余热发电技术和发电装置，在国内是从“八五”时期开始进行系统研制开发的，经过十多年的开发、研究和若干实际工程投产运行，余热发电技术和国产化设备都以成熟可靠，总体上的技术水平已经赶上国际先进工业国家。国家也把利用余热发电作为节能降耗，实现循环发展的重要措施之一，给予了大力的支持和发展，使我国的余热发电技术应用领域不断扩大。

 根据国家发展改革委节能中长期专项规划精神，在“十二五”期间，隧道窑余热利用时建材行业重点推广的技术。由于过内对煤矸石烧结制砖行业隧道窑余热利用技术的研究起步较晚，余热利用率较低，除企业把部分余热用于砖坯烘干外，大部分企业是把隧道窑高品位高温烟气热量（温度450℃~800℃）和产品冷却带热量（温度200℃~1000℃）直接废气，从而造成大量的能源浪费和热源污染。

按照国家节能减排发展循环经济的政策要求，近几年煤矸石烧结制砖行业为了贯彻国家政策降低制砖成本，对隧道窑余热发电进行了大量的技术探讨和试验，取得了不少成效和经验。

1  煤矸石烧结砖隧道窑余热利用发电仍属探索试验过程

从2008年开始国内首条隧道窑余热发电在某建材公司进行技术探讨，到2009年试验成功引起了同行们的关注，至今国内已有数条煤矸石烧结制砖隧道窑余热发电项目在设计安装盒试验运行，根据对有关试验情况的了解，各厂的情况和试验方法都有所不同，可以看出煤矸石烧结砖隧道窑余热发电的技术方案有以下几方面的特点：①大多数试验项目都集中在6.9m以上的隧道窑上；②在原有隧道窑上进行改造和安装；③新建隧道窑从设计中就将余热发电所用换热装置设计到窑炉上；④隧道窑余热发电所用换热装置对制砖工艺有不同程度的影响；⑤隧道窑制砖有关专家对从窑顶取热进行发电还有不同看法，而且这一工艺的探讨缺少有关热工专家的参与和研究；⑥目前采用的螺杆动力机与汽轮机发电机现状有所不同，各有优劣；⑦对余热量的利用和发电量的期望值之间尚缺乏理论方面的支持而且有以下几方面的误区：一是提高制砖用料的发热量可否提高发电量；二是高硫煤矸石制砖余热发电的成本代价；三是隧道窑保温性能与隧道窑结构改进对余热发电的影响；四是黏土与煤矸石混合料制砖余热回收可否用来发电。

2  隧道窑余热回收与余热发电应遵循的原则

首先隧道窑是用来烧结制砖的，不是用来发电的，余热回收应在砖产量和质量得到保证的前提下进行。

煤矸石制砖隧道窑余热发电应以消化废弃煤矸石为出发点，用可以发现的煤掺合内燃制砖回收余热发电不是不可以，但要计算发电成本。购买煤矸石远距离运输用来制砖的厂家更要计算投资与发电利润之间的投入与产出比及投资回收期多长。

尽可能采用低温低压回收热源用来发电，要投资一套确实可行的安保设施，在换热装置（锅炉）发生故障时能给予妥善处理。

预热段换热要谨慎，在预热段安装换热器会造成预热段冷凝水、酸液对设备和砖坯产生不可估量的损坏。

3  换热装置的安装位置和换热量对窑炉运行和烧砖的影响

目前6.9m隧道窑的余热回收装置基本安装在焙烧段的尾部和冷却段的前部，即22~25号车位之间，而且一旦安装就不可再挪动，而焙烧段会因为进车速度、原料发热量、大气温度、风量调整的变化而产生漂移，既行业中所说的“火头飘移”。这种飘移对换热器的产气量会产生很大的影响。

以汽轮机发电为例，火头前移会使砖坯未烧成即开始冷却，而蒸汽会因此而过压外溢；而火头后移，会使产气量大大下降，影响汽轮机的正常运转。同时，为了确保一定的蒸汽动力，焙烧段安装了过热器，这会使已烧成的砖坯无法完成正常的冷却固化（产生急骤相变）而影响砖的强度。所以，过饱和蒸汽用汽轮机发电可以提高发电量，但造成对砖质量的影响是显而易见的。

4  制砖用原料改变对余热发电的影响

隧道窑余热发电能更多的消化煤矸石毋庸置疑的，于是有人说在产煤区有大量废弃的热值较高的煤矸石，大幅度提高制砖用料的发热量就可产生更多的余热电量，甚至设想砖厂余热的发电量可满足砖厂的全部用电量，但这毕竟只是设想，我们不可能把窑炉变成锅炉，锅炉可以让温度更高，用高热值的燃料可以实现更高的温度，可以产生更多的蒸汽发出更多的电。但隧道窑毕竟不是锅炉，用含Al₂O₃较低的黏土和煤矸石制砖时，烧结温度不能超过900℃~950℃；采用Al₂O₃含量在20%以上的煤矸石和页岩制砖时，烧结温度约在1100 ℃，而隧道窑提高砖坯发热量如不产生更高的温度，只会烧出黑心砖，产生不了所想要的蒸汽量。所以，用黏土和煤矸石混合料制砖不可能产生更高的温度，而热量有限，其发电量也是有限的。

5  隧道窑结构对余热发电的影响 

隧道窑的结构是为了更快、更好、更省的烧砖而设计的，如要进行余热发电也首先要在确保烧砖的质量和产量的前提下，对窑炉进行适当的改进。

换热装置安装部位要太高窑顶，并适合换热器的采热和窑车的行进。

冷却段抽取热风供干燥窑已显不足，必须从排烟热气中抽取部分热量作为补充，使干燥窑温度达到120℃以上。

窑炉的密封保温要进一步改善，其中，窑顶保温密封必须采用更好的硅酸铝纤维板吊顶，窑墙耐火砖的灰缝也应在2mm以下，外墙尽可能使用多孔砖，灰缝不能超过3mm，窑炉正常运行后窑顶不能有热气蒸入，高温段窑墙用手贴上去不烫手。

隧道窑余热发电装置安装的前提是要保证进车量，而进车量的控制涉及产品销路、堆放场地及码坯、卸砖作业的正常，所以，在保证产品销路和机械化码坯、机械化卸砖的前提下安装余热发电装置时最可靠的。

6  煤矸石烧结砖隧道窑的余热回收方案

断面4m以下隧道窑余热回收不一定非要发电，因为断面小的隧道窑进砖量（类似于锅炉的燃料量）有限，单条窑时不适合搞余热发电的，而数条窑或连体窑会涉及换热器（及余热锅炉）投资过大，回收投资难度增加了困难，所以4m以下隧道窑余热回收可采用回收蒸汽或热水的方式进行，某建材公司三条3m连体隧道窑，安装换热器换取的蒸汽可供煤矿全矿职工的冬季取暖、夏季空调以及职工全年的热水洗澡。有条件的厂家可以参考。

总之，煤矸石烧结砖隧道窑的余热回收机余热发电在制砖行业刚刚开始，还有很多问题等待我们去探讨。人类在前进，文明在发展，让我们携起手来在节能减排、发展循环经济的舞台上各显身手，共同发展！

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