實用資料窯爐節(jié)能技術(shù)改造項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 地形?地貌 XX縣工業(yè)園區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)屬典型的丘陵地形,地勢比較平坦,高差約2米?工業(yè)園為入園企業(yè)提供已平整的建設(shè)廠地? 地震?洪澇等自然災(zāi)害資料根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB183062000),黎川地區(qū)的區(qū)域地震動峰值加速度(對應(yīng)抗震設(shè)防烈度六度),工程建筑不考慮抗震設(shè)防?工業(yè)園區(qū)建設(shè)廠址標(biāo)高可防二十年一遇的洪水,該廠址無洪水淹沒的歷史記錄? 工程地質(zhì)?水文地質(zhì)及氣象條件園區(qū)地層自上而下分別為:,粉質(zhì)粘土層厚度約1m,?地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對簡單,地基土層層位較穩(wěn)定,地下水對鋼筋混凝土一般無腐蝕,工程地質(zhì)條件較好?黎川屬中亞熱帶濕潤性氣候,四季分別,溫和濕潤,年平均溫度為1718℃,年平均降水量1751毫米,年平均無霜期278天,年平均日照時間1776小時? 交通運輸條件本項目廠址所在地交通運輸條件良好?京福高速公路穿XX縣境而過,陶瓷工業(yè)園距京福高速公路黎川出口僅3公里,為企業(yè)原材料運入和產(chǎn)品運出提供了極為便利的運輸條件?XX縣距省會南昌200余公里,距福建省會福州300多公里,距鷹廈鐵路光澤站60多公里,正在開工建設(shè)的向蒲鐵路也有望在黎川設(shè)立貨運站?XX縣內(nèi)已有多家物流運輸公司,運力充足,服務(wù)良好?第五章 技術(shù)方案?設(shè)備方案和工程方案 技術(shù)方案本項目為日用陶瓷窯爐技術(shù)改造,因此只涉及陶瓷生產(chǎn)燒成?干燥及烤花工序的技術(shù)方案選擇,其它工序的生產(chǎn)技術(shù)方案仍按企業(yè)現(xiàn)在運行的確定,本技改項目的技術(shù)方案的選擇確定不影響企業(yè)全廠生產(chǎn)技術(shù)方案的運行? 生產(chǎn)方法及工藝流程的比選1?企業(yè)原用燒成窯爐及燒成工藝和干燥及烤花設(shè)備企業(yè)原用于燒成產(chǎn)品的設(shè)備為燃煤隧道窯,燒成燃料為煙煤(洗精煤)。由于煙煤在燃燒時所產(chǎn)生的煙塵不允許直接與產(chǎn)品接觸,必須用耐火材料(匣缽)將火焰和煙塵與產(chǎn)品隔離。由人工操作加煙煤入窯體燃燒爐膛,煙煤在燃燒爐膛產(chǎn)生的火焰即熱量經(jīng)匣缽組成的隔焰設(shè)施隔離煙塵后,熱量再通過已被火焰燒烤成高溫的窯體和匣缽輻射傳導(dǎo)給產(chǎn)品燒制 ?因此,燃煤隧道窯煤耗很高,熱能利用率不足20%,煙塵排放污染大?其主要特點有以下幾個方面:⑴窯爐能耗很高?由于燒成產(chǎn)品所需的熱能完全靠窯體和匣缽的高溫輻射傳導(dǎo),匣缽耐火材料的重量是產(chǎn)品的34倍,因而大部分熱量被匣缽所吸收而浪費?⑵窯爐運行周期短,由于煙煤燃燒時產(chǎn)生大量的煙塵附著在窯爐燃燒室和窯體上,影響窯爐運行時的傳熱效應(yīng)?因此,窯爐每三到四個月必須停火清理窯體燃燒室和煙道,每停火一次將浪費燃煤(洗精煤)76噸/座窯。同時頻繁停火升溫,損害窯爐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,縮短窯爐的使用壽命,增加窯爐修理費用?⑶由于窯爐為直接燃燒煙煤,產(chǎn)品隔焰燒成,煙氣中夾雜大量沒有完全燃燒的煤粉而污濁,其熱量無法利用作為干燥熱源,只能由煙囪抽拉排出窯體,且對環(huán)境造成影響?⑷燃煤隔焰輥道窯操作勞動強度大,工作環(huán)境差,車間溫度高且灰塵大,生產(chǎn)較難管理,產(chǎn)品燒成合格率低? 企業(yè)原用于干燥和烤花產(chǎn)品的設(shè)備為燃煤隔焰干燥烘房和燃煤隔焰烤花窯?由于燒成窯爐煙氣及熱風(fēng)均被煙塵污染,所含的熱量無法利用為干燥熱源,因此干燥窯只好采用直接燃燒原煤產(chǎn)生熱量,產(chǎn)品干燥也必須隔焰完成?使用燃煤烤花窯爐和燒成窯爐同樣的原因,產(chǎn)品也只能采用隔焰烤制,煤耗很高,熱能利用率很低?因此燃煤隔焰干燥烘房和燃煤隔焰烤花窯耗能及其他弊病與燒成窯爐大體相同,只不過程度較輕一些?2?本項目技術(shù)改造采用燒成窯爐及燒成工藝和干燥及烤花設(shè)備本項目技術(shù)改造的重點為,采用寬截面節(jié)能燃?xì)馑淼栏G?節(jié)能燃?xì)廨伒揽净ǜG以及窯爐余熱利用干燥設(shè)施,選擇清潔氣體燃料天然氣和明焰裸裝燒成工藝等,與企業(yè)原用的燃煤隧道窯匣裝隔焰燒成工藝及燃煤輥道窯隔焰烤花工藝相比,有以下方面明顯不同:⑴由于采用清潔燃料天然氣,可實現(xiàn)明焰無匣裸燒技術(shù),熱利用率大幅提高。而原燒成或烤花時受制于燃料必須將產(chǎn)品置入匣缽中或耐火板隔焰空間中,產(chǎn)品隔著匣缽或耐火板受熱,匣缽或耐火板吸收大量熱量,熱利用率相對很低?⑵改造后窯爐為裝配式結(jié)構(gòu)布置緊湊,窯體全部為輕質(zhì)耐火材料及絕熱保溫材料填充,實現(xiàn)了窯爐輕型化且保溫隔熱效果良好。而原用燃煤隧道窯占地面積較大,為現(xiàn)場砌筑式,不能采用輕質(zhì)耐火材料等,保溫隔熱效果相對較差?⑶,。從節(jié)能角度看,窯內(nèi)高度越低越好,窯內(nèi)寬度增加,單位制品熱耗和窯墻散熱減少?⑷技改后,隧道窯燒成周期()比原燃煤隧道窯燒成周期(1314小時)大為縮短,可顯著減少能耗?⑸技改后由于采用清潔氣體燃料,可最大程度地利用余熱,燒成窯爐排出煙氣和冷卻抽出熱風(fēng)可用于加熱燃燒空氣和送去干燥工序為干燥熱源?根據(jù)窯爐熱平衡測定數(shù)據(jù),這部分抽排出的熱量占窯爐總能耗的5060%,大部分送往干燥工序,可完全滿足烘干制品需求能耗,綜合節(jié)能效果非常顯著?⑹技改后熱工控制(窯溫?壓力?氣氛)實現(xiàn)計算機全自動控制,窯爐的調(diào)節(jié)控制更加精確,窯內(nèi)溫度分布均勻,燒成區(qū)截面溫差小,對節(jié)省燃料,穩(wěn)定工藝操作和提高燒成質(zhì)量都十分有利?⑺技改后,配合采用骨質(zhì)瓷生產(chǎn)工藝新技術(shù),有效地降低了產(chǎn)品燒成溫度?縮短了產(chǎn)品燒成周期,對降低窯爐燒成能耗也起了積極的作用?〔8〕技改后燒成工藝先進可靠,窯爐運行穩(wěn)定可控,自動化程度高,對產(chǎn)品質(zhì)量的提高也作出了顯著的貢獻? 推薦的技術(shù)方案⑴本技改項目的推薦技術(shù)方案根據(jù)上述生產(chǎn)方法及工藝流程的比選,本項目窯爐技改的技術(shù)方案為:選擇新型裝配式結(jié)構(gòu)寬截面節(jié)能隧道窯?節(jié)能輥道烤花窯和窯爐余熱利用干燥烘房,采用清潔氣體燃料天然氣,實行無匣裸裝明焰燒成工藝及烤花工藝和利用窯爐余熱為干燥熱源工藝?燒成及烤花工序主要技術(shù)參數(shù):燒成溫度:12801300℃燒成周期:燒成能耗:3000千卡/千克瓷烤花能耗:380千卡/千克瓷⑵企業(yè)現(xiàn)行生產(chǎn)技術(shù)方案概述a?主要生產(chǎn)工藝流程① 原料加工處理流程即硬質(zhì)?軟質(zhì)原料共同球磨的流程瓷土、長石高嶺土石英精選精選煅燒精選精選 粗碎粗碎粗碎配 料球 磨過篩除鐵壓 濾粗 練陳 腐真練送成型車間間②成型流程鏈干機或烘房干燥鏈干機干燥脫模鏈干機帶模干燥滾壓泥料 脫模帶模干燥滾壓泥料 檢驗存放取釉外釉內(nèi)釉修坯③燒成流程入庫分級出窯燒成進窯裝坯吹灰 ④彩繪烤花流程貼花烤花陰干進窯出窯 分級包裝入庫出廠 日用瓷一般采用滾壓?等靜壓?刀壓及注漿成型方式?如采用滾壓與鏈干機相配合,其產(chǎn)品從滾壓到半成品,經(jīng)隧道窯快速燒成到白瓷入庫只需24小時。采用注漿生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)周期略長一些?因此成型車間無需存入大量坯體,并可減少坯體二次污染?本項目的絕大部分產(chǎn)品采用滾壓成型,少量異型產(chǎn)品采用注漿成型?b?主要原輔材料?燃料及水?電等消耗定額表51 主要原輔材料?燃料及水?電等消耗定額序號名稱單位產(chǎn)品消耗定額單位數(shù)量一原輔材料1坯料Kg2釉料Kg3石膏粉Kg4硅板g二燃料及動力1天然氣M32水Kg3電度注:單位產(chǎn)品為本項目的標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品( / 標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品)? 主要設(shè)備方案 主要設(shè)備選擇本技改項目主要的設(shè)備為日用陶瓷窯爐,根據(jù)已確定的技改技術(shù)方案,應(yīng)采用新型裝配式結(jié)構(gòu)寬截面節(jié)能燃?xì)馑淼栏G?近年來,隨著國外先進窯爐技術(shù)和裝備的不斷引進,國產(chǎn)化裝配式結(jié)構(gòu)寬截面隧道窯已具備運行穩(wěn)定可靠?燒成質(zhì)量高?節(jié)能效果好?自控程度高和建設(shè)周期短等優(yōu)點,在國內(nèi)日用陶瓷行業(yè)已廣泛推廣使用?國產(chǎn)化裝配式結(jié)構(gòu)寬截面燃?xì)馑淼栏G,是在吸收了國外先進的日用瓷燒成隧道窯制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,推出了適合我國日用瓷行業(yè)燒成特點的裝配式結(jié)構(gòu)寬截面燃?xì)馑淼栏G,因此近年來國產(chǎn)燃?xì)馑淼栏G在日用陶瓷行業(yè)使用已非常成熟可靠?所以,在綜合考慮本項目產(chǎn)品方案及年產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,擬選擇國產(chǎn)新型裝配式結(jié)構(gòu)寬截面節(jié)能燃?xì)馑淼栏G(52米長度規(guī)格的窯爐)?本項目選擇的國產(chǎn)新型裝配式結(jié)構(gòu)寬截面節(jié)能隧道窯不僅適宜燒制杯?碗?盤?碟等中西式餐?茶?咖啡具的大宗類產(chǎn)品,也可燒制異型類產(chǎn)品,選擇的窯爐可滿足本項目生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多規(guī)格的產(chǎn)品方案?單座52米隧道窯年生產(chǎn)能力為1775萬件日用瓷合格品,選用5座52米隧道窯可滿足本項目的生產(chǎn)規(guī)模需求?此款窯爐可實行明焰裸燒等先進燒成工藝,窯內(nèi)溫度?壓力?氣氛控制穩(wěn)定且自動化程度高,產(chǎn)品燒成合格率在95%左右,對生產(chǎn)高中檔日用瓷的質(zhì)量有保證?此款窯爐熱利用率高,保溫絕熱效果好,節(jié)能效果十分顯著,窯爐能耗僅為原燃煤隧道窯的25%左右?窯爐采用清潔燃料天然氣,窯爐排放的煙氣對大氣影響符合有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)?此款窯爐及窯車?窯具使用壽命長,一般運行57年才需進行大修,雖然一次性投資較大,但從運行成本和壽命周期等綜合考慮,投資回報率仍遠(yuǎn)高于老式燃煤隧道窯? 新型裝配式結(jié)構(gòu)寬截面節(jié)能隧道窯技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)功能①主要技術(shù)參數(shù)a?窯型:新型寬截面節(jié)能燃?xì)馑淼栏Gb?焙燒產(chǎn)品及產(chǎn)量: 單座年產(chǎn)1775萬件高中檔日用瓷? c?窯長:52m,其中:,占總長30%。,占總長32%。,占總長38%? d?窯內(nèi)寬: ,窯內(nèi)高:, ,窯車尺寸:長寬=e?設(shè)計溫度: 1320℃ f?燒成溫度: 12801300℃ g?燃料: 天然氣(Q≥8500千卡/m3) h?燒成周期: i?窯內(nèi)容車數(shù):34輛 j?窯車裝載量: 600640件/車 k?進車速度:1516分鐘/輛 l?坯體入窯水分: ≤1% m?產(chǎn)品出窯溫度: ≤60℃ n?燒成能耗:3000千卡/千克瓷 ②窯爐結(jié)構(gòu)及功能A?窯體結(jié)構(gòu) a?全窯采用輕型裝配式吊頂結(jié)構(gòu)型式,用方形莫來石堇青石質(zhì)耐火薄板,中有孔,用莫來石堇青石質(zhì)耐火銷釘穿吊在金屬梁上,薄板上鋪以300mm厚耐火纖維毯?b?“大三帶小九段”的設(shè)計構(gòu)思——按照現(xiàn)代窯爐的設(shè)計思想,全窯延長度方向分為氣封氣幕段?排煙段?預(yù)熱段?預(yù)燒段?燒成段?急冷段?間冷段?緩冷段,直冷段的“大三帶小九段”的窯體結(jié)構(gòu),功能齊全,調(diào)節(jié)靈敏? c?窯爐內(nèi)襯及保溫層全部采用優(yōu)質(zhì)低蓄熱?高熱阻輕質(zhì)耐火保溫材料,內(nèi)襯采用氣硬性膠泥砌筑?燒成帶窯墻內(nèi)側(cè)面貼一層工作溫度為1400℃的多晶莫來石纖維,可直接接觸火焰,耐老化不收縮且隔熱效果良好?窯爐內(nèi)表面涂刷高溫涂料,既提高了窯體的整體性和氣密性,又減少了熱損失和杜絕了落臟現(xiàn)象,窯爐高溫區(qū)外表最高溫度低于60℃? d?氣封氣幕段——在窯頭設(shè)置不銹鋼循環(huán)封閉氣幕,能有效地防止窯外冷風(fēng)的竄入和窯內(nèi)熱氣流逸出,從而保證窯內(nèi)壓力和溫度的穩(wěn)定? e?排煙段?預(yù)熱段——設(shè)置頂吹風(fēng)裝置,由布置在頂部的若干吹風(fēng)管逆煙氣方向攪動氣流,可將斷面溫差控制在30℃以下,以縮短燒成周期?提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量,節(jié)約能耗? f?預(yù)燒段——設(shè)有15對自動點火燒咀,對該區(qū)的溫度進行自動補償,從而可克服該區(qū)域內(nèi)溫度梯度跨度不穩(wěn)定的現(xiàn)象?g?燒成段——設(shè)有30對等溫?zé)?成品字型交錯布置,采用空燃比例技術(shù)與PID儀表相結(jié)合的控制方式,靈活調(diào)節(jié)各組燒咀的工作狀況,達(dá)到最佳的燃燒效果,提高產(chǎn)品的檔次和節(jié)約能源? h?急冷段——設(shè)有30對密集的高速冷風(fēng)吹入管,運用變頻技術(shù)對急冷溫度進行自動控制,以有效地提高急冷效果? i?緩冷段——采用導(dǎo)熱快的堇青石板作為頂部間接急冷壁,使制品快速均勻冷卻,該部分余熱抽出可作為坯體干燥熱源?在該區(qū)域側(cè)墻上部布置密集的小孔徑的高速吹風(fēng)管,對制品進行進一步直接?均勻緩慢地冷卻? j?直冷段——采用直接吹風(fēng)方式,以達(dá)到進一步降低產(chǎn)品出窯溫度的目的,產(chǎn)品出窯溫度可控制在60℃以下? k?在窯尾設(shè)置的封閉氣幕既能對產(chǎn)品進行最終冷卻,又能保證窯內(nèi)整個系統(tǒng)的平衡? B?窯車 窯車金屬車架為輕型鋼焊接結(jié)構(gòu)?車襯為半承重型,車襯厚240mm,周圍有兩層輕質(zhì)莫來石堇青石質(zhì)圍磚,上層體積密度1270kg/m3,下層體積密度1100kg/.m3?兩層圍磚之間為縱橫排列的金字塔形凹凸咬合,不用耐火泥,砌合更換十分方便?圍磚以內(nèi)填以耐火纖維毯1800mm厚,底面有60mm輕質(zhì)蛭石澆注料?圍磚上表面鋪有50mm厚耐火纖維毯?菱形中空帶縫有莫來石堇青石質(zhì)立柱共20個,其中14個為短立柱用于圍磚上支撐,中部6個長立柱(435mm長)直接放置在金屬車架底盤上?立柱頂面都放有方形帽,帽上放置莫來石堇青石質(zhì)硅板?車襯平均體積密度為536kg/m3?? C?自動控制系統(tǒng) a?自動控制工藝根據(jù)工藝要求共設(shè)定了45個測點,其中溫度測點30點,其中燃燒室溫度18點,窯內(nèi)溫度12點,用熱電偶檢測,補償導(dǎo)線傳送信號。壓力12點,控制?檢測分別選用微差壓變送器(DBC110)和霍爾變送器(YSH1/3)煙氣含氧量1點,采用Z0113型智能氧化鋯分析儀檢測顯示,并送STD工控機。燃?xì)鉁囟葯z測1點。耗氣量1點在STD工控機中進行累積? 產(chǎn)品工藝要求窯的溫度?壓力分布,空氣過剩系數(shù)a的值的控制技術(shù)指標(biāo)為:爐溫 950℃1300℃。1~4燃燒室為給定值177。12℃。5~7燃燒室為給定值177。10℃。8~11燃燒室為給定值177。7℃。窯溫 燒成帶主偶度為目標(biāo)值177。4℃。窯壓 燒成帶兩端壓力為給定值的177。