1  背景  

始建于20世纪90年代初的长山矿业集团，坐落于黑龙江省东部资源型城市，有煤矿、洗煤厂、矿泉水厂等相关产业。每到冬季取暖用燃煤锅炉需带动30000多m?的供热面积，消耗燃煤数百吨，不仅能源消耗大，污染严重，而且加剧工人的劳动强度，事实证明抱残守缺、不思进取就会被历史淘汰。本文因地取材，利用隧道窑余热解决供暖问题。

在隧道窑余热的开发利用方面，文献[1]介绍了对隧道窑余热利用的现状，提出了隧道窑余热的综合利用途径，从而提高隧道窑余热的利用率。文献[2]利用隧道窑余热发电实现砖瓦生产节能减排，文献[3]研究表明：在隧道窑冷却带加人余热锅炉进行余热回收，能够对窑内制品的均匀冷却起到促进作用，并且加入余热锅炉进行余热回收后，减少了热量的不必要排放，提高企业经济效益。

2  整体设计

2.1  结构设计

长山矿业集团决定在2011年新建-座长110m、宽4.6m的隧道窑(一烘一烧， 烘干窑长70m，宽4.6m)，并利用焙烧窑保温带后部和冷却带前端的余热，烧2台热水器(型号ZPR60)，回收热量60keal/h，供应原需采暖的面积，并保持末端温度不低于零上20C，解决了取暖的各项问题。供热简易示意图如图1所示。

图1  供热简易示意图

2.2  参数设计

2.2.1  排风、送热等参数

在图1中各部管道安装一个循环水泵及分配各路走水的控制系统，并根据管道的距离远近配备水泵电机，功率分别是22kW.15kW、10kW，另外需要一个总补水泵。配制热值上下差别在10keal左右，这就要求配料工和化验员严格按所需的热值去执行，同时烧窑工要根据窑内温度曲线适时调整，排烟、排潮、送热时各风机的风速应及时调整。如焙烧窑进车时间一般在90 min~100 min之间进一车，窑上热电偶反馈到电脑上，显示为高温车温度900 C~950C。分别用的风量是，排烟25 Hz、送热35 Hz、排潮40Hz，由于热值的不够均匀，或高或低，烧窑操作工就要及时调整。高时加大送热风量，把多余热量排除窑外(开外排);低时开启窑门风机，同时降低排烟风机风量和送热风量，但必须保证热水器出口温度不低于40C。

2.2.2  砖坯热值参数

在利用余热持续达标供暖的同时，还要保证焙烧窑中砖的质量不出问题。这就必须保证焙烧窑温度，即干燥窑所需干燥坯子的温度曲线。依据实际情况结合本地温度得到数据见表1。基于已有的四组经实际验证无误的数据，利用MATLAB进行拟合，以得到其他室外温度情况下的要求砖坯热值。由实际经验可知：室外温度与要求砖坯热值的关系曲线为单调递减，拟合阶数设为二次，结果如图2所示。根据图2，可得到室外温度在-30C~-5C之间任意温度时，砖坯热值应该达到的标准，为实际操作提供一一定参考。

表1室外温度与要求砖坯热值间实际数据记录

图2砖坯热值拟合

3  注意事项与故障处理

在正常运行当中出现热水器出口温度下降时排查方法(热水器上温度表显示)：一是管道管路可能有漏水现象，如管道或接头阀门有损坏等;二是热水器芯子堵塞，堵塞时一般表现是从热水器安全阀大量涌水。第一种现象查出漏点进行更换补修，第二种现象是水质不好，要有相应配套的水过滤设备(树脂过滤灌)，并储备套热水器芯 子，需使用时及时更换，同时也要检查抽取热量管道上通往热水器的闸门是否关闭、脱落，以便及时修正。

成品砖出现成品率低的原因主要是上火大，表现是窑车顶部砖焦，车下部火小有欠火砖，是下列因素造成的，需要在操作中注意：焙烧窑内长时间处于正压操作，窑车之间漏风，砂封槽砂子不足，截住门导致未关闭等，烧窑操作工要认真检查及时整改，才能保证砖的质量不受影响，又有达到取暖标准的热水器温度。

4  总结

本文依据已有文献得到可行性保证，根据当地情况设计并搭建供热结构。在经过实践与人工调整得到四组经验数据之后，利用MATLAB进行二：次拟合得到了当地冬季温度范围(-30 C~-5 C)内的要求砖坯热值，为以后的实际操作提供借鉴。最后经2017~2018年冬季期间的实际运行证明了此设计的可靠性。