近年來，我國建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)得到了空前發(fā)展，連續(xù)多年產(chǎn)量世界第一。然而，繁榮景象的背后還隱藏著很多問題，如建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的高能耗、高污染及高消耗等。工業(yè)窯爐是建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)耗能最大的設備，占總能耗的 60%~70%。然而，當前國內(nèi)陶瓷工業(yè)窯爐的熱效率僅為28%左右，而發(fā)達國家的窯爐可以達到 50%以上。由此可知，陶瓷工業(yè)窯爐的節(jié)能技術研究對進一步推動建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)綠色發(fā)展，縮小與發(fā)達國家節(jié)能技術的差距具有重要意義。針對當前國內(nèi)建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)高能耗、高污染、高消耗等問題，本文選定陶瓷工業(yè)窯爐為研究對象，以窯爐熱平衡體系為基礎，重點研究分析影響陶瓷工業(yè)窯爐能效的因素，如窯體結構、燃燒方式、燒成條件、能源供給和生產(chǎn)管理等，識別主要能效因子，為生產(chǎn)企業(yè)、節(jié)能監(jiān)察機構等提供科學、客觀的陶瓷工業(yè)窯爐節(jié)能技術支持，促進行業(yè)綠色健康發(fā)展。 

1 陶瓷工業(yè)窯爐節(jié)能因素分析 

影響陶瓷工業(yè)窯爐節(jié)能的主要因素包括耐火磚的選擇、窯爐結構、燃燒技術、余熱利用、空氣過剩系數(shù)及其他如自動化控制、輔助設施等。

1.1 耐火材料與窯爐節(jié)能 

窯爐材料的選擇在很大程度上影響窯爐的節(jié)能效果。陶瓷工業(yè)窯爐的主要構成材料是耐火材料，其主要用于窯車、窯具和窯墻。其中，窯墻應滿足相關標準要求如GB/T16618，且應具備優(yōu)異的保溫性、高溫穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性，如全耐火纖維或其他輕質(zhì)低蓄熱材料砌筑型，以耐火纖維代替重質(zhì)耐火磚，重量和蓄熱量均大幅降低，使得窯外壁溫度和散熱總能也有所下降，一定程度上能提高節(jié)能效果;窯車和窯具應具有輕量化、高強度、絕熱等特性，且應多層碼裝牢固、緊湊。 

1.2 窯爐結構 

窯爐結構對節(jié)能性能具有較大影響，窯爐斷面寬度增加，有利于減小空氣阻力，一定程度上有助于提高節(jié)能效果，但寬體窯，若無結構優(yōu)勢、無節(jié)能技術、調(diào)試不當、產(chǎn)品搭裝不合理，同樣不節(jié)能。此外，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)擋火板、擋火墻的組合型式，可以改變窯內(nèi)熱氣流分布，調(diào)控寬斷面窯內(nèi)截面溫差，有助于提高節(jié)能效果。 

根據(jù)窯爐燒成產(chǎn)品的不同，設計窯內(nèi)三帶長度比例，利用合理的分段能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效果的提升。如燒成衛(wèi)生瓷的隧道窯，適當減少預熱帶長度并加燒嘴以強制氣流攪動，可以提升窯爐節(jié)能效果。 

1.3 燃燒技術 

燃燒技術對窯爐節(jié)能效果同樣具有較大的影響，應采用低空氣系數(shù)的燃燒方式。燒成氧化氣氛的窯爐應采用富氧、助燃風加熱的燃燒方式，在該方式下隨著氧濃度的增加，煙氣量會下降，鼓風或引風量也下降，既節(jié)電又可減少煙氣帶走熱。梭式窯和隧道窯應采用脈沖燃燒技術，該技術可以使窯內(nèi)溫度變得均勻，減少窯內(nèi)上下的溫差，不但能縮短燒成周期，降低能耗，而且可以提高制品的燒成效果。燒嘴是窯爐燃燒系統(tǒng)的核心部件，應采用燃燒充分并且不易結渣的節(jié)能燒嘴。 

1.4 余熱利用 

余熱回收利用是實現(xiàn)窯爐節(jié)能的主要途徑之一，通過熱管換熱器將高溫煙氣回收用于助燃風加熱，不僅提高了燃料的燃燒效率，而且改善了爐內(nèi)熱工過程，實現(xiàn)窯爐節(jié)能效果的提升。此外，煙氣也可用于干燥工序，但直接將煙氣用于干燥，不符合環(huán)保相關要求。

1.5 空氣過剩系數(shù) 

空氣過剩系數(shù)的數(shù)值對窯爐節(jié)能效果具有一定程度的影響。目前，空氣過剩系數(shù)測量位置包括煙囪和窯內(nèi)燒成正壓區(qū)，在煙囪位置的測量相對簡便，但是干擾因素較多，如配風、漏風等，而在窯內(nèi)燒成正壓區(qū)測量尚未形成相關測試方法標準。 

1.6 其他 

影響窯爐節(jié)能效果的其他因素還包括自動化控制、輔助設備調(diào)控及產(chǎn)量節(jié)能等，如陶瓷工業(yè)窯爐應配置完備的自動化控制和電腦系統(tǒng)，實現(xiàn)加熱、燃燒、產(chǎn)品運輸?shù)冗^程自動控制;窯爐采用的風機、傳動裝置及其他重要機電設備宜采用變頻技術滿足相關節(jié)能標準，不得使用國家或有關部門發(fā)布的淘汰或禁止的裝備。 

2 展望 

隨著國內(nèi)環(huán)保政策的持續(xù)加嚴，各地方政府陸續(xù)出臺相應的節(jié)能減排措施如煤改氣等，建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)作為典型的高耗能、高排放行業(yè)勢必首當其沖。陶瓷工業(yè)窯爐的節(jié)能技術研究工作有助于提升陶瓷行業(yè)資源能源高效循環(huán)利用效率，以及清潔環(huán)保水平，提升我國陶瓷產(chǎn)品的國際競爭力，為企業(yè)轉型升級提供思路和方向，對實施“節(jié)能、減排和降耗”戰(zhàn)略以及發(fā)展“低碳經(jīng)濟”起到促進作用。