最新烧结砖厂的技术节能

•烧结砖厂的技术节能•1. 概述建材工业是国民经济的重要原材料工业，属典型的资源依赖型工业。

我国是目前全球最大的建材生产和消费国，建材工业的年能耗总量位居我国各工业部门的第三位。

建材工业一方面大量消耗能源，同时又潜含着巨大的节能空间；在生产过程中既污染着环境，却又是全国消纳固体废弃物总量最多、为保护环境做出了重要贡献的产业。

我国砖瓦工业的产能约1万亿块（折烧结普通砖），实际产量约8500亿块（折烧结普通砖）。

如果按每kg成品耗热1600kJ（含干燥及焙烧）计算，全行业年消耗热量约8200万吨标煤（产品孔洞率平均按30%计），考虑到约有三分之一的热量来自煤矸石、粉煤灰等含能工业废渣，每年耗热折标煤仍达5700万吨，约占全国煤耗的1.8%。

砖瓦厂电耗贯穿于整个工艺过程，依破碎、陈化、成型、切码运、运转、热工系统设备选型不同，每万块成品电耗在350~650度，每年砖瓦工业耗电约400亿度。

由于全国绝大多数地区已将工业废渣作为焙烧的部分或全部燃料，因此，节煤的主要方向将转化为技术节能以及产品的转型节能。

随着烧结砖瓦工业技术水平和生产率的提高，国家产业政策的陆续出台，节能执法力度的加强，煤耗会有一个快速的下降，然后进入平台期；而电耗会有一个持续的增长，只有更先进的工艺、更高效的设备、更节能的电气才会有效地降低电耗。

本文仅对烧结砖厂在技术节能的措施方面给出一些讨论，希望引起业内的重视。

2. 用能标准和节能规范我国政府历来都非常重视能源的使用以及节能工作，颁布了一系列的能源政策以及节能的法律法规。

涉及到烧结砖瓦工厂的能源使用的法律法规有：1)、《中华人民共和国节约能源法》2007年10月28日修订；2)、《中华人民共和国清洁生产促进法》2002年6月29日通过；3)、《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998；4)、《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-1993；5)、《工业炉窑保温技术通则》GB/T16618-1996；6)、《设备及管道保温保冷技术通则》GB/T11790-1996；7)、《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-1997；8)、《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008；9)、《余热利用设备设计管理规定》YB9071-1992；10)、《节电措施经济效益计算与评价》GB/T13471-1992；11)、《综合能耗计算通则》GB/T 2589—2008；12)、《烧结砖瓦工厂设计规范》GB50701—2011；13)、《烧结砖瓦工厂节能设计规范》GB50528—2009；14)、《烧结砖瓦单位产品能源消耗限额》GBxxxxx—20xx；3. 节能措施3. 1．工艺系统节能3. 1.1. 原材料选择在建设烧结砖厂伊始，就应该对所用原材料进行较为详细的矿物学成分鉴别，确定其烧结特性以及一系列的工艺特征（如加工处理、成型、干燥等）。

对烧成温度特别高的原材料，如含铝量过高的煤矸石或页岩原材料（一般情况下其三氧化二铝含量不超过23%），最好搭配烧结温度较低的黏土或其他原材料来进行调配，降低其烧成温度。

对采集的原材料进行适当地混合处理或风化、陈化，增加塑化剂和助熔剂提高其成型性能、改善其干燥和焙烧性能，也是节能的有效措施。

3. 1.2. 工艺系统工艺系统节能主要体现在优化工艺过程，即对不同的原料结合产品规格和产量采取合理有效的工艺流程和设备选型。

大型现代化砖瓦厂主要由以下系统组成：原料制备（破碎、筛分、均化、陈化）、成型（搅拌挤出机或圆盘筛式喂料机、挤出机）、编运系统（切条机、切坯机、编组台、码坯机或机械手）、窑车运转系统（步进机、牵引机、摆渡车）、热工系统（干燥室、燃气及输配系统、窑炉、卸垛或打包机）、自动化系统（自动配料系统、自动化运转系统、热工监测系统、中央监控系统）。

原料制备及成型系统集中了全线绝大部分大功率设备，电耗占全厂用量的60%左右；热工系统的所有送热、排潮、排烟、冷却风机虽装机容量不大但由于24小时连续运行，大约消耗了全厂用电的30%左右。

生产用煤全部为窑炉（含干燥）消耗。

因此上述三个系统是全厂节能的基础和关键。

原料制备的电耗集中在破碎工段，主要耗电设备是颚式破碎机、锤式破碎机、粗碎对辊机、高速细碎对辊机。

破碎工艺及设备选型是系统能否节电的前提。

针对不同原料应有相应的处理设备，如对干、硬物料（煤矸石、页岩）：采用颚式破碎机→锤式破碎机→滚动筛→双轴搅拌机；湿软物料（黏土、黏土+粉煤灰）：采用粗碎对辊机→细碎对辊机→双轴搅拌机。

在满足物料细度要求和所有设备产量匹配的前提下，尽量采用装机容量小、可靠性好、运行稳定的设备。

总而言之，只有系统设备达到最佳能效组合，加工过程才能快速有效进行。

成型工段主要耗电设备是搅拌挤出机（或圆盘筛式喂料机）及挤出机。

实践证明经搅拌挤出机或圆盘筛式喂料机可以给陈化后的物料补水、强力搅拌、压缩等进行精细处理，可以使挤出机的压力、真空度得到快速提升，进而保证成型的质量、产量。

切条机、切坯机虽然其功率合计在2.2~20千瓦不等，但是采用精准切割机可以将挤出泥条的利用率提高10%以上，也可以说成型系统节电至少10%。

成型工段也是砖厂故障率最高的工段，原料及产品变更导致机口调整或更换，机械或电气故障、停电甚至雨雪天气都会影响到有效开机。

能否连续化生产、降低停机时间是成型工段节电的标志。

对于低塑性的物料或在冬春季节，给搅拌挤出机和挤出机通入蒸汽对物料进行处理，可以将其潜在的塑性和结合能力充分发挥出来，也有利于缩短干燥周期，提高干燥质量、降低干燥能耗。

3. 1.3. 动力配置从电气专业的角度来讲，烧结砖瓦行业三相异步电动机为最主要的电耗来源。

目前全世界的50%以上电能来被三相异步电动机消耗，中国则占到60%~70%，砖瓦行业的使用比例则更高。

砖瓦企业想要在减少电耗的方向上下功夫，三相异步电动机的合理应用是核心问题之一1）电机的合理选型对于功率较大，占据全厂总耗电较大比例的电机，应注意合理的功率选型。

如果功率选型过大，电机长期处于轻载, 则消耗的无功功率比例相应增大, 用电效率相应降低，造成电能的极大浪费，同时也可能面临供电部门低功率因数的额外收费。

同样对于三相异步电机的选择，尤其是对于功率较大的电机，应避免为降低投资，购入低能效产品，而应更多考虑质量较好、铜耗较低、效率较高、性价比较高的一些国产优质品牌，长期使用也会节省可观的用电费用。

2）电机的合理使用此外，我们还应当从工艺角度和工厂运行管理制度下手，尽量避免大功率电机频繁的负荷剧烈升降和长时间的空载运行。

因为每当电机满足瞬时的高转矩要求后，都会较长时间处于相对轻负载运行状态，造成一段时间内电机绕组磁饱和、电机效率较低。

另外，大功率电机的不必要的长时间空载运行，也会造成电能的浪费。

3）节电设备的应用结合我国烧结砖瓦行业现状，目前应使用其它行业已较为广泛应用、技术成熟、性价比高的节电设备，同时注意将其合适的设备匹配。

例如，由于气候、工作制度、市场等因素的影响，生产线产量会有较大起伏，热工系统的风机电机可能既需要长时间接近额定功率的高负载运行，又需要长时间处于较低负载运行，这种情况最好采用变频器这类变频调速设备。

3. 1.4. 减少不必要的“过度加工”根据原料的硬度、含水率及物料平衡要求配置破碎筛分设备即破碎机达到设计的颗粒级配，筛分设备的孔径及筛分效率满足设计产量，使筛余量始终保持在较低水平，真正做到高效破碎，及时筛分，避免了筛上料积蓄。

在杂质过多时可将闭环破碎改为开环破碎——废弃筛上料，还可以避免低效破碎产生的配比失衡。

个别选用摆式磨粉机的生产线可能由于物料含水率过高，加之配套风机的风压或风量偏小，分析级安装过高致使细粉在破碎腔内滞留甚至固结，磨机产量急剧下降。

砖瓦原料的粗、中、细颗粒并不是细料越多越好。

物料中细粉过多，会导致坯体变形大，干燥收缩大、缺陷多，烧后制品尺寸公差超标，强度低。

所以根据原料、产品、效率及能耗应该建立“经济破碎粒度”的概念。

3. 1.5. 提高单条生产线产能我国的砖厂单线规模普遍偏小，工艺水平差异较大，但是工艺相近的砖厂随着产量增加单位能耗有所下降。

以同等装备水平的煤矸石烧结砖厂为例：年产3000万块以下电耗约650kWh /万块，热耗约1700kJ/kg成品；年产4000~6000万块电耗约600kWh /万块，热耗约1600 kJ /kg成品；年产8000~12000万块电耗约550kWh /万块，热耗约1400kJ/kg成品。

3. 2．新型设备节能近年来砖瓦行业鲜有新型节能工艺及装备的出现，原因有以下几点；1）工艺技术标准不健全，产品标准单一；只有专用机械设备而无标准设备，即便是同一规格设备每个生产单位的安装图也不统一，有些厂家甚至不提供详细的安装图；图纸的不统一导致了工程图的延迟，而且一旦更换其他厂家的设备就得重新改造甚至重新施工设备基础；有些设备厂家不在机械结构、关键材料和加工工艺上下功夫，只是单纯地加大功率以适应所有的原料和产品。

不考虑砖厂因动力加大而带来的电力成本是砖瓦机械普遍存在的问题；2）与其它非烧结墙体材料工厂比较，砖瓦厂工艺复杂、投资大、产品售价总体偏低，大部分投资者仍缺乏稳定而较高的收益，从而抑制了其采用先进工艺、配备高端设备上大规模生产线的积极性；3）在欧美，烧结黏土制品从来都是跨区域销售且是价值不菲的“奢侈品”，从业者也有很高的地位；而在我国，砖瓦一直是地位“低下”的地方建材，往往被人蔑视，甚至成为低端产业的代名词。

在欧洲，烧结砖瓦行业有自己的一系列完整的原材料评价（矿物.成分、工艺特征、干燥特性、烧结性能等）体系、有着完备的工艺评价体系、有着成熟的热工系统考核方法，更有着先进的机械设备制造商，而且制造水平堪与航空、电子工业相媲美。

甚至可以说：每一个砖厂就像是一个研究所，每一个机械厂就是一个设计院。

在我国，砖瓦工业最早进入市场，由于缺乏政策的强力扶持与严管，不管是机械还是砖瓦产品，鱼龙混杂，良莠不齐。

由于缺乏原创性的研究和集成创新，没有借鉴其他行业的先进技术，大部分设备为相互克隆的产品，水平低下的机械设备与窑炉无情地吞噬着昂贵的电力和宝贵的煤炭资源。

当然，近十年来国家墙改力度的加大，国产引进型设备的广泛采用，房地产业的高速发展刺激和促进了墙体材料工业的技术进步和砖价的上涨，投资烧结砖瓦有了一定的利润空间；一些新技术和新装备在一些大型项目（多在地位不同的煤炭、电力行业）中得到应用并取得了一些成效。

对于提高劳动生产率、扩大产能、生产高端产品、促进行业的技术进步具有示范作用。

如在原料及其制备工段采用自动化配料系统；原料破粉碎工段采用大型粉磨系统（烘干立式磨粉机、烘干球磨机、摆式磨粉机）；陈化库采用桥式多斗挖土机；采用码坯机械手、自动码坯机、单层干燥自动化装卸载系统；采用成品卸垛机、打包机等。