道窑外侧本身已经有了它作为装饰板使用，我们只要通过合理的设计安排，便能够新增它的功能，解决更多的问题。

3.2 跨界，是一种有效的创新方法

随着技术的发展进步，用户需求的多样化，原来的传统设备会有更多提升空间，而这种提升，通过把其它相关行业的新技术或成熟技术嫁接过来，往往也有捷径。互联网技术，是当今在各个方面影响人类发展的一项重大技术，把它应用于窑炉，可以改变人们对窑炉维护操控的使用习惯，极大地提升设备工作的稳定性和生产效率，中鹏云控做的就是这件事，而最近完成的微信接入工作，又是把互联网技术的跨界应用在窑炉操控上往前推进了一步，这就是它山之石可以攻玉。

[1] 李锋, 吴永杭, 熊文湖. 产品设计-以用户为中心的设计方法及其应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.

[2] 徐广华, 万鹏, 杨胜传. 中鹏云控在陶瓷窑炉设备中的应用与优势[J]. 佛山陶瓷, 2015(10).

[3] 万鹏. 高铁时代型辊道窑产品开发与实践[J]. 佛山陶瓷, 2016(4).

[4] 万鹏. 赖日东. 高铁时代窑炉隔热能力分析[J]. 佛山陶瓷, 2016(5).

[5] 徐广华, 杨胜传, 成启凯, 万鹏. 解决最后一公里-让互联网+窑炉流行起来[J]. 佛山陶瓷, 2016(9).

The Upgraded Version of KOHSTA Roller Kiln

WAN Peng, XU Guanghua, YANG Peizhong
(Guangdong Jumper Thermal Technology Co., Ltd., Foshan 528223, Guangdong, China)

This paper mainly introduces the upgraded version of KOHSTA (Kiln of high-speed train age) roller kiln. It is composed of Jumper J-COS, Combustion air warm up system with stable, high efficiency and high temperature energy saving technology, and high speed train designing. The KOHSTA kiln has six features: a new, clean and tidy appearance for a long term; good energy saving; good integration of energy saving technology for a perfect kiln condition; easy maintenance and operation; more safety for maintaining and cleaning and new technology of Jumper J-COS. The two innovative ideas about KOHSTA in its development have been pointed out.

KOHSTA; roller kiln; kiln; product designing; appearance designing; product researching and developing; decorating board; combustion air warm up; Jumper J-COS

TQ174.6+53

A

1006-2874(2016)06-0038-05

10.13958/j.cnki.ztcg.2016.06.008

2016-06-15。

2016-06-18。

广东省应用型专项资金项目(2016B020243001)。

徐广华，男，硕士，工程师。

Received date:2016-06-15. Revised date: 2016-06-18.

Correspondent author:XU Guanghua, male, Master, Engineer.

E-mail:13790010295@163.com