窯爐技術(shù)問題的解析！

隨著陶瓷工業(yè)生產(chǎn)的向前發(fā)展，窯爐建修量的增大，對窯爐施工在技術(shù)和效果上將提出更高的要求，促使施工技術(shù)的提高和改進。當(dāng)然施工技術(shù)的發(fā)展有賴于窯爐設(shè)計，耐火材料和施工設(shè)備的進步。

　　1、從近期初級階段看：適當(dāng)?shù)氖勾u大型化，這樣可減少灰縫，增加整體強度，提高腳筑效率；逐步的增加散狀耐火材料（如耐火混凝土）的應(yīng)用，這樣可以實現(xiàn)機械化代替手工，加快施工進度，隨著散狀耐火材料生產(chǎn)技術(shù)的進步、質(zhì)量的提高，擴大其使用范圍；結(jié)合實際情況推廣應(yīng)用其它部門的施工方法和工具備，象運料的傳送帶，用泵輸送火泥，切磚用金剛石切割機等，以便減輕勞動強度，提高工作效率。

        2、從遠期高級階段看：隨著耐火料和高級隔熱材料的發(fā)展，窯體砌筑也象建筑業(yè)上將古老的秦磚漢瓦改為工廠成批生產(chǎn)的予制構(gòu)件所替代那樣；象建造摩天大樓實現(xiàn)搭積木似的迅速建成那樣，窯爐（特別是隧道窯之類）砌筑改為予制裝配式的施工方法，使窯爐砌筑實現(xiàn)機化、產(chǎn)品化，從而大幅度降低成本，提質(zhì)量。因此這就要求窯體逐步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。

現(xiàn)代陶瓷窯爐燃料的選擇

　　由于環(huán)境保護的需要，現(xiàn)代陶瓷窯爐在選擇燃料方面應(yīng)著重考慮用清潔燃料。

　　清潔燃料包括：柴油、煤油、天然氣、液化石油氣。焦?fàn)t煤氣、水煤氣及發(fā)生爐冷煤氣。

　　1、柴油及煤油

　　A、柴油用作清潔燃料其優(yōu)點是：運輸及貯存比較簡便，設(shè)備投資少，熱值高而穩(wěn)定，粘度較小，較易霧化，發(fā)熱溫度高達2080~2100℃。

　　缺點是：價格高，凝點較高的柴油在較冷的環(huán)境中使用時需要加熱。在選用柴油時應(yīng)注意其含硫量，如含硫量過高，將會影響陶瓷產(chǎn)品品質(zhì)并腐蝕設(shè)備及管道、污染環(huán)境。

　　B、煤油用作清潔燃料其優(yōu)點是：低位熱值比輕柴油稍高約42.8~43.5MJ/kg。它是清潔燃料中的上品，不凝固，粘度比輕柴油更小，更易霧化。 

　　缺點是：閃點不低于40℃，否則使用不安全，另外價格太高。

　　2、天然氣及液化石油氣

　　A、天然氣作為燃料其燃燒特性如下：

　?。?）因其主要成分為甲烷，所以燃燒特性取決于甲烷。甲烷與空氣混合物的著火濃度范圍很窄，在5%~15%。因此，在燃燒過程中對缺氧很敏感，同時也減少了回火的危險性。

　　（2）甲烷的火焰?zhèn)鞑ニ俣群苄?。其常溫、常壓下可見火焰?zhèn)鞑ニ俣炔坏?.0m/s。因而燃燒較為緩慢。天燃氣屬于低火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊娜細?。比較容易發(fā)生脫水。

　?。?）天燃氣的發(fā)熱溫度約2000~2040℃，對于各種陶瓷產(chǎn)品幾乎都可滿足要求的燒成溫度，即使用常溫空氣。 

　?。?）天燃氣與空氣混合良好時其火焰黑度很小，為液化石油氣的二分之一弱，比液體燃料的黑度更低得多。然而對于現(xiàn)代陶瓷窯爐來說，火焰輻射傳熱不占重要地位。一般都使用高速燒嘴，為無焰燃燒，幾乎沒有火焰。

　　（5）天燃氣的理論空氣量大，約為7.8~11.2Nm3/Nm3，因此對燒嘴混合性能要求高，也就是說1Nm3，天然氣要能很好地與多于7.8~11.2Nm3的空氣混合。

　　（6）天燃氣的碳/氫質(zhì)量比（3.0~3.2）比液體燃料（6.0~7.4）或固體燃料（10~30）低得多。因此燃燒產(chǎn)物中含H2O較多。

　　B、液化石油氣作為燃料有如下幾個特點：

　?。?）熱值很高，是氣體燃料中高的。

　?。?）理論空氣量高達24~30Nm3/Nm3，因此，助燃空氣與之混合完全比天燃氣更為困難?？梢杂每諝饣驘煔庀葲_稀液化石油氣，然后使用。但用空氣稀釋時，不得在著火濃度范圍內(nèi)以防爆炸。通常規(guī)定液化石油氣體積濃度必須高于著火濃度范圍上限的1.5倍。

　?。?）火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?，燃燒緩慢，但較天燃氣快一些。

　?。?）純凈。一般含硫少，是燒制高檔陶瓷產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)燃料。

　?。?）密度較大，約為同溫度及壓力下的空氣的1.5~2.0倍，泄漏時往下沉，易與空氣混合達到著火濃度范圍內(nèi)，遇火發(fā)生爆炸。 

　?。?）一般液化石油氣蒸氣壓較高。在37.8℃時約為0.9~1.5Mpa。這作為氣體燃料是有利的。但在使用中必須要求氣化站減壓閥良好，以保證安全。

　　3、焦?fàn)t煤氣、水煤氣及發(fā)生爐煤氣

　　焦?fàn)t煤氣、水煤氣及發(fā)生爐煤氣這些人造氣體燃料是由煤炭氣化制成，又統(tǒng)稱為煤制氣。

　　A、焦?fàn)t煤氣

　　焦?fàn)t煤氣的平均組成為：

　　H2 46%~61% CO 4.0%~8.5% CH4 21%~30% CmHn 1.5%~3.0%

　　CO2 1.0%~4.0% N2 3.6%~26% O2 0.3%~1.7%

　　干煤氣的低熱值為13.2~19.2MJ/Nm3，屬于中熱值燃氣，其發(fā)熱溫度高約為2100~2130℃。由于含氫高，故火焰?zhèn)鞑ニ俣缺忍烊粴夂鸵夯蜌獯?，其常溫、常壓下火焰?zhèn)鞑ニ俣燃s為1.5m/s。焦?fàn)t煤氣的著火范圍也較大，下限約為6%，上限約為31%。焦?fàn)t煤氣能夠滿足現(xiàn)代陶瓷窯爐各種燒成溫度的要求，而且燃燒快，不易脫水，但回火的爆炸危險較大一些。

　　B、水煤氣

　　水煤氣是將水蒸氣與赤熱焦炭中的碳產(chǎn)生下列反應(yīng)而生成的燃氣

　　H2O C=CO H2 2H2O C=CO2 2H2 

　　生成的CO、CO2又產(chǎn)生下列反應(yīng) 

　　CO H2O=CO2 H2 CO2 C=2CO

　　由反應(yīng)式可以看出，水蒸氣被碳還原后生成的CO和H2的分子數(shù)是相等的，因此，水煤氣的理論組成是：CO 50% ，H2 50%，理論低熱值是11.78MJ/Nm3，水煤氣也屬中熱值燃氣，其發(fā)熱溫度高達2200℃左右。

　　C、發(fā)生爐煤氣 

　　我國在現(xiàn)階段，常壓固定床發(fā)生爐冷煤氣很適合陶瓷窯爐使用，因為這種煤制氣雖然屬于低熱值燃氣，但對于一般燒成溫度不太高的陶瓷產(chǎn)品燒成，還是完全能夠滿足的。

　　常壓固定床發(fā)生爐煤氣屬于低熱值燃氣，冷煤氣熱值一般在4.49~7.62MJ/Nm3范圍內(nèi)，其發(fā)熱溫度為1650℃~1750℃，如果取空氣系數(shù)為1.10，高溫系數(shù)取0.83，則可得到助燃空氣溫度與實際燃燒溫度之間的關(guān)系，對燒成溫度為1280℃的陶瓷產(chǎn)品來說，實際燃燒溫度約高于燒成溫度50~100℃，約為1350℃，當(dāng)使用熱值為5.70MJ/Nm3的冷煤氣，助燃空氣只需要常溫即可。如燒成溫度1300~1350℃，實際燃燒溫度需要達到約1400℃，則助燃空氣溫度需要200℃左右，這對于一般隧道窯，輥道窯及帶有換熱器的間歇窯爐是不難做到的。對于燒成溫度較低的1100~1200℃陶瓷產(chǎn)品，更可以使用發(fā)生爐煤氣。