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被“妖魔化”的隧道窑【麟工窑炉】
时间:2017年05月25日    点击:次    来源:隧道窑

当前,我国烧结砖瓦行业,无论是新建还是改造扩建的砖厂,由于劳动力紧缺或是地方性政策规定,隧道窑成为了首选的砖瓦产品焙烧设备,并进入了前所未有的高速发展期。毫无疑问,这是我国砖瓦行业技术进步的重要标志。但存在的问题也日益增多。如有的新建隧道窑甚至达到了让人无法容忍的程度,完全可以用“惨不忍睹”来形容。这不是一般的低水平重复建设的问题,里面充斥着“欺诈、哄骗”的味道。新建烧结砖瓦生产厂管理者基本科技知识的匮乏,一味贪图花钱少(其实多花了数倍钱),或是缺乏行业内的正确引导,是导致这种现象出现的直接原因。这种现象应当引起行内人士和国家有关管理部门的高度重视,坚决制止这些不合格的、祸国殃民的隧道窑建设,以便引导隧道窑向节能低耗、环保、健康的方向发展,从而保证我国砖瓦行业在目前这一重要的转型期能够得以正常发展。

 

我们应当清醒地看到,由于国家至今尚未对砖瓦行业出台产业政策(或者叫准入门槛),砖瓦行业缺失行业门槛的限制,以至于砖瓦行业成为国内罕见的没有产业政策约束的行业。于是许多没有经过专业培训、技术良莠不齐、没有资质的“山寨”窑炉公司如雨后春笋舨的涌现出现,造就了大量不符合技术要求的隧道窑,形成了新的一轮高能耗、高污染的低水平重复建设,造成了严重的社会资源浪费,极大地影响了隧道窑的正常、健康发展。更可怕地是在某些地区对隧道窑简直是到了“谈虎变色”的程度。在倡导低碳经济、节能减排的今天,这种现象本是不应该出现的。

 

现时,对于隧道窑唯一使用的标准就是2005年发布的行业标准JC9822005《砖瓦焙烧窑炉标准》。但该标准对隧道窑的技术参数仅规定了窑的内宽(34m;45m;57m;7m)坯垛码高(窑车面上:1.22m)日产量(分别为:≥7;≥10;≥15;≥20万块/日)燃料消耗指标(49.7×106kJ/万块,折合成品砖热耗为476kcal/kg万块成品砖耗热折标煤高达1.699t,实际上是非常高地热耗指标。现在控制较好的“一次码烧”大断面隧道窑的热耗有的已经做到了300350kcal/kg,其中包含干燥所需热量。这与行业内多年来的经验数据较为吻合,即每万块砖耗热量在11.2t标煤之间)。该标准中规定隧道窑的长度由设计单位决定。从这些数据不难看出这个标准钟的设计指标过于简单而且含混,也没有注明是“一次码烧”还是“二次码烧”时的产量,而且热耗指标高的离谱,在实际中的可操作性上仍然存在着某些严重缺陷,这就让一些“山寨”窑炉公司钻了空子,使得长短不一、厚薄不均、五花八门的隧道窑出现在我们面前。

 

有的“窑炉公司”为了迎合业主一味要求降低隧道窑的造价要求,采取缩短隧道窑长度,减薄窑体厚度,减少保温层等手段来降低造价,使得大多数这样建设的隧道窑都是一幅减肥过度、营养不良、弱不禁风的样子。例如在贵州省龙里县,一家砖厂在原料自然含水率已经超过20%的情况下,居然听信一个“山寨”窑炉公司的建议,花500多万元搞了一条长度只有67m的“一烘两烧”隧道窑生产线,结果是煤耗高达4.5t/万块砖,产量只达到承诺的一半,质量不用说也自然好不到哪里。须知隧道窑的长短,与原材料的焙烧特性(例如烧成周期)息息相关,也于产量、产品种类、码坯形式等有关。有的原材料可以满足快速烧成的要求,但是多数情况下是不能满足快速烧成的。纵观国内已经建成的隧道窑,最长者接近180m,而最短者不足70m。超过110m长的多为大断面隧道窑,也多为正规设计单位设计的。低于100m长的隧道窑多为“山寨”版的。如果隧道窑长度过于短,如何保证产品的质量和产量呢?又能如何保证合理的能耗呢?有些过短的隧道窑,出窑后窑车上的坯垛还闪着红光,浪费了大量的热能,也难以保证产品的质量。

 

尽管如此,如果我们用JC9822005《砖瓦焙烧窑炉》标准来严格验收这些新建的隧道窑。恐怕绝大多数隧道窑的施工质量是难以过关的,更有甚者,一些对烧结砖瓦行业根本不了解的人员,也敢到处宣扬自己拥有的隧道窑多么先进,多么省钱,其实自己本身对隧道窑的基本原理都不懂,就连最基本的送排风系统也说不清道不明,更不清楚热平衡原理,也就谈不上隧道窑内关键的细部结构了。这从一些地方所谓建成的、让人哭笑不得隧道窑上完全都可以看到。例如,简单说来,隧道窑的排烟孔的位置,是根据产品的坯体码垛形式以及坯垛相对应的通风道来确定的,而不是拍脑袋拍出来的。更为荒唐的是有的隧道窑其排烟孔、余热抽取孔全部设置在窑车的中间密码坯垛部位上,造成全窑内通风不畅,根本就无法烧出合格质量的产品,更谈不上产量了。如此状况就更谈不上隧道窑上面的送排风口面积等与管路直径的合理性计算、各种风机的合理匹配了。

 

再如,码坯形式,历来都是非常重要的,常言道:“七分码,三分烧”,这也是行业内数十年的经验总结。可是一些“山寨”窑炉公司连基本的码坯形式都搞不清楚,更搞不清楚坯垛与窑的侧墙、顶部的关系了,加之由于施工质量的严重缺陷,坯垛与窑墙、窑顶的间隙都大得出奇,这怎么能保证焙烧过程的正常效果呢?更谈不上节能降耗了。现代隧道窑节能、高产的重要手段之一就是严格控制坯垛与窑墙、窑顶之间的间隙在一定的范围内。有的地方为了节省投资把窑顶做成拱顶,这本该无可厚非。可是笔者在河南见到有的拱顶隧道窑在坯垛上方两侧的空隙可以爬过去一个人。如此大的空间内,也没有设置挡风板或相应的装置。这样运行的隧道窑能够节能高产吗?可能连正常的焙烧操作都做不到。由于隧道窑建造的质量差,为了避免坯垛与窑的接触造成坯垛倒塌,更有甚者,在码坯垛时把坯垛与窑墙之间的间隙放大到了无法想象的30cm,因此造成了坯垛几乎全部过烧,而且热耗也高得吓人。好在现在我们的焙烧过程都是以高内燃为基础的焙烧,这样的“山寨版”隧道窑好赖还能烧出几块砖。如果是全外然的,或是燃气、燃油的焙烧方法,恐怕这样的“山寨版”隧道窑就无立锥之地了。

 

这些“山寨”版的隧道窑,普遍存在着窑体保温性能差的问题,结构安全性令人担忧。例如在湖南省、山西省、河南省、贵州省和江西省等地,我们经常见到这样的“隧道窑”:长度还没有达到70m长,窑顶得厚度不到40cm厚,最厚的窑墙只有370mm,却号称“先进节能隧道窑”,这些窑几乎全是采用“一烘两烧”或“一烘一烧”的一次码烧形式,虽然投资节省下来了,但投产后的问题是不仅产量低,而且能耗高,与预期的期望值相去甚远,有的隧道窑建成当年就出现坍塌、窑体开裂的事故。

 

有的建设的所谓“几烘几烧”的隧道窑和干燥窑是共用一道墙,并宣扬说是“多联体”的“烘烧”。殊不知窑墙和干燥室墙在运行中的热膨胀数据大不一样,从而埋下了结构安全隐患。按常理说,就是平行布置的两条隧道窑,也不提倡共用中间的一道隧道窑。可以说这些人根本就不懂得窑墙的受力状态,更谈不上受力的计算了。

 

不知从何时起,对行业多年正常使用的“干燥(drying)”、“焙烧(firing)”这些专业术语(国际上也是统一使用的专业术语)也在“铜臭”的熏陶下悄然地发生了变化,干燥就是干燥(脱水),焙烧就是焙烧(烧成),何来“一烘(roast)一烧(burn)”、“一烘两烧”、“几烘几烧”之说?我们是中国人,翻一翻中文的字典,就可知“烘”和“干燥”的含义并不是一回事。现行国家标准GB/T189682003《墙体材料术语》中对干燥(5.6项)的定义如下:“以大气为介质或在干燥设备中利用各种热源和强制通风来排除坯体中水分的工艺过程”。难道说我们原来的一些大厂(如北京南湖渠)使用的数十条小断面一次码烧隧道窑也能叫成“二十(三十)烘二十(三十)烧”吗?难道说“一字形”布置的干燥和焙烧的连续生产形式,也能叫做“连烘带烧”吗?可见这些词语出现的伊始,隐含着一定的“哗众取宠”的意味。

 

不知何时开始,将“一次码烧”的干燥窑(dryer)在某些设计图纸上和一些技术文件中悄然变成了“干燥窑”(drying+kiln)。干燥就是脱水,在干燥室中按常理仅是物理变化过程,应该没有化学反应的存在;而在“窑”(kiln)内既产生热量,同时又消耗热量;而“炉(furnaceorstove)”是向外部提供热量的。正因为如此,在日常习惯中,我们把轮窑不能叫做“轮炉”,把隧道窑不能称作为“隧道窑”一样,也不能将干燥室叫做“干燥室”。也许是因为窑炉的施工预算定额大大不同于普通热工设施的干燥室,而把干燥室称为“干燥室”好向用户要出高价钱吧。

 

很多“山寨窑炉公司”不仅对工业窑炉的基本常识一知半解,而且也没有固定的技术人员,施工人员缺乏必要的岗位培训、缺少施工人员的资质认证。这样的“窑炉公司”怎样能够保证隧道窑的施工质量呢?可是眼下这样的“山寨”窑炉公司就是有市场,许多砖厂吃亏以后才悔之晚矣。这些不负责任的“山寨”窑炉公司修建的隧道窑,一点不讲究用料、灰缝、平直度等施工技术要求,粗制滥造严重。投产不久出现窑顶塌陷、墙体开裂和跑气漏气的问题很常见。这些多病的隧道窑根本无法保证焙烧的正常运行,留下很多的隐患,致使一些投资者处于长期的负债经营状态下,有的不堪重负,只有停产关门。由于施工质量造成的质量事故在新建砖厂中引发的“官司”屡见不鲜。

 

窑车实际上就是隧道窑活动的“底”,是隧道窑不可分割的重要部分,质量优良的窑车不仅要保证窑体的隔热保温,而且要严密不漏气,这是隧道窑节能高产的前提,忽略不得。可是我们常见的情况是,为了降低隧道窑的造价,窑车成了最先“瘦身”的部分,窑车的钢材被简化的到了“可怜”的程度,上面的保温耐火层被减薄了,单薄的窑车在重载情况下晃晃悠悠,窑车成为隧道窑中最薄弱的环节。结果是车底漏风严重,隧道窑的能耗大大增加,窑车的损耗也频繁增大。薄薄的保温层不仅不能对窑车提供保护,反而加速窑车损坏,不仅没有省钱,反而造成更大的浪费。还要指出的是,有些隧道窑能耗居高不下的原因,除了窑体保温措施不当以外,窑车散热损失严重也是重要的原因之一。笔者曾在河南某地看到某隧道窑中的窑车轴承内加德润滑油,由于车下温度太高,从车下就能看到在焙烧带下方润滑油不断地滴下,并在滴下时还燃烧着发出明亮的光点,不得不在窑车的每一个循环之后就加一次油。在这样情况下,何谈隧道窑的节能呢?更可笑的是,有的“山寨版”隧道窑的窑车车面竟然会用钢筋混凝土空心楼板作垫层,上面使用刚刚挤出的、长度在1m以上的实心湿泥条作为耐火面层材料(在上面直接码放湿坯)。在重压(坯体加窑车重)下窑车未进干燥室时就已经是摇摇晃晃的了。

 

隧道窑使用的钢轨,是保证窑车正确运行的基础,其安装要求很高。可是一些“山寨”版的隧道窑,根本就不懂得隧道窑钢轨的正确安装方法,就连最基本的平直都做不到,直觉观察就能发现两条钢轨的弯曲以及不平行。而在钢轨的选材上也偷工减料,有的竟把小断面隧道干燥室使用的轻(窄)轨也用到了3.3m宽的隧道窑上。

 

隧道窑的车下与焙烧道之间的密封,历来都是隧道窑的设计者及生产厂家非常重视的一个方面。该密封的好坏,直接关系到产量的高低、产品质量的好坏、操作控制的难易等。为此,在隧道窑的发展历史中,车面上下的密封,中外的研究者都付出了极大的努力,也创造出了多种密封措施,如砂密封(窑车裙板在砂封槽中的砂中运行)干密封(窑底面上由多个不联通的空腔组成,使窑车下的空气不能流动)水密封(窑车裙板在水槽中运行,为法国专利,目前专利仍在保护期)翻版控制(窑车下由一系列的甲板组成控制气流量以及温度)系统等等。最常用的砂封槽系统(也是最早的密封形式),主要作用就是隔绝焙烧道与窑车下的气流,以便减少漏气,防止窑车上下的气流相互流动,防止窑车下温度过高而损坏窑车轴承以及保护窑车钢结构的使用寿命,从而保证窑内焙烧道温度制度的稳定和压力制度的稳定。因此,砂封槽的重要性不言而喻。砂封槽的高低、宽窄尺寸应根据窑的大小和窑车结构与砂封板的固定形式和高低来决定。可是笔者在河南、山西某系地方看到“山寨版”隧道窑,啥封槽仅仅是用红砖在窑底平面上砌筑一小矮墙,啥封槽中充填的是炉渣,窑车的裙板根本就没有插入在炉渣中。这种形式的啥封槽哪里能起到密封的作用。更可笑的是有一家啥封槽中的尺寸和空腔拉两卡车砂子可能才会装到窑车裙板能插入的程度。这就充分暴露出一些所谓的会建隧道窑者,根本就不懂得啥封槽的结构和作用,更谈不上砂封槽的具体结构尺寸和窑车裙板与之定位的相对尺寸。有不少“山寨版”隧道窑在建设期间竟然连加砂的地方都没有预留,更不用说在隧道窑的长度方向上的加砂管口。有的厂家根本就不加砂,甚至还有的生产厂家管理者说:“建隧道窑的师傅说,砂封槽根本就没有用处”。真是滑天下之大稽。

 

还有些“山寨”建窑队伍所建的“一次码烧”隧道窑在冷却带竟然没有抽余热的设置,全部使用相对湿含量高的低温烟热进行干燥,并且隧道窑的排烟和干燥室的送热共用一台风机,其结果是隧道窑烧不快,干燥室也干不了,形成了恶性循环。因为主要利用的是低温烟气进行干燥,由于低温烟气中含有硫,勉强烧出的产品也形成了严重的泛白现象,完全失去了砖的本色。这样的“山寨”窑炉建设者(设计者),不是在骗钱又是在干什么?

 

需要主要的是:目前在行业内出现几率最高的中断面隧道窑是3.3m宽的隧道窑。笔者感到奇怪的是为什么在短时间内一下子就出现了这么多3.3m宽的“一次码烧”隧道窑。翻看一些20多年前的资料后,突然明白了-其原型在天津的原东风砖瓦厂。该种“一次码烧”的隧道窑在王家泰先生主编的中等专业学校试用教材《烧结砖瓦工业热工设备及热工测量》(199112月武汉工业大学车版社出版)中有着较为详细地记载,并在该教材后附有数种隧道窑的简图。现在录入其中部分:“隧道窑长128.25m,其中干燥带长51.8m,预热带长24.025m,焙烧带长22.45m,冷却带长30m;窑道宽度3300mm,窑车面至窑顶有效高度1531mm;窑内容37辆窑车,窑车尺寸长3450mm、宽3390mm、高825mm(轨面至窑车台面);窑车装载量为:机械码坯4023/车、人工码坯3210/车,日产量达7.58.0万块/天。”同时该书中还详细叙述了干燥段的送风以及排潮口的尺寸和位置;预热带的排烟、间接预热风道、投煤孔;冷却带的送风口、余热抽出口等等。虽然说天津原东风砖瓦厂使用该种一次码烧隧道窑取得了成功,但是这毕竟是近30年前的事了。这种窑型如今就成为了一些“山寨”窑炉公司手中的“法宝”,大事渲染,到处吹嘘。而这些“山寨”窑炉公司,将人家当年的一些有效措施以及辅助手段都给简化了,有的则完全没有了。例如窑车下的挡风板和送抽风口;再如焙烧到的水平底挡风板以及干燥和焙烧预热之间的截止门等。

 

须知,在近30年中,烧砖隧道窑技术也取得了很大的进步和发展。21世纪这样建设的隧道窑还能有多少先进性呢?目前对这种窑炉的宣传过于夸大其词(诸如产量,有的说这样的一条窑一次码烧年产量可达4000万块以上,有的吹嘘更大,两条窑可达1亿块的年产量,我们可以根据上述的窑车装载量计算一下烧成周期,这有可能吗?)。

 

笔者也观察了某些地方建设的3.3m宽的一次码烧隧道窑,也没有发现近30年间出现的一些先进技术用在该种隧道窑上。当然,笔者也没有反对3.3m宽隧道窑的本意,只不过是想提醒拟建隧道窑的厂家在窑型选择时要注意到隧道窑的先进性以及与之相配套设备的合理性。现今,计算机控制技术、机器人已经进入了我国的砖瓦生产行列,如果在隧道窑的选择上还不注意其先进性,肯定在建成之后不久,就会成为落后的隧道窑

 

隧道窑的大量建设本该是砖瓦行业技术进步的体现,但是被现在一些“山寨”窑炉建设者(设计者)给“妖魔化”了。这种“妖魔化”现象会干扰砖瓦行业正确的发展方向和企业的转型、升级,也会给行业带来严重的技术倒退!摘自《砖瓦世界》作者:文堂

 

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