全面了解窑炉余热利用

第一章窑炉余热

一、窑炉余热

1、窑炉余热定义

冷却带废热是砖坯烧成以后散失的热力，简称余热。冷却带废热的收集方式是使冷风从窑门进入，经砖跺换热，然后用管道从火眼抽走，这个系统一般称为余热系统。余热抽取后可进行充分利用，如余热发电、干燥砖坯、取暖洗澡等用途。余热如果利用好，不但可以节约能源、提高产品质量，而且还能减少环境污染，起到保护环境的作用。

2、窑炉余热的危害

窑炉余热如不能被有效利用不但是热源的极大浪费，而且将对大气形成热污染。大气中的含热量增加，可影响到地球气候变化。按照大气热力学原理，现代社会生活中的其他能量都可转化为热能，使地表面反射太阳热能的反射率增高，吸收太阳辐射热减少，促使地表面上升的气流相应减弱，阻碍水汽的凝结和云雨的形成，导致局部地区干旱少雨，影响农作物生长歉收。气候变化将引起海水热膨胀和极地冰川融化，海平面上升，加快生物物种灭绝。

热污染还对人体健康产生了许多危害。它全面降低了人体机理的正常免疫功能，包括致病病毒或细菌对抗菌素越来越强的耐热性以及生态系统的变化降低了肌体对疾病的抵抗力，从而加剧各种新、老传染病并发大流行。温度上升为蚊子、苍蝇、蟑螂、跳蚤和其他传病昆虫以及病原体微生物等提供了最佳的滋生繁衍条件和传播机制，形成一种新的“互感连锁效应”，导致以疟疾、登革热、血吸虫病、恙虫病、流行性脑膜炎等病毒病原体疾病的扩大流行和反复流行。特别是以蚊子为媒介的传染病，目前已呈急剧增长趋势。

二、窑炉余热利用的现状

目前，余热利用广泛应用于制砖行业，但是，余热利用低，浪费较为严重，根据调查，余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%，而实际利用的仅为3.66%左右。

余热的回收利用途径很多。一般说来，首先是综合利用余热;其次是直接利用;第三是间接利用(产生蒸汽用来发电)。

余热回收技术分为分离式热管余热回收技术和整体式热管余热回收技术。

第二节窑炉余热利用的要点

窑炉余热利用虽然能够节约大量能源，但是利用不当同样会带来产品质量影响及其它问题。

焙烧窑抽取的余热越多，保温带冷却的越快，换热效果就要受到影响。换热管内气体的温度，在恒定条件下主要受大气温度的影响，即随大气温度升高而升高，随大气温度下降而下降。很多厂冬季不用热管的原因就在于此。但需要注意的是，冬季换热管可以少用，可以半开换热管进口，减少流量，以提高换热温度。一点都不用则会大大增加窑内余热系统的抽力，烧起来比较困难，热风管道会因为阻力增加而减少风量。换热管换出的热量和换热管的长度有关，换热管越长，换出的热气温度越高。但是在管道的布置上，一般是以一个窑室为一组，这样便于闸板操作。换热管道太长，换出的总热量不见得多，而且，阻力损耗增大。换热系统所流经的风量以及所换出的热量的大小，因各砖厂操作方法不同而不一样，很难找出一个统一的规律。根据一些砖厂的测定，在正常季节及闸板控制正常的情况下，换热系统流经的风量约占总风量的50%~60%。换热系统所换得的热量约占总热量的30%左右，换热系统在窑内余热利用中主要起调节风量和补充热量的作用。

余热系统收集的热量的多少主要取决于内燃程度。内掺量除了满足烧成所需要的热量外，多余的热量可被抽走。这就是为什么余热闸板往往可以近设在焙烧带的缘故。余热利用的潜力主要在余热系统上，或者就在内燃程度上。在内燃程度一定的情况下，余热的回收量又主要取决于窑炉的产量。产量越高，抽取的余热热量也就越多。大气温度对余热量和余热温度也有些影响，但不很大。余热系统流经的风量约占总风量的40%~50%，抽取的热量约占总热量的70%以上。

余热系统收集的热量取决于气体在管道内的流速。气体流速越大，换热越多。但是，如果风速过道，换出的热风温度会很低，从而导致大大降低总热风管道的温度。一般换出的热风温度不能低于50℃。另外，风速大，阻力就增大，一般风速以6m/s左右为宜，换热管道的尺寸不要选择太小，一般在200mm×200mm或φ200mm以上即可。

第二章窑炉余热利用的节能技术

第一节窑炉余热分析

一、窑炉余热的组成

窑炉的余热中，既有高温空气，也有高温烟气。同时还有低温热空气。从烧成带流入预热带的高温废烟气，首要的任务就是加热坯体，使坯体温度升高。其次它还要向窑墙，窑顶传热，使墙及顶的温度高于砖坯温度，不至于使坯体再向外散热而降低温度，同时它还要向窑车传热，使窑车温度升高，不至于使窑炉预热带产生过大的温差。在用去上述所说的全部热量后，烟气中的热量还没有被全部用完，还有相当一部分热量是可以用来进行其它用途的。如果在预热带较高温度段将热量取出，可以通过高温烟热获得，既抽取预热带的高温烟热。如果在预热带的低温段将需要的热量取出，可以通过低温烟获得，既常常抽出窑内低温烟气。

在窑炉烧成带，窑内余热全部通过内部的流动被利用了。但是由于烧成带温度高窑顶外部温度也很高，通过窑顶散失的热量是很多的，如果将这一部分损失的热量能够利用起来，就能获得较多的的余热量。有的窑炉在烧成带顶部采用强制通风换热的方式，以其取得烧成带顶部余热，由于采用了强制换热，虽然窑外的换热效果很好，但窑内热量通过窑顶向外传热也有了较大幅度增长，使窑内温度也有向低温转化的现象。显然，这种换取窑顶热量的方法是不可取的。另一种办法是通过非强制换热的方法，将窑外的余热换出而不影响窑内向窑外正常散热。这种方法虽然换热量小一些，但对窑的正常是没有任何影响的，是利用烧成带余热较好的方法。

有冷却带入窑炉的空气，被高温专体加热后，变成具有较高温度的高温空气，这时的空气含有很高的热量。由于进入烧成带作助燃空气的风量仅是供给冷却带风量的一部分，另一部分就变成了不在窑内使用的余热。预热量的大小与抽取余热的位置和流量有关，同时也应根据窑内的实际需要考虑抽取余热的数量。

综上所述，窑炉余热主要包括预热带的低温烟热.，高温烟热，烧成带顶部向外界的散热，冷却带的热交换换热，主要是高温空气含有的热。