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        移動旋轉窯夸大多過實用,存在大量缺陷

        日期:2018-06-02 11:07 人氣:
        移動旋轉窯夸大多過實用,存在大量缺陷
           
                 詳細客觀分析了移動式環形隧道窯存在的一些問題和適用的條件,希望引起投資者與設計者的高度重視,避免一哄而上。也希望通過技術創新不斷完善這種窯型,改進熱工工藝、技術操作規程及生產管理方法,來彌補這種窯型的缺陷。
                關鍵詞:移動式環形隧道窯;干燥焙燒;環保標準;廢棄治理
                移動式環形隧道窯的結構及生產工藝特點一般隧道窯不同,比一般隧道窯相對投資少,建窯時間短,生產成本低、焙燒耗能少。這種窯型在最近十幾年發展很快,國內大概有十幾個省先后建有幾十條這種窯型的生產線。這些移動式環形隧道窯結構、性能各有特點,并且都比1998年始建于山西壽陽的第一條移動式環形隧道窯雛形有一定的提高和改進。
               據筆者了解,現在這種窯實際使用的效果不盡如意,暴露出許多缺陷,存在不少問題,大多數沒有達到設計人員或窯爐公司的各項承諾。有的是移動式環形隧道窯本身的結構問題和質量問題,有的是受這種窯的特點所限定的工藝問題,還有的是環保問題等,最終影響到產品的產量和質量。特別是產品的質量,除了少數生產線的產品質量還不錯外,大多廠家的產品質量都較差,廢品率都較高。造成移動式環形隧道窯成為“問題窯爐”有多方面的原因,首先是移動式環形隧道窯本身確實存在一些嚴重的問題和缺陷,有幾處難治的硬傷。
               1 移動式環形隧道窯不適合北方冬季寒冷地區使用
        幾乎所有的移動式環形隧道窯,把成型后濕坯體的碼放、干燥、焙燒和卸磚出窯四個主要工序的生產活動都緊湊地布置在環形窯道上,隨環形窯道順次循環移動運作。有的還把泥料攪拌和磚坯成型設備、切碼設備也布置在環形窯道上。
              這種工藝設計的生產線上,除了隧道窯體外,其他幾個工序的設備和生產活動都是在四周沒有維護墻的環境下進行,沒有采暖和保溫設施,基本是室外自然環境下生產,僅僅在窯道頂上設有防雨防曬的窯篷,有的窯蓬還可以收合、移動,儼然像是一個“大蓬車”隧道窯生產線。
               在北方冬季霜凍期,這種生產線的輸送機、攪拌機、磚機里的泥料都會被凍成硬塊而無法生產。特別是碼放在環形窯道上的濕坯,要在室外停置1d~2d(有的時間更長)才進干燥窯,早就被凍得梆梆的不能用了,肯定要停產關門。就是在靠近霜凍期前、后氣溫較低的時間,即便是濕坯沒凍,但生產產量和產品質量都會受到影響。
              受北方寒冷氣候影響,使用移動式環形隧道窯的生產線每年有效工作期只有六到八個月,這樣全年總產量就大打折扣。和同類規模的自然干燥輪窯生產線差不多了,還不如人工干燥的輪窯生產線,更不如人工干燥的隧道窯生產線,它的產量高的優勢不存在了。凡是在北方冬季寒冷地區選用了這種窯爐的生產線,都已經嚴重影響了產品的產量和質量,導致全年整體綜合經濟效益不好,不少廠家則后悔不已。這成為移動式環形隧道窯一處難治的硬傷。
              2 移動式環形隧道窯對建設場地要求特殊
            移動式環形隧道窯的窯體整體是圓弧環狀型,安置在兩條同心但直徑不等的圓形軌道上。窯的斷面內寬有4.5m、6.5m、8.8m、10.8m等多樣不一,最寬的超過13m,選用這種窯型生產線的建設用地和同等生產規模的一次碼燒隧道窯生產線用地差不多。以內寬8.8m移動式環形隧道窯為例:它的環形軌道外側直徑120m左右,再加上外環一圈運磚的道路,建成后是個圓形場地,需要邊長135m左右的正方形場地,合27.4畝左右。原料堆場、成品堆場和原料破碎制備工序還需另外擇地(陳化庫可以放在圓形場地的中間而不另占地〉。建一個兩條內寬4.6m或6.9m—次碼燒隧道窯生產線占地有27畝左右就足夠了,包括了陳化庫、車間外環道路,也不包括原料堆場和成品堆場,但能安置一些原料破碎制備設備。相比之下,移動式環形隧道窯生產線和設備建設占地比同樣生產規模的一次碼燒隧道窯生產線建設占地并不少,甚至還略微多些。
               另外,建造移動式環形隧道窯生產線對場地條件要求苛刻、廠址選擇適應性較差,限制了工藝總圖設計的靈活性。
               2.1場地必須是正方形(或圓形)
        選用的廠址不管總面積有多大,都必須是一塊能足夠放下移動式環形隧道窯生產線的正方形(或圓形)場地。長方形或其他形狀的場地,如果不夠寬的話,是無法建移動式環形隧道窯圓形生產線的。而一般隧道窯生產線建在不要太窄的長方形或者正方形場地都可以,方便按地形差異條件靈活選擇最合理、最佳方案布置窯爐和設備。
              2.2場地必須要平整
               建設移動式環形隧道窯生產線的場地,不但要求是正方形(或圓形)的,還必須要平整,甚至要達到水平程度。如果找到一塊平地建廠,則土地價值相對較高;如果用一塊不平而有較大高度差的土地,就必須增加一筆場地平整費用。而一般隧道窯生產線在平整的場地當然沒有問題,就是不平整場地,也可以適當的利用地形將隧道窯、陳化庫和一些設備分別布置在不同高程位置,設計靈活性及適應性較好,相應可以減少場地平整費用,更適用于山地或丘陵地帶那些土地利用價值較低的地方。
              3 沒有達到有關環保標準要求
              3.1 干燥及焙燒廢棄排放的排氣筒(煙囪)高度不符合環保標準
              移動式環形隧道窯的排潮風機、排煙風機安全裝在移動的窯上隨窯移動,所有風機都沒有垂直向上的,因為窯頂上有一整圈環形窯蓬及支撐窯蓬的立柱阻擋,排氣筒(煙囪)無法隨窯移動運行。不得已,只有將排氣筒水平方向安裝,讓廢氣經一段水平的排氣筒朝環形道內側水平方向排放。結果是廢氣一出風機就以開放方式就地排放,彌漫在窯體周圍和廠區周邊,烏煙瘴氣,慢慢擴散,造成對廠區及周邊地區的嚴重污染。有的廠不斷受到周邊居民的抗議投訴,被當地政府環保部門責令停產整改。
              國家《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297)和《工業爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078),以及剛頒布的《磚瓦工業大氣污染物排放標準》(GB29620-2013)都明確規定:磚瓦工業人工干燥及焙燒窯的廢氣排氣筒(煙囪)的高度一律不得低于15m。并且排氣筒(煙囪)周圍半徑200m范圍內有建筑物時,排氣筒(煙囪)髙度還應高出最高建筑物3m以上。就是說不管廢氣中是否含有毒有害污染物,也不管污染物含量是否超標,風機的廢氣排氣筒(煙囪)髙度必須在風機安裝平面的15m以上。這條環保規定,現在這種移動式環形隧道窯根本做不到:它不可能給背在窯頂上的風機再戴一個有五層樓髙的“髙帽子”繞著環形窯道轉圈。
              針對上述問題,這兩年山西、江蘇新建了做了較大改進的移動式環形隧道窯:在環形軌道內側增加一條固定的環形總煙道,總煙道側面開有很多類似“哈風”的閘閥接口,隧道窯的風機排煙口和這些閘閥移動搭接,讓煙氣進入總煙道,再經總煙道上的髙煙囪排出。筆者看到兩條這樣改造過生產線,做法類似但不同。其中一條效果并不好,漏氣十分嚴重;另一條尚未生使用。但都給企業新增加了一筆不小的建設改造費用。
              3.2干燥及培燒排放的廢氣沒有治理
              移動式環形隧道窯是由人工干燥窯和焙燒窯兩部分連成一體組成的“烘燒一體”隧道窯。它和國內大多其他磚瓦焙燒窯一樣,焙燒產品使用的燃料都是煤(或煤矸石、爐渣等),使用外燃煤(外投)和內摻煤(泥料中加入)燃燒產生的熱能加熱,經預熱、升溫、保溫和冷卻幾個階段,在約950℃~1050℃高溫下將坯體燒成,并同時排出煙氣。它的人工干燥是通過風機抽取焙燒窯的余熱和煙熱,送至干燥窯將坯體脫水烘干,隨后將含濕煙氣排出。干燥和焙燒產生過程中排出廢氣含有的污染物主要有煙塵顆粒物和SO2、HF、NOx、CO2等氣體。由于各企業使用的原料、燃料煤質不一,排放量各異,但都沒有采取煙氣凈化、除害等治理措施,就地地面排放。對環境造成了一定程度污染,對當地霧霾天氣做出了不光彩的貢獻。在江浙蠶桑基地,磚瓦廠煙氣排氟污染已成為影響當地蠶桑生產的突出因素之一,造成養蠶業的極大損失。
             《磚瓦工業大氣污染物排放標準》(GB 29620-2013)4.6款規定:磚瓦企業“產生大氣污染物的生產工藝和裝置必須設立局部或整體氣體收集系統和集中凈化處理裝置”。也就是要求企業對干燥和焙燒排放的廢氣必須安裝除塵脫硫(脫氟)設備,而且除塵脫硫(脫氟)后的效果還必須達到標準規定的要求。這對現有的移動式環形隧道窯生產線來說十分困難。因為除塵脫硫(脫氟)設備都比較龐大,也比較重,還帶有復雜的液體管路系統,一般都是固定安裝在地面上,很難安裝在移動的隧道窯風機旁邊。最近江蘇一家企業積極改進,大膽嘗試,把除塵脫硫(脫氟)設備安裝在移動式環形隧道窯窯頂上,配套的液體管路做成可隨窯體環形移動的方式,效果如何,拭目以待。不過,這種方式的安裝費用要比固定安裝在地面的方式高。
            4移動式環形隧道窯熱工系統及干燥、焙燒熱工工藝問題
            這種窯的一大特點,就是成型的濕坯先放在環形窯道上晾曬,等待進人干燥窯,相當一次碼燒的所謂“靜停預干燥”。靜停晾曬的時間受隧道窯移動進度的制約,不管濕坯干燥程度如何,該進窯就進。但濕坯“靜停預干燥的效果完全取決于自然氣候條件,會因季節、日夜、晴陰、冷暖、干濕等氣候變化而干燥脫水不均勻,人工無法控制。進干燥窯每一時段的坯體溫度與含水率不一致,低的低高的髙,并且和干燥窯人口段的溫度、濕度不一定相匹配,可能出現坯體低溫凝露吸潮或高溫急劇脫水現象,導致產品產生網狀裂紋或啞音。這種“靜停預干燥”效果雖然有利于濕坯干燥速度,但不利于干燥質量。
            這種窯的干燥窯和焙燒窯一體貫通,有的中間有—道閘門隔開;有的在干燥窯的中間又加一道閘門,將干燥窯分成高溫干燥和低溫干燥兩段;還有的干脆一道閘門也沒有,一通到底。但不管那一種方式,都難保證還體在干燥窯結束后,進到焙燒窯時的溫度和含水率能達到焙燒窯焙燒工藝要求。因為干燥窯和培燒窯是一體貫通,同時移動,坯體的干燥速度受焙燒窯火行速度制約,干燥周期受焙燒工藝控制,不能按照坯體干燥的工藝要求調整控制。坯體進焙燒窯時的溫度還可能通過調整余熱風閘、排潮風閘、摻配冷風等,達到和焙燒窯工藝要求吻合,但坯體在干燥窯干燥脫水到什么程度卻看不見也測不出,坯體進到焙燒窯時的殘余水分就搞不清楚了。還體進焙燒窯時的溫度過髙或過低'殘余水分過高或過低,都會導致產品產生裂紋或啞音。
            凡是“烘燒一體”直通道窯的焙燒段都較短。許多企業為了保證高產量,焙燒周期只有20h,結果把溫度還很高的窯車早早頂出窯外,結果是導致產品見冷風“急冷風裂”。焙燒周期太短還會造成制品“夾生”(窯內焙燒溫度足夠高,制品外表層接觸高溫燒結,但焙燒時間太短,里面沒“燒熟”這種磚強度可以很高,但抗凍性不合格)。
        移動式環形隧道窯的全長有120m~150m,其中干燥窯40m~70m,焙燒窯很短,只有70m~80m,窯尾沒有窯門。結果也造成了和“烘燒一體”立通窯同樣的問題:因為窯短,焙燒周期也短,把溫度很高的磚早早甩出窯外(有的磚還發紅),造成產品十分嚴重的“風裂”、“夾生”等質量缺陷。
            移動式環形隧道窯的斷面寬度都在6.5m以上,最寬的超過13m,絕對稱得上是大斷面隧道窯。大斷面隧道窯由于窯內斷面各點系統阻力不一樣,風力不集中,斷面各點風速不一致而導致同一斷面各部位溫差較大。斷面越寬、越高,相對各部位溫差就越大。
            移動式環形隧道窯的窯體是圓弧形環狀,它比普通隧道窯特殊的是靠圓心的內側和外側弧長不一樣,窯內氣體在內側、外側流動的線速度不一樣;同樣的碼坯方式(特別是機械碼還時),內側、外側的碼窯密度就不一樣,內側、外側的氣流阻力也就不一樣。結果,它除了有一般大斷面隧道窯上下溫差大、中邊溫差大的毛病外,還出現內側和外側溫差大的嚴重問題。四川有一條斷面13.6m移動式環形隧道窯,高溫焙燒帶的實測溫度顯示,焙燒帶不同位置同一斷面溫度差最大值都在100℃以上,而且都是上部比下部高,環狀內側比外側高。其中某一斷面最高點(內側頂部983℃)比最低點(外邊側771℃)相差212℃。斷面溫差這么大的狀態,必然會導致制品質量缺陷,特別是對那些燒成溫度范圍窄的原料,會造成制品顏色不一致,溫度高部位的制品過燒,而溫度低部位的制品欠火。
            凡是設計合理并且使用正常的一次碼燒隧道窯,冷卻帶的余熱足夠滿足人工干燥窯(室)烘干相同產量坯體所需熱量,而且還有富余可通過余熱鍋爐(余熱交換器)供生活用熱水、房屋采暖等,甚至可以余熱發電。
            但是移動式環形隧道窯除了抽取余熱到干燥窯烘干濕坯外,還有大量的余熱不能充分回收利用,白白浪費。這是因為余熱鍋爐的進出水管道系統無法隨移動式窯體安裝。結果是余熱抽不盡,剛出窯的磚溫度都很高,甚至能把上面的窯蓬烤壞,不得已又在窯尾加裝隔熱板,再在窯外冷卻幾個小時后工人才能出磚,要不然還得受髙溫供烤。顯然這種窯在余熱充分利用、降|低企業綜合能耗方面存在難治的硬傷。
             筆者把以上移動式環形隧道窯存在缺陷問題稱之為“硬傷”,是認為這些缺陷問題還不是它的“致命傷”。筆者并不是全盤否定這種窯爐,只是不想讓有諸多缺陷、尚需完善的這種窯型在行業內盲目泛濫,以免給更多的新企業造成損失。因此,筆者殷切希望:
            從事研究開發移動式環形隧道窯的設計人員、專家技術人員、窯爐公司、設備生產廠家等,在向用戶推介這種窯爐時,應當詳細如實的介紹這種窯爐的結構、性能,更要具體說清選擇它的必要條件,負責任的幫助客戶分析和判斷原料、產品方案、燃料(內摻料)、場地、氣候、設備、工藝技術等各方面是否適合選用移動式環形隧道窯,并進行必要的適配行和可行性分析研究。讓用戶知道,選用移動式環形隧道窯相對比普通隧道窯是有一些優勢,但并不是十全十美,它還確實存在一些普通隧道窯所沒有的缺陷。讓客戶能夠自己清晰分析利弊,根據自己的建廠條件因地制宜、正確判斷,慎重而妥善選擇,避免誤導、誤判、誤用。
            從事移動式環形隧道窯的設計單位、窯爐公司、設備生產廠家的工程技術人員,以及現有的移動式環形隧道生產企業,應該針對自己窯爐目前存在的問題和缺陷,積極研究設法進行彌補和改進,希望技術上有較大突破,使其日趨完美,更具有廣泛推廣應用的生命力。并且應該對移動式環形隧道窯的設計、制造、使用方面進行彌補和改進工作時,要遵守兩個前提原則:首先是要保證最終能夠生產出質量合格的產品;二是盡可能減少投資費用到合理水平。否則,不論設計、改造效果再有多少其他優勢都是不理想的,甚至可以說是不成功的。
        希望磚瓦行業內的各位專家、技術人員、有經驗的老師傅能夠對移動式環形隧道窯給予較多關注。針對這種窯爐生產使用中的問題分析研究,找出能夠不對窯體及生產線做較大硬性改動,僅靠合理調整和,制生產工藝技術參數來解決問題的柔性措施。嘗試找到適合這種窯型及其生產現狀的先進的工藝制度(特別是熱工工藝),合理的技術操作規程,以及相應配套的生產管理辦法,達到彌補這種窯型某些缺陷,效果,使移動式環形隧道窯推廣應用真正具有可靠的技術保障。
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