烧结砖隧道窑辐射换热式余热利用技术

一、技术名称：烧结砖隧道窑辐射换热式余热利用技术

二、技术所属领域及适用范围：建材行业烧结砖瓦隧道窑生产线

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

目前，隧道窑生产线消耗的一次能源(煤)，除窑体散热、砖坯水分蒸发、烧结等必须消耗的能量外，约40%-45%的能量是随排烟热损失和产品冷却而浪费。在这些浪费的热量(简称余热)中，采用余热干燥砖坯的方式，可利用余热的15%，另有25-30%左右的余热还没有得到充分利用，采用制砖隧道窑辐射换热式余热利用技术，废弃的余热被用于发电或供汽。砖瓦企业每生产一万块(折标)的用电量平均为350-500kWh，采用隧道窑余热利用(发电)技术后，每生产一万匹标砖可以下降到100kWh以下，节约二次能源;采用隧道窑余热产生蒸汽供热，每生产一万匹标砖可节约标煤390-500kg;降低企业的生产成本，减少二氧化碳气体排放。目前该技术可实现节能量2万tce/a，CO2减排约5万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

将隧道窑950-200℃砖坯余热通过辐射换热式余热锅炉产生2.45MPa、400℃蒸汽，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。产生的蒸汽直接用于生产、生活或推动汽轮机发电。

2.关键技术

(1)隧道式窑炉余热发电装置技术;

(2)隧道式窑炉余热锅炉;

(3)超内燃烧结砖隧道窑余热锅炉;

(4)满足隧道窑生产工艺需要的分段换热技术。

3.工艺流程

该技术的工艺流程见图1。

图1 烧结砖隧道窑辐射换热式余热利用技术流程图

五、主要技术指标

1.隧道窑余热利用率：>20%;

2.每万匹标砖产汽量：4-5吨蒸汽(参数2.45MPa、400℃);

3.每万匹标砖发电量:680-860KW(凝汽式汽轮发电机组);

4.单位节能量：供汽时390-500Kg标煤/万标砖，发电时210-300Kg标煤/万标砖。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

项目技术已于2011年5月由农业部和联合国工业发展组织(UNIDO)组织工信部、国家发改委、中国砖瓦工业协会和西安墙体材料设计研究院等单位现场鉴定、验收。2012年6月通过四川省科技厅组织科技成果鉴定(川科鉴字[2012] 第514号)。获得中国砖瓦工业协会2012年度“砖瓦行业技术革新”一等奖(技术开发类)、四川自贡市2013年度科技进步二等奖。

七、典型应用案例

典型案例1

应用单位：吉林辽源矿业(集团)九台新型墙体材料分公司

技术提供单位：四川国立能源科技有限公司

建设规模：该公司实际年产1.8亿块(折标)。建设条件：利用煤矿废弃的煤矸石作为制砖原料。主要改造内容：在两条新建6.90m隧道窑上安装两台4t/h(2.5MPa、400℃)隧道窑辐射换热式余热锅炉，在两条9.20m隧道窑上安装两台6t/h(2.5MPa、400℃)隧道窑辐射换热式余热锅炉，安装一台3MW抽凝式发电机、一套20t/h锅炉水处理装置以及配套装置等。冬季利用汽轮机部分低压蒸汽向建材厂供暖。投资额2150万元，年供电量1690万kWh，每年节约5509tce。节约电费929.5万元。发电量能够满足建材公司全部的用电需求。

典型案例2

应用单位：山西聚义实业集团鑫融新型建材有限公司

技术提供单位：四川国立能源科技有限公司

建设规模：山西鑫融新型建材有限公司隧道窑余热发电项目(冬季利用部分蒸汽供暖)，设计年产1.2亿块(折标)，装机容量1500kW，达产时平均发电功率1100kW。建设条件：利用洗煤厂废弃的煤矸石作为制砖原料。在两条6.90m隧道窑上安装两台4t/h(2.5MPa、400℃)隧道窑辐射换热式余热锅炉、一台1.5MW抽凝式汽轮发电机(额定电压0.4kV)、一套8t/h锅炉水处理装置以及配套设施。冬季利用部分低压蒸汽向建材厂和洗煤厂供暖。节能效果及经济效益：节能技改投资额1150万元，年供电量800万kWh，每年节约2608tce。企业节约电费440万元。发电量能够满足建材公司全部的用电需求，富余电力向洗煤厂供电。

八、推广前景及节能减排潜力

目前，国内有制砖生产企业近七万户，已建成2000多条年产量在6000万标砖及以上的隧道窑制砖生产线。随着国家淘汰24门以下轮窑生产线、年产量在3000万标砖以下小型砖瓦企业等政策调控的实施，同时受劳动力成本上升的影响，未来将有更多的以轮窑生产工艺为主、目前约占行业90%的小砖厂被淘汰，取而代之的是更多的大中型现代化隧道窑制砖生产线。如果保持现有的10000亿(折标准砖)产量，则需15000条年产量达6000万标砖/年以上的隧道窑制砖生产线。如在砖瓦行业全面推广余热发电技术，预计未来5年该技术的推广率可达10%，形成的年节能能力约为20万tce，年减排能力约52万tCO2/a。