煤矸石頁(yè)巖磚在隧道窯煅燒過(guò)程中,產(chǎn)生大量熱量。隧道窯建材企業(yè)的余熱利用除磚坯干燥(利用隧道窯100℃~200℃的余熱足夠干燥蒸發(fā)原料中的水分所需熱量;若直接利用隧道窯高品位余熱——排煙溫度450℃~800℃和產(chǎn)品冷卻溫度450℃~1050℃用于干燥,會(huì)導(dǎo)致干燥窯熱量過(guò)剩,降低余熱的利用價(jià)值,使隧道窯的能源浪費(fèi)轉(zhuǎn)移到干燥窯,干燥窯能源損失量大)以外,其他方式的余熱利用量很小,利用價(jià)值很低(如加熱浴室用熱水等),傳統(tǒng)的節(jié)能利用是將冷卻帶的熱風(fēng)引到烘干區(qū)對(duì)濕磚坯進(jìn)行烘干,這樣利用了一部分富余的熱量,對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排起到一定的作用。
但是在傳統(tǒng)的節(jié)能利用方式中,大部分高品質(zhì)的熱能未能有效利用,特別是隧道窯中高品質(zhì)的輻射能未能利用,隨著國(guó)家節(jié)能政策越來(lái)越完善,社會(huì)對(duì)節(jié)能要求越來(lái)越高的情況下,傳統(tǒng)的余熱利用已經(jīng)不能充分滿足要求,迫切需要更全面的余熱利用方案。這樣,在不影響隧道窯煅燒,不影響烘干的情況下,對(duì)隧道窯的富余熱量進(jìn)行利用發(fā)電,不但解決了窯爐的能源浪費(fèi),還能產(chǎn)生電能,為企業(yè)進(jìn)行增效,這將是隧道窯節(jié)能的最佳選擇:
截止到2015年底,我國(guó)煤炭系統(tǒng)共有煤矸石磚廠近12000家。除現(xiàn)已投產(chǎn)的煤矸石生產(chǎn)線以外,各地還將陸續(xù)新建一批煤矸石空心磚生產(chǎn)線,新建的制磚廠規(guī)模比較大,年產(chǎn)在6000萬(wàn)塊—16000萬(wàn)塊之間,普遍采用了隧道窯生產(chǎn)技術(shù)一最近十多年,政府加大了淘汰落后產(chǎn)能的力度,在鋼鐵、電力、冶金、化工、化肥、水泥等行業(yè)大規(guī)模的推廣先進(jìn)工'藝和技術(shù),淘汰中小規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè),使這些行業(yè)的能耗或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到或領(lǐng)先國(guó)際先進(jìn)水平。現(xiàn)在,政府又把磚瓦行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能工作提上了日程,將淘汰中小型輪窯等能耗高、自動(dòng)化程度低的燒結(jié)磚生產(chǎn)企業(yè),在全國(guó)范圍內(nèi)推廣大中型隧道窯制磚生產(chǎn)技術(shù),推動(dòng)磚瓦行業(yè)的節(jié)能減排工作,提高磚瓦行業(yè)的技術(shù)水平。大中型隧道窯的集中建成,將給余熱發(fā)電帶來(lái)可能。
隨著其他行業(yè)余熱發(fā)電政策及技術(shù)的成功推廣,在磚瓦隧道窯余熱利用方面,我國(guó)政府相應(yīng)的扶持政策必將會(huì)出臺(tái),同時(shí)相應(yīng)的技術(shù)法規(guī)必將會(huì)向余熱發(fā)電技術(shù)方面調(diào)整,如可能將余熱發(fā)電列入燒結(jié)磚瓦廠設(shè)計(jì)規(guī)范和燒結(jié)磚瓦廠節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范。余熱發(fā)電技術(shù)在全球制磚行業(yè)是比較超前的,這一技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)帶動(dòng)全球制磚行業(yè)的節(jié)能減排,對(duì)全球環(huán)境和減排做出貢獻(xiàn)。
余熱發(fā)電的技術(shù)運(yùn)用
隧道窯余熱發(fā)電技術(shù)正是依據(jù)高品位余熱開(kāi)發(fā)的高效節(jié)能技術(shù),其基本原理和設(shè)計(jì)思路:
在急冷段安裝換熱裝置,主要吸收450℃以上的高品位熱量,而對(duì)450℃以下的熱量則用于磚坯干燥,這樣既不影響生產(chǎn)現(xiàn)狀,也可避免高品位能量的降級(jí)利用問(wèn)題。
安裝余熱鍋爐換熱裝置后,冷卻段將形成一個(gè)比較穩(wěn)定的溫度場(chǎng),其溫度的高低主要取決于鍋爐壓力和磚行進(jìn)速度,并沿磚行進(jìn)方向形成一個(gè)穩(wěn)定的溫降曲線。此外,采用抽風(fēng)冷卻還會(huì)把高品位的能量降低等級(jí)后才能通過(guò)風(fēng)機(jī)送到干燥窯利用,不利于余熱的高效利用。
通過(guò)余熱鍋爐把高品位熱量用來(lái)生產(chǎn)高效益的電能,而對(duì)450℃以下較低品位的熱量再用于磚坯預(yù)熱、十燥,實(shí)現(xiàn)余熱的梯級(jí)利用,有效地利用好余熱。再經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生1.3MPa~2.5MPa、300℃~400℃過(guò)熱蒸汽后再通過(guò)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。選用凝汽式或低溫余熱汽輪發(fā)電機(jī)組,汽輪機(jī)排出的乏汽進(jìn)入冷凝器轉(zhuǎn)化為凝結(jié)水,通過(guò)凝結(jié)水泵返回鍋爐循環(huán)使用。發(fā)電機(jī)組輸出電壓為400V或10kV.并入廠區(qū)內(nèi)部400V或10kV電網(wǎng)運(yùn)行。系統(tǒng)內(nèi)分別設(shè)置溫度、壓力、水位、流量等熱工儀表,以及高限和低限聲光報(bào)警和自動(dòng)控制調(diào)節(jié)設(shè)備,對(duì)設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行收集。并將信號(hào)傳輸至集控中心(人機(jī)界面)處理,實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)余熱發(fā)電裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)視控制。