國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益凸顯，節(jié)能環(huán)保越來越被重視。在熱議之余，作為與陶瓷生產(chǎn)息息相關(guān)的上游設(shè)備———窯爐也逐漸加快了節(jié)能減排步伐。
寬體窯、節(jié)能噴槍、助燃風(fēng)系統(tǒng)等技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，雖然給窯爐節(jié)能帶來了諸多成效，陶瓷企業(yè)與窯爐設(shè)備之間存在的誤區(qū)也慢慢開始化解，但是受窯爐結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、技術(shù)系統(tǒng)、保溫材料的選擇和人為操作，受陶瓷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝、生產(chǎn)線、市場、企業(yè)實(shí)力等諸多因素的影響，導(dǎo)致節(jié)能窯爐在陶瓷廠的全面普及、推廣存在一定的難度。而是否真正被陶瓷企業(yè)所完全接受，窯爐企業(yè)仍面臨著很大的挑戰(zhàn)。
經(jīng)過多年的不斷改造、升級和發(fā)展，窯爐至今具有哪些先進(jìn)、創(chuàng)新的節(jié)能技術(shù)、特點(diǎn)?寬體窯作為熱門設(shè)備，其技術(shù)、特點(diǎn)是否適合于所有陶瓷企業(yè)?陶瓷企業(yè)對窯爐設(shè)備的選擇存在哪些誤區(qū)?窯爐設(shè)備未來的發(fā)展方向在哪里?本期專題，將對這些問題展開重點(diǎn)探討。
華信達(dá)蛋形窯爐
A.寬體窯成為熱門 但不是所有產(chǎn)品都適合
目前，窯爐節(jié)能減排創(chuàng)新主要體現(xiàn)在窯爐結(jié)構(gòu)及窯爐技術(shù)系統(tǒng)上面。
在窯爐結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上，作為陶瓷磚行業(yè)近幾年十分“火爆”的窯型—寬體輥道窯，通過加大窯爐內(nèi)寬，增加裝載密度和裝載量，窯體面積和窯爐內(nèi)空尺寸變化較少，整個(gè)散熱面積大幅減少，使產(chǎn)品單位能耗將大幅降低，受到陶瓷廠家追捧。
在2015廣州陶瓷工業(yè)展期間，科達(dá)潔能展出了3.85米超寬體窯爐以及2.85米寬體雙層輥道窯，在業(yè)內(nèi)引起關(guān)注。據(jù)陳水福表示，3.85米超寬體窯可燒5片600×600(mm)/排或4片800×800(mm)/排規(guī)格的瓷磚，而2.85米雙層輥道窯在上下兩個(gè)通道可同時(shí)獨(dú)立生產(chǎn)相同或不同的產(chǎn)品，在產(chǎn)能盡量擴(kuò)大的同時(shí)可節(jié)省占地面積，為陶瓷廠后續(xù)升級改造提供便利。同時(shí)，科達(dá)潔能寬體窯以50分鐘燒成周期計(jì)算，產(chǎn)品吸水率在0.05%以下，燒煤氣的能耗可以做到450大卡/公斤瓷以下，燒天然氣可以做到380大卡/公斤瓷，基本煤耗水平都可以控制在3.0-3.3(kg煤/㎡磚)左右。
同樣在2015廣州陶瓷工業(yè)展期間亮相的廣東摩德娜科技股份有限公司(以下簡稱“摩德娜”)也推出了3.85米寬體窯。據(jù)摩德娜商務(wù)總監(jiān)吳俊良介紹，目前推出的3.85米寬體窯，改善了傳動(dòng)系統(tǒng)及棍棒走磚問題，同時(shí)采用進(jìn)口保溫材料致使溫差不超過±2℃;另外，在熱交換區(qū)域做了一些特別的設(shè)計(jì)，跟以往窯爐相比降低能耗10%左右。
同時(shí)，意大利西蒂·貝恩特(siti B&T)集團(tuán)(以下簡稱西蒂·貝恩特集團(tuán))在2014年意大利里米尼展上展出了適用于大規(guī)格瓷磚生產(chǎn)的最新一代綠焰系列窯爐內(nèi)寬也達(dá)3.95m。那么，作為通過增加內(nèi)寬等一系列改進(jìn)措施達(dá)到節(jié)能目的寬體窯，是否越寬就越好?答案是否定的。實(shí)際上，比較流行的寬體窯雖然具有一定的優(yōu)勢，但并不是所有的陶瓷企業(yè)和產(chǎn)品都適用。
佛岡縣同慶陶瓷廠廠長朱明清表示，“對于行業(yè)內(nèi)比較熱門的寬體窯，因?yàn)楣局鳡I黑磚產(chǎn)品，由于產(chǎn)品的特殊性并不適合使用，所以就沒有嘗試。”
廣東嘉俊陶瓷有限公司副總經(jīng)理張國洲表示，目前來說，由于增加內(nèi)寬、增大產(chǎn)量后致使單位能耗大幅降低，寬體窯對于生產(chǎn)拋光磚具有更大的優(yōu)勢。“是否使用寬體窯，還要結(jié)合自身產(chǎn)品的生產(chǎn)特殊性來定。如果單純是為了降低能耗而影響到產(chǎn)品平整度和質(zhì)量的話，節(jié)能就沒有實(shí)際意義了。”對于生產(chǎn)全拋釉、滲花磚等產(chǎn)品來說，由于對平整度、質(zhì)量等較難控制，所以使用寬體窯并無優(yōu)勢。
B.助燃風(fēng)技術(shù)、節(jié)能噴槍 都是節(jié)能減排好招數(shù)
除了窯爐本身結(jié)構(gòu)外，當(dāng)前常見的熱門窯爐節(jié)能技術(shù)主要有廢熱、余熱的回收利用等。由于在窯爐燒成的過程中，除真正為制品所吸收的熱量以外，不少熱量被窯體、產(chǎn)品帶走，被窯爐排煙、冷卻抽熱等排掉了。有技術(shù)人士分析稱，“實(shí)際上能被吸收的15%都不到，其余有約40%的煙氣和30%的余熱，還有一些零星的熱量損失。”但也有其他陶瓷技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，制品吸收的熱量約為65%。
但不管技術(shù)人士觀點(diǎn)是否向左，可以肯定的是，將窯爐排放的煙氣廢熱回收和冷卻余熱全部有效利用起來，將達(dá)到明顯的節(jié)能減排效果。因此，得到眾多窯爐廠家的大力推廣及陶瓷廠商的青睞。而余熱回收利用技術(shù)的應(yīng)用首先帶來的是助燃風(fēng)加熱技術(shù)的大力運(yùn)用。
佛山市佳韻窯業(yè)技術(shù)有限公司(以下簡稱“佳韻窯業(yè)”)總經(jīng)理程昭華表示，“取決于助燃風(fēng)溫度的不同，目前使用助燃風(fēng)加熱技術(shù)，一般可以節(jié)能5%-15%左右。”拿單條生產(chǎn)線一天燒煤量60噸來舉例，使用助燃風(fēng)加熱技術(shù)之后，每天可節(jié)約用煤至少3噸以上，每年至少可為企業(yè)節(jié)約成本70.2萬元。
“如果使用煤氣燒成的輥道窯，熱效率較低，煙氣量相當(dāng)大，這時(shí)以煙氣作為主要熱源去干燥素坯，窯爐冷卻段余熱考慮助燃風(fēng)加熱是比較合適的。”科達(dá)潔能整線工程事業(yè)部技術(shù)部經(jīng)理黃英表示，以科達(dá)潔能寬體窯生產(chǎn)800×800(mm)拋釉磚，燒成周期約50分鐘舉例，助燃風(fēng)不加熱時(shí)煤耗約為3.45(kg煤/m2磚)，當(dāng)助燃風(fēng)加熱至200℃時(shí)，煤耗降至3.2(kg煤/m2磚)，可節(jié)約0.25(kg煤/m2磚)。假設(shè)某陶瓷廠日產(chǎn)拋釉磚60000平方米，則每天可節(jié)約15噸煤，以煤價(jià)800元/噸計(jì)，日降成本1.2萬元，年節(jié)約成本達(dá)360萬元以上。
除助燃風(fēng)系統(tǒng)以外，窯爐行業(yè)也有一些其它節(jié)能技術(shù)。比如靠技術(shù)創(chuàng)新和差異化競爭立足窯爐行業(yè)的佛山安然窯爐設(shè)備有限公司(以下簡稱“安然窯爐”)自行研制生產(chǎn)的“油/氣混合燃燒控制技術(shù)與裝備”，廣泛應(yīng)用于高溫、超高溫窯爐上。“在節(jié)能創(chuàng)新方面，采用天然氣和劣質(zhì)燃油雙燃料混合燃燒，解決了單用天然氣成本高和單用劣質(zhì)油燃燒不充分的問題。綜合能耗可降低20%—30%左右。”安然窯爐總工程師許世安說。
同時(shí)，“脈沖+比例燃燒方式比傳統(tǒng)燃燒方式可以節(jié)能10%以上。”許世安還介紹，安然窯爐目前主推的另一款配備脈沖+比例燃燒控制技術(shù)的寬斷面窯爐，廣泛應(yīng)用于寬3—6m的梭式窯、隧道窯、輥道窯上。在高速脈沖的作用下，窯內(nèi)熱氣流有規(guī)律地循環(huán)攪拌，使得對流、傳導(dǎo)、輻射三位一體，大幅度提高了窯內(nèi)傳熱效率和溫度、氣氛的均勻性，從而達(dá)到節(jié)能和提高生產(chǎn)效率的效果。
噴槍作為窯爐設(shè)備不可分割而又及其重要的一部分，節(jié)能噴槍的運(yùn)用也是助力窯爐降耗的一把利器。“使用優(yōu)質(zhì)節(jié)能噴槍以后，燃燒效率從之前的99%可達(dá)99.5%。”張國洲表示，由于通過改善噴槍的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使燃?xì)�、助燃風(fēng)更有效的均化，使得燃?xì)獾娜紵浞�，產(chǎn)生的熱能更大。雖然從數(shù)字上看效率只提高了0.5%，但拿單條窯爐月消耗600萬立方米煤氣來說，使用節(jié)能噴槍后，每月就可以節(jié)約大概30000立方米煤氣。同時(shí)，不僅可以節(jié)約助燃風(fēng)的使用，相應(yīng)減小風(fēng)機(jī)，還可以減少電耗。
而西蒂·貝恩特集團(tuán)在綠焰窯爐中配套引進(jìn)了新一代TITANIUM噴槍(已獲得專利技術(shù))。利用窯爐內(nèi)過量的氧氣，通過自主專利的煙氣循環(huán)流通系統(tǒng)，可以保證燃料的完全氧化，明顯降低一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物等有害氣體的排放量。安裝在現(xiàn)有窯爐上，每年可為企業(yè)減少能源成本達(dá)10萬歐元。
朱明清表示，其陶瓷廠每年都要更換100多個(gè)噴槍，還是希望從更換噴槍方面來達(dá)到節(jié)能的目的。“只要更換的噴槍比我們目前所使用的接近或者更節(jié)能，我們就能接受。”
C.窯爐怎么選，怎么用?陶企誤區(qū)多
寬體窯、助燃風(fēng)系統(tǒng)和節(jié)能噴槍等的使用給窯爐節(jié)能減排帶來了諸多成效，但窯爐作為一個(gè)整體配套裝備，節(jié)能與否，除了跟窯爐結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、技術(shù)系統(tǒng)有關(guān)外，還要受保溫材料的選擇和人為操作等因素的影響。所以依然存在很多問題不被陶瓷企業(yè)所接受。
作為與陶瓷行業(yè)息息相關(guān)的上游裝備企業(yè)，窯爐行業(yè)的節(jié)能發(fā)展至關(guān)重要，節(jié)能減排更是跟陶瓷廠家的經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤。寬體窯、節(jié)能噴槍、助燃風(fēng)加熱等節(jié)能技術(shù)被窯爐裝備企業(yè)大力推進(jìn)的同時(shí)，受陶瓷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝、生產(chǎn)線、市場的不同，導(dǎo)致在陶瓷廠的全面普及、推廣存在一定的難度。
對于陶瓷企業(yè)在選擇窯爐設(shè)備時(shí)容易產(chǎn)生的誤區(qū)，陳水福表示，因?yàn)橛行┛蛻羝孀非蟾G爐產(chǎn)量，而忽略了窯爐的能耗、電耗這些成本因素以及影響到磚坯質(zhì)量問題的生產(chǎn)穩(wěn)定性因素。實(shí)際上，當(dāng)陶瓷企業(yè)在更加注重控制生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，提升車間管理水平這些方面的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益，這在當(dāng)今陶瓷行業(yè)“產(chǎn)能過剩、利潤空間低、競爭激烈”新常態(tài)下尤為重要。
而佛山市南海艾米陶瓷機(jī)械工程有限公司(以下簡稱“艾米陶機(jī)”)副總經(jīng)理張友利向記者介紹，艾米陶機(jī)專門為適合薄板的燒成工藝特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的薄板窯爐，由于相對技術(shù)含量高，在國內(nèi)推廣、發(fā)展較為緩慢，目前主做出口。
由于除了窯爐本身的結(jié)構(gòu)、工藝、市場不同以外，窯爐的使用技巧及在生產(chǎn)管理中如何避免不必要的能源浪費(fèi)等人為因素也非常重要，而很多陶瓷企業(yè)對設(shè)備是不了解的。“我們在出方案時(shí)就會(huì)同步考慮到窯爐本身的設(shè)計(jì)，使用的材料、技巧，生產(chǎn)中如何管理等方面，‘設(shè)備型’企業(yè)是無法做到這些的。”程昭華介紹，相對于“設(shè)備型”公司來說，佳韻窯業(yè)更偏向于“技術(shù)型”，他們除了會(huì)針對性地提出具體方案外，也會(huì)對使用廠家進(jìn)行培訓(xùn)，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行及提供更具個(gè)性化的技術(shù)支持。
另外，由于一次性投入成本較高，導(dǎo)致很多中小陶瓷企業(yè)難以普及新型節(jié)能窯爐及技術(shù)。
“除非是新廠，在剛剛投入時(shí)可以選擇更加節(jié)能的窯爐設(shè)備，否則對于中小企業(yè)來說，如果投入和收益不成正比的話，一般很難接受。”朱明清表示，對于老工廠來說，只是在某些局部進(jìn)行一些改造或者更換。如果要想全面進(jìn)行節(jié)能升級改造，并非一時(shí)之事。
“雖然投資回收期較短(一般在1年左右)，但是需要一次性投入較高，所以很多中小陶瓷企業(yè)接受不了。”談及陶瓷企業(yè)對窯爐設(shè)備的誤區(qū)，許世安表示，主要是投資成本和企業(yè)的思想觀念問題。相對一些大型知名品牌陶瓷企業(yè)來說，很多中小企業(yè)難以承受一次性較大的投入。比如寬斷面輥道窯，在配置標(biāo)準(zhǔn)化的高速脈沖+比例燃燒控制系統(tǒng)后，燃燒控制系統(tǒng)的投資成本要在原來的基礎(chǔ)上增加30%—50%以上。之前在跟陶瓷行業(yè)客戶推介設(shè)備的時(shí)候，就遇到一些認(rèn)同節(jié)能設(shè)備但難以接受價(jià)格的企業(yè)。
西蒂貝恩特的雙層節(jié)能輥道窯2
D.未來方向：實(shí)用型、定制化、智能化
在當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)未見明顯好轉(zhuǎn)，瓷磚、窯爐等企業(yè)出現(xiàn)“產(chǎn)能過剩，競爭大，銷售疲軟”等新常態(tài)的環(huán)境下，如何消除陶瓷企業(yè)對窯爐設(shè)備的誤區(qū)，成為了當(dāng)前亟待解決的問題。
“在當(dāng)前產(chǎn)能過剩的情況下，未來發(fā)展實(shí)用性強(qiáng)、定制性窯爐是一個(gè)方向，而節(jié)能性是一個(gè)重點(diǎn)。”程昭華表示，因?yàn)椴煌母G爐有不同的技術(shù)及使用方法，而各陶瓷企業(yè)的產(chǎn)品及特點(diǎn)又不盡相同，所以可將如何節(jié)能放在窯爐設(shè)備的設(shè)計(jì)之初，通過耐火材料的選擇、搭配使用，窯爐內(nèi)空的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，新型噴槍和節(jié)能設(shè)備的使用，窯爐的配件選型，風(fēng)管路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列舉措，達(dá)到真正節(jié)能的目的;其次，根據(jù)不同企業(yè)的產(chǎn)品特性、工藝及生產(chǎn)情況，定制高效、可行型的窯爐配套設(shè)計(jì)方案，方可滿足不同陶瓷企業(yè)的需求。
“只要有效果，能給企業(yè)帶來真正的效益，我們是很愿意投入的。”談及節(jié)能窯爐的未來發(fā)展，朱明清建議，現(xiàn)在主要是由于政府沒有規(guī)范，如果能夠由政府出面設(shè)置諸如研究所之類的機(jī)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)備的研發(fā)、規(guī)范和推廣，再加以權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，整個(gè)窯爐行業(yè)才能步入健康、良性發(fā)展的快車道。
“目前，我們技術(shù)服務(wù)加上經(jīng)過節(jié)能升級之后的窯爐設(shè)備配套使用，能使企業(yè)大大提高生產(chǎn)效率，市場反響不錯(cuò)。”談及節(jié)能窯爐在陶瓷企業(yè)的應(yīng)用推廣，程昭華頗有信心的表示，由于公司成立之初是以窯爐技術(shù)服務(wù)為主，從技術(shù)服務(wù)到窯爐設(shè)備的配套改造，根據(jù)不同的企業(yè)，不同的產(chǎn)品品類，針對性設(shè)計(jì)具體可行性方案，因此相對以賣窯爐設(shè)備為主的企業(yè)而言，其更加受陶瓷廠歡迎。
隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，環(huán)保、節(jié)能、智能化已成為當(dāng)下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律。未來若要普及新型節(jié)能、環(huán)保及智能化窯爐，除了業(yè)內(nèi)優(yōu)勝劣汰，倒逼陶瓷企業(yè)主轉(zhuǎn)變觀念外，還需要政府、環(huán)保部門及行業(yè)協(xié)會(huì)的大力倡導(dǎo)與監(jiān)督，設(shè)備商的推廣，媒體的關(guān)注等多方面的共同努力。對此，許世安表示，如果要實(shí)現(xiàn)陶瓷行業(yè)尤其是墻地磚輥道窯的節(jié)能升級，靠某方面單打獨(dú)斗的技術(shù)是無濟(jì)于事的，必須整合網(wǎng)絡(luò)等多種交叉學(xué)科技術(shù)，對窯爐進(jìn)行綜合性升級改造。比如空間結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化、爐體選材的輕型絕熱化、燃燒過程比例的數(shù)字化、三大燒成制度動(dòng)態(tài)自平衡化、系統(tǒng)多變量運(yùn)行管理智能化以及余熱的高效回收利用等。“隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、燃燒、陶瓷工藝、自動(dòng)化等技術(shù)的快速發(fā)展和高度融合，未來的輥道窯也可實(shí)現(xiàn)無人操作車間。”許世安說。
窯爐企業(yè)和陶瓷企業(yè)若要真正并肩作戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展，不僅需要政府部門或者環(huán)保部門的大力監(jiān)管、規(guī)范，更需要將問題一分為二地看待，具體問題具體分析。為每一類陶瓷企業(yè)建立一套或者多套不同的可行性方案，窯爐企業(yè)更要朝著實(shí)用型、定制化、智能化方向發(fā)展。
