在国家产业政策的指引下,我国砖瓦工业在“十一五”期间加快了技术创新和产业结构调整的步伐,工艺、技术、装备、产品应用等都得到了快速发展。进入“十二五”以来,砖瓦行业产品产量增长趋于稳定,淘汰落后产能、推广先进步伐加快,大中城市中年产3000万以下的轮窑生产线逐步被淘汰,机械化、自动化、智能化生产逐渐成为砖瓦行业工业控制主流。随着我国墙材革新与建筑节能工作向纵深发展和国家对节能减排、建筑节能要求的提高,砖瓦行业面临的产业结构调整和转型升级的任务也将更加迫切,砖瓦行业进入了全民整合调整发展的新阶段。在这一发展过程中,激烈的市场竞争、日益提高的节能减排要求、新型节能墙材产品在推广中遇到的瓶颈以及砖瓦行业结构调整与转型升级缺乏新技术和政策扶持等多方面的严峻考验。
1 砖瓦工业面临转型升级到任务紧迫
1.1 节能减排形式任务加重
1.1.1 国家颁布节能低碳行动方案
2014年5月国务院办公厅以(国办发[2014]23号)文件下发了“国务院办公厅关于印发2014-2015年节能减排低碳发展行动方案的通知”,为确保我国全面完成“十二五”节能减排降碳目标,制定并出台了《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》。该行动方案包括大力推进产业结构调整,加快建设节能减排降碳工程,加快建设节能减排降碳工程,强化技术支撑,进一步加强政策扶持,积极推行市场化节能减排机制,加强监测预警和监督检查和落实目标责任。方案针对绿色建筑提出要求,积极“推进建筑节能降碳。深入开展绿色建筑行动,政府投资的公益性建筑、大型公共建筑以及各直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房全面执行绿色建筑标准。到2015年,城镇新建建筑绿色建筑标准执行率达到20%,新增绿色建筑3亿平方米,完成北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造3亿。平方米。以住宅为重点,以建筑工业化为核心,加大对建筑部品生产的扶持力度,推进建筑产业现代化。”绿色墙材是保障绿色建筑的重要一环,砖瓦行业有义务承担起这一社会责任,为绿色建筑提供新型节能的绿色墙体材料,节能砖的特性,决定其就是绿色墙材中的主流产品。
2014年2月9日,科技部、工业和信息化部以(国科发计[2014]45号)文件下发“科技部工业和信息化部关于印发2014-2015年节能减排科技专项行动的方案”方案以调整优化能源结构,缓解资源环境约束,应对全球气候变化制定了节能减排科技工作。方案对绿色建筑领域的重点任务提出要求:重点突破新型节能保温一体化结构体系、围护结构与通风遮阳建筑一体化产品、高强钢筋性能优化及生产技术研究、高效新型玻璃及门窗幕墙产业化技术、新型建筑供暖与空调设备系统、新型冷热量输配系统、可再生能源与建筑一体化利用技术、公共机构等建筑用能管理与节能优化技术、既有建筑节能和绿色化改造技术、建筑工业化设计生产与施工技术、建筑垃圾资源化循环利用技术。推广先进适用的节能减排技术、产品和装备。在重点行业推广节能减排技术示范工程,绿色建筑技术集成应用示范项目、太阳能光热技术与传统技术的结合推广项目。其中节能减排、绿色建筑、建筑节能等是砖瓦行业“十二五”期间的发展重点并将延续到下一个五年计划中。
1.1.2 《砖瓦工业大气污染物排放标准》颁布实施
2013年9月17日,由环保部和国家质检总局共同发布了《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB29620-2013)国家标准。该标准适用于生产烧结制品和非烧结制品的砖瓦工业企业的污染物排放管理。烧结制品以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料,非烧结制品以砂石、粉煤灰、石灰及水泥为主要原料。标准不适用于利用污泥、垃圾、其他工业尾矿等为原料的砖瓦生产过程。
《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB29620-2013)国家标准明确了了砖瓦生产过程中的大气污染物控制项目,即颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和氟化物共四项。明确规定现有企业自2014年1月1日—2016年6月30日(过渡期2.5年);现有企业自2016年7月1日起执行。
该标准明确规定:现有和新建企业边界大气污染物浓度限值(单位:mg/m3)为:二氧化硫为0.5,现行标准中没有限制;总悬浮颗粒物为1.0,现行标准中为5.0;氟化物为0.02,现行标准中没有限制。
砖瓦行业颗粒物控制。现源-首先从工艺控制开始,采取合理的改进措施如密闭、回收等,如仍不能达标排放,必须采用末端高效除尘设施;新源-直接上高效除尘或脱硫除尘一体化设施。适用除尘技术有湿式除尘、袋式或静电除尘。湿式除尘效率稍低,但有一定脱硫效果。电除尘效率高,>95%以上;袋式除尘对细粉尘捕集效率高,除尘效率可>99%。
2011年我国砖瓦企业平均产量1400万块,与国际上砖瓦企业平均8000万块年产量相比差距依然很大。如落后轮窑无论规模大小,其无组织排放都难以避免。近几年,离利用城市污泥和垃圾等有害废物制砖正在兴起,其中的非常规污染物种类和数量都远远高于常规原材料,如二噁英等危险废物是常规轮窑或隧道窑无法处理的,因此这部分利用污泥、垃圾、其他工业尾矿等为原材料的砖瓦生产过程,不适用于本标准的规定。砖瓦窑的设计规范要符合环境监测要求,现有企业应加装合格的排气筒及永久性监测孔等手段加以控制。该标准的出台对于目前砖瓦行业是一个严峻的考验,只有加快技术改造,加装脱硫除尘设备,经检测达到标准要求,才可进行生产,否则将列入淘汰的行列。
1.1.3 新颁布的节能砖标准及相关技术参数
(1)节能砖标准
《烧结多孔砖和多孔砌块》(GB13544-2013)
《烧结空转和空心砌块》(GB13545-2014)
《烧结保温砖和保温砌块》(GB26538-2013)
《复合保温砖和复合保温砌块》(GB29060-2012)
《烧结装饰砖》(GB/T 30018-2013)
(2)部分节能砖技术参数
烧结页岩保温多孔砌块:
长宽高:240mm*190mm*190mm、240mm*115mm*240mm
孔洞排数:8排20孔、11排39孔
孔洞率:≥59%、36%
孔洞数据:矩形条孔20孔、39孔
孔长度尺寸≦40 孔宽度尺寸≦10
密度:1000kg/m3
强度等级:MU10
传热系数:1.390W/m2.k 、1.392W/m2.k
烧结复合保温砌块:
长宽高:290mm*240mm*190mm
孔洞排数:5排
孔洞率:40%
孔洞数据:矩形孔13孔
表观密度:1100 kg/m3
强度等级:MU5以上
传热系数:0.42W/m2.k
烧结黏土保温多孔砖:
长宽高:240mm*115mm*90mm
孔洞排数:矩形条孔33孔
孔洞率:33%
孔洞数据:矩形条孔33孔
孔长度尺寸≦40 孔宽度尺寸≦10
密度:1000kg/m3
强度等级:MU10
传热系数:1.40W/m2.k
混凝土复合保温砌块:
长宽高:240mm*240mm*190mm
孔洞排数:3排
强度等级:MU10
孔洞率:38%
孔洞数据:矩形孔7孔
表观密度:1200kg/m3
传热系数:1.20W/m2.k
1.1.4 《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》颁布
由国家质监局、国家标准化管理委员会与2014年4月28日发布的《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》(GB30526-2014)强制性国家标准,该标准将于2015年1月1日起正式实施。
《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》(GB30526-2014)国家强制标准的发布,是烧结墙体材料行业第一次设置能耗限额标准的发布,为国家和各地主管部门出台节能的相关政策和烧结墙材企业节能升级改造、淘汰落后产能提供强有力的支撑,是加快我国烧结墙材行业降低能源消耗、遏制低水平重复建设、提高工艺技术水平、促进技术先进、节能优质墙材产品发展、完成节能减排目标的重要依据。
该标准按照我国现有的烧结多孔砖和多孔砌块、烧结空心砖和空心砌块、烧结保温砖保温砌块、烧结实心制品(其中烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结砖瓦制品及烧结普通砖)四大类产品,规定了具体单位产品综合能耗值,对单位产品综合能耗提出了三级能耗指标,既能耗限额限定值、能耗限额准入值和能耗限额先进值(见表1、表2、表3)。
表1 烧结墙体材料单位产品能耗限定值
分类 |
烧结墙体材料单位产品综合能耗kgce/t |
烧结多孔砖和多孔砌块 |
≦53 |
烧结空心砖和空心砌块 |
≦55 |
烧结保温砖和保温砌块 |
≦57 |
烧结实心制品a |
≦51 |
a 烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖 |
表2 烧结墙体材料单位产品能耗准入值
分类 |
烧结墙体材料单位产品综合能耗kgce/t |
烧结多孔砖和多孔砌块 |
≦48 |
烧结空心砖和空心砌块 |
≦50 |
烧结保温砖和保温砌块 |
≦52 |
烧结实心制品a |
≦46 |
a 烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖 |
表3 烧结墙体材料单位产品能耗先进值
分类 |
烧结墙体材料单位产品综合能耗kgce/t |
烧结多孔砖和多孔砌块 |
≦46 |
烧结空心砖和空心砌块 |
≦47 |
烧结保温砖和保温砌块 |
≦50 |
烧结实心制品a |
≦44 |
a 烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖 |
该标准时国家强制性标准,烧结墙体材料行业须高度加以重视,在组织生产的过程中采取积极有效的措施:如生产节能空心制品、降低坯体含水率、合理选择使用焙烧窑炉、保持稳定的热工制度、采用二次进风、压力平衡和风机变频技术、重视窑车保温和密封、充分发挥隧道窑的生产能力利用好余热、加强节能管理等,做到有效地节约能源和提高能源使用率,降低能源消耗,为砖瓦节能减排做出较大的贡献。
1.2 砖瓦产业结构调整路线
1.2.1 淘汰落后生产工艺
28门以下轮窑和自然干燥工艺;
轮窑生产改隧道窑生产;
自然干燥改人工干燥。
1.2.2 推广先进工艺装备技术
单线生产5000万块以上;
生产规模大大提高,新建设生产线单线达6000万块以上;
真空挤出机规格60型以上(70、90);
自动切、码、运系统及机器人码(卸)坯;
产品自动打包装置(自动化、半自动化已投入市场应用)
1.2.3 产品结构调整
以节能砖替代黏土实心砖;
实心砖每年以200亿块产量下降;
推广节能砖:多孔砖和多孔砌块、保温空心砖和保温砌块、复合保温砖和保温砌块;
满足建筑要求:我国部分省市要求自2011年开始实施节能75%的标准(6.25kg,德国规定居住建筑每平方米每年实际能耗柘城中国标煤4.4kg)。
1.2.4 推进砖瓦节能减排和技术创新
生产节能:隧道窑余热发电、窑炉改造节能型隧道窑逐步替代轮窑、余热利用、变频技术。
产品节能:节能砖、空心砖和空心砌块、复合保温砖、清水墙装饰砖、多孔砖、装饰板、屋面瓦。
装备创新:硬塑、半硬塑、软塑、真空挤出机、液压压砖机、全自动砌码运系统、码(卸)坯机器人、整装装备、脱硫除尘设备等。
产品创新:向轻质化、空心化、保温与装饰于一体、承重与保温于一体的烧结装饰砖和砌块、大型自保温砌块等自保温墙体材料。
2 可持续发展是砖瓦行业健康发展的必由之路
实践证明,砖瓦行业在为我国国民经济建设作出突出贡献的同时又得到了健康的发展,其根本的原因就在于坚决贯彻执行国家的产业政策,坚持可持续发展和节地、节能、利废、保护环境的根本原则。但是,受传统和落后思想的影响。砖瓦工业还处于一个缓慢的、渐进的发展阶段。因此,坚持可持续发展是砖瓦行业健康发展的必由之路。
可持续发展的实质就是坚持科学发展观,即坚持以人为本,树立全面、协调、可持续发展观,促进经济社会和人的全面发展。由于人们向自然界的过渡索取,造成了严重的资源、环境问题,影响了经济的持续发展。因此,科学发展促进循环经济发展,也带来经济社会的协调发展。
2.1 坚持科学发展
2.1.1 砖瓦生产必须坚持循环经济发展的原则
循环经济的特征是:低开采、高利用、低排放,是一种符合可持续发展理念的经济增长模式。积极发展循环经济,有利于提高资源利用率,减少浪费,有利于保护环境,有利于提高人民的生活质量,促进经济的可持续发展。经济发展过去模式是:资源-产品-消费-废弃物;现在经济发展的模式要达到:资源-产品-消费-二次资源。砖瓦行业的发展首先要坚持循环经济的原则,深入开展清洁生产和节能减排工作,才能极大地减少对土地资源的浪费,节约能源,保护环境,有效地推进砖瓦工业可持续发展。
2.1.2 积极推进节能减排和资源综合利用
砖瓦企业必须把节能减排和资源综合利用排在行业生存发展的高度加以重视。积极开发推广利用各种工业固体废物如煤矸石、粉煤灰、炉底渣等,以及页岩、江河湖淤泥为主要原料生产新型节能墙体材料。加快生产工艺技术装备的改造和创新,采取有效的节能措施,采用除尘脱硫技术与装备,降低烟气中二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放,提高烟气、粉尘的回收能力;原料干法处理生产线要加强收尘处理。减少大气污染物的排放,推进砖瓦安全清洁生产。
2.1.3 高度重视砖瓦情节生产
清洁生产是指即可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施,其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中。清洁生产的定义包含了两个全过程控制:生产过程和产品整个生命周期全过程。对砖瓦生产过程而言,清洁生产就是要节约原料与能源,尽可能不用有害原材料并在生产过程中注重防尘、防噪、脱硫、除尘。我国目前大多数采用内燃烧砖或者利用煤矸石、粉煤灰制砖。内燃烧砖是我国发明的特有技术,对于节约黏土、废渣利用都是很好的途径。
2.2 提高产品质量保障建筑安全
提高产品质量与产品性能。质量是企业生存和发展的根本,也是关系到烧结砖能否健康发展的关键。根据2013年全国墙体屋面及道路用建筑材料产品国家监督抽查、重点企业检查结果看,烧结制品在力学性能、耐久性、热工性能等方面仍存在诸多问题,不容小觑。力学性能是评价烧结砖质量的关键指标之一,直接影响墙体的承载能力和建筑物的抗震性能,关系到建筑物的安全,然而耐久性差也会给建筑物埋下严重质量隐患。新修订的《烧结多孔砖和多孔砌块》(GB 13544)、《烧结空心砖和空心砌块》(GB 13545)以及新颁布的《复合保温砖和复合保温砌块》(GB 29060-2012)、《烧结保温砖和保温砌块》(GB 26538-2013)的实施,增加了密度等级技术指标,采用抗压强度平均值和强度标准值评定方法,取消抗压强度平均值和单块最小值评定方法,以提高烧结多孔砖产品强度匀质性。取消了圆孔,提高孔洞率的技术指标,增加了孔洞尺寸等要求。2012年检查结果表明,在执行新标准方面是严重滞后的。对于新标准的技术要求,应该得到生产企业的足够重视,改进产品设计,按标准要求生产优质产品。
要组织生产符合建筑体系和建筑功能的要求、保温性好、轻质高强、装饰性强、利废节能的承重型和非承重烧结保温砖和保温砌块、复合保温砌块;生产多品种、多规格、多用途,装饰性及适应性较强的烧结类产品。
2.3 提高工艺装备技术水平
2.3.1 提高工艺技术水平,优化生产工艺
根据原材料性能及所生产的产品和生产工艺要求合理配置设备的装机容量,提高设备材质及内在质量,提高窑炉工程的设计水平和热能利用效率。完善生产工艺和配方,不断优化生产工艺,合理配置工艺设备,充分发挥工艺设备的最大效能。
采用节能变频技术。我国制砖原料特点是品质差,种类多,而且制砖原料越来越趋于复杂,难度越来越大,如掺入污泥、建筑渣土等,需要加强原料处理,特别是加强破碎、均化、陈化等环节的处理。要有严格的粒度控制和颗粒级配,废渣的加入量应以满足能生产合格产品为前提。同时应注意工艺间接、高效、实用,避免过于复杂的工艺设置。正确选择工艺路线,根据原料性能和产品要求,合理选择一次码烧或二次码烧工艺,提高产品合格率,有效保证产品质量。
同时加快开发和生产烧结保温砌块和高档屋面瓦的机械装备和配套产品,加强对利用城市建筑来及污水处理厂污泥等固体废弃物生产高性能砖瓦产品整装设备的研发及产业链配套、衔接技术的研发。
2.3.2 提高能效水平,采用节能型窑炉
针对不同的工艺与窑型,实施节能技术改造,大力推广大断面(4.6m以上)隧道窑。目前,隧道窑数量增加较快,但许多隧道窑存在着保温措施较差,窑体表面温度高,散热量大,窑车与窑墙、窑车与窑车之间密封性能差、窑车质量差等问题,达不到窑炉设计标准要求,应该在保温、密封等方面予以加强;淘汰落后的窑炉技术和装置;采用先进的窑炉控制技术,以保证烧成制度,降低能耗。在窑炉余热利用方面,目前用作干燥制品和通过换热方式加热水用于取暖和浴室较为普遍。我国全煤矸石砖厂隧道窑余热发电技术已经取得阶段性研究成果,并进行了示范工程建设与应用,取得较好效果,在进一步完善提高的基础上,将会是隧道窑提高热效率、节能减排的有效技术措施之一。
2.4 大力推广节能砖满足建筑节能要求
节能砖是全球环境基金(GEF)资助,联合国开发计划署(UNDP)和国家农业部实施的项目,项目实施以来,在中国砖瓦行业及社会上产生了基金的影响。在项目示范省区的推广企业和推广点已取得了成功的示范效果,有望在全国逐渐推广。目前节能砖已有三大类产品,节能砖产品不需要采用其他辅助材料就可以满足建筑节能50%,甚至是65%的标准要求。节能砖具保温隔热、安全防火、绿色低碳、耐久性能强,可与建筑物同寿命,是最低碳的墙体材料。目前,节能砖已应用于住宅、公共建筑和农业设施等方面,取得了较为理想的节能效果。因此,大力推广节能砖并向集装饰、保温、隔热、隔声、防火、防水灯多种功能于一体的承重、非承重墙体材料产品及集防水、保温、蓄排水及装饰一体的屋面材料产品方向发展。在推进砖瓦行业转型升级和可持续发展的进程中,满足我国节能建筑。绿色建筑、人文建筑和建筑两型社会的需求,为实现两个一百年的梦想做出砖瓦行业应有的贡献。
----作者:中国砖瓦工业协会 许彦明
麟工国际(巨野)宏基窑炉有限公司
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服务热线:400-873-6667
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