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砖瓦行业能源利用现状调查 创新节能促进产业发展

信息来源:zhuanwa.biz  时间:2014-02-21  浏览次数:6043

    在废弃物利用方面,砖瓦行业利废空间巨大。目前年利用各种工业固体废弃物已达到3.5亿吨,节土3.63亿吨,年节约能源(折标煤)3200万吨,取得了较好的社会和经济效益。

  我国砖瓦行业现状

  在国家产业政策的推动下,近年来我国砖瓦工业发生了巨大变化,制砖用原料也已从原来单一的粘土向资源综合利用方向发展:页岩、江河淤泥、煤矸石、粉煤灰、各种工业废弃物等已成为砖瓦产品的主要原材料。产品也从单一的粘土实心砖发展成为涵盖实心砖、多孔砖、空心砖、空心砌块、保温砖、保温空心砌块、复合保温砖、复合保温空心砌块、墙地砖、路面砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、保温砖墙体装饰板及烧结瓦等烧结类产品,以及涵盖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、混凝土砖、混凝土砌块、复合保温砖、复合保温空心砌块、加气混凝土及混凝土瓦等非烧结类产品。呈现出多品种、多规格的局面。

  在废弃物利用方面,砖瓦行业利废空间巨大。十一五”期间,在国家产业政策的推动下,利用煤矸石、粉煤灰、建筑垃圾和污泥等各类固体废弃物生产的节能、节土、利废、环保的新型墙体材料得到了快速增长,目前年利用各种工业固体废弃物已达到3.5亿吨,节土3.63亿吨,年节约能源(折标煤)3200万吨,取得了较好的社会和经济效益。

  目前,我国砖瓦生产企业约有7万多家,从业人员700多万。从企业生产规模上分析,年产5000万块以上的大中型企业在逐年增加,年产3000万块以下的中小企业呈下降趋势,但行业整体规模结构仍以中小企业为主。我国砖瓦工业近几年虽然有了一些长足的进步,企业基本实现了机械制备原料、机械成型、自然干燥和轮窑焙烧。但从全局看,占全国产量绝大部分的中小企业,还处在落后状态,近年来虽在更新设备、改造工艺上进行了大量工作,但总装设备还没有形成,砖瓦生产的主体装备窑炉还没有形成产品,生产工艺、设备、技术落后面貌没有根本改变,砖瓦行业仍处在相对的落后的劳动密集型生产行业。

  砖瓦工业节能途径

  砖瓦行业量大面广,节能潜力大,任务重。应主要从产品结构和技术结构两方面进行,一是开发大规格、低容重、具有保温隔热性能的烧结空心制品和具有装饰功能的清水墙装饰砖、内外墙体装饰板;二是采用高效节能技术,提高能源利用效率,大大降低砖瓦行业对资源和能源的消耗,减少温室气体排放,做到节地、节能、利废、环保。主要途径:

  烧结空心制品。普通粘土砖在力学强度、耐久性、保温隔热性、隔音性、防火性等方面能够满足一般建筑的要求,而且施工方便,造价和维修费用低廉,但存在砌筑效率低、施工周期长、容重大、能耗高等缺点。发展烧结空心制品,包括烧结多孔砖、烧结空心砖和空心砌块、烧结墙体装饰板等,是顺应建筑工业化发展的主要途径。

  内燃烧砖工艺。内燃烧砖工艺原理是把一定细度的燃料或可燃废料如:煤矸石、粉煤灰、炉渣等按一定比例与粘土、页岩等原料均匀混合制成砖坯,依靠砖坯内燃料的燃烧和少量的外加燃料完成砖坯烧成的过程。

  内燃焙烧法制得的砖瓦,其抗压强度和抗折强度比外燃焙烧法制得的砖瓦高20%左右。由于在制坯原料中掺进劣质煤或含一定热值的工农业废弃料,减少了原料的用量,节约了原煤或其它燃料。此外,劣质煤或含有一定热值的工农业废弃料,一般为瘦性磨细料,能改善原料的干燥性能,对干燥敏感系数大的高塑性粘土尤其明显。这就能缩短干燥周期,减少干燥废品。其容重亦能从每立方米1800千克减到每立方米1700千克。同时,砖的导热系数也相应减小。内燃砖由于外投煤减少,大大地减轻了焙烧工人投煤的劳动强度,窑内煤灰也显著减少,因而改善出窑工人的操作条件。

  利用窑炉余热进行人工干燥。人工干燥技术可以充分利用窑炉余热,一方面节约热能,另一方面节约大量土地。

  其技术特点是,砖瓦在生产过程中,由废气带走和向周围介质散发的热量,约占总热量的1/3以上,如果这些热量没有利用,会白白浪费掉。利用余热干燥砖坯,可以节约大量的干燥砖坯用煤,减少自然干燥所需坯场占用的大量土地,同时降低出窑温度,改善了装出窑工人的劳动条件。

  节能型轮窑。节能型轮窑是在保证轮窑具有良好密封性能前提下,提高轮窑的节能性能。

  轮窑密封性能不佳的主要原因是由于砌筑时基础处理不好,局部下沉产生裂缝。烟道砌筑质量不合格,回填土夯得不实,哈风闸未经机械加工,配合不严,投煤火盖不合格等。一座轮窑,有几十个哈风闸和几百个投煤孔,如果每个风闸和投煤孔都漏气的话,窑根本无法燃烧。因此要确保轮窑节能高产,首先要确保轮窑各部位的密封,防止漏气现象,除了保证建筑质量外,还要选用规范的哈风闸和投煤火盖。

  目前,我国大多数制砖企业采用轮窑焙烧,而80%以上的轮窑密封性能不合格,漏气现象相当普遍,不但影响产量,其热量损失大,能耗偏高的现象也普遍存在。以一个年产3000万块标砖的砖瓦企业为例,按万砖耗标煤1.5吨计算,年用煤量为4500吨,按20%节煤量计算,一年可节煤约900吨。

  节能型隧道窑焙烧技术。节能型隧道窑焙烧技术主要以工业废渣煤矸石或粉煤灰为原料制造砖瓦。通常采用宽断面隧道窑技术、变频技术、“超热焙烧”技术、“快速焙烧”技术和方法;建立快速焙烧制度的方法和“超热焙烧”技术,建立一套测定坯体在常温至1100℃升温过程中弹性模量、热传导系数、膨胀系数和抗折强度等参数的实验仪器和方法;创立一套数据处理和计算抗热冲击值的方法,以及由抗热冲击值计算升温速度的方法。使实际焙烧过程按照设定的程序进行,实现制品焙烧周期由45~55小时降低为16~24小时,充分利用置换出来的热量,使热工过程节能效率达40%,热利用率达67%。

  该项技术建立起来的快速焙烧制度和超热焙烧技术,已能对大部分原料的快速焙烧起到指导作用。同时,改变原生产工艺中的自然干燥为人工干燥,提高了产品质量,有效利用了余热。

  节能型轮窑专用引风机。节能型轮窑专用引风机是根据各地轮窑的使用情况研制的一种专用风机,具有效率高、配套电机小、造价低、节能效益高等特点。其排烟抽力相当于排烟温度150℃、环境温度20℃时65米高的烟囱。与通常使用的离心风机比较,在保证轮窑产量与质量的前提下,可使排烟风机动力由10~13千瓦降到3~4千瓦。每座轮窑年节电量达50000~70000千瓦时。

  无功补偿技术。无功补偿技术提高了供配电系统功率因数,提高供电设备的利用率和输电效率,改善供电质量,提高输电安全性。引入无功补偿技术,通常是综合考虑整个生产过程各个环节的功率损耗,在变电所直接设置相应的电控柜,对生产中的所有用电设备统一进行无功补偿控制。改建厂在改建设计时,均考虑在各个大型耗电设备旁加装无功就地补偿器。

  无功补偿技术的应用,可将砖瓦企业的功率因数由0.76左右提高至0.95,节电约15%。该项技术成熟,可操作性强,投资少,效果好,特别适宜于在广大的乡镇企业进行推广。

  风机变频器。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其他优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

  变频器在砖瓦企业生产中,主要应用于长时间连续运转的设备——风机。变频器已成为一种定型产品,不同功率的风机均有相应功率的变频器(柜)相配套,购买使用均很方便。使用变频器的目的,主要是节能降耗,节电率可达30%~50%。目前工业发达国家已广泛采用变频调速技术,在我国也是国家重点推广的节电新技术。特别是在砖瓦行业中应加大推广力度。

  煤矸石砖厂余热发电技术。煤矸石制砖在煅烧过程中有大量的热量,随着排风机而排出窑外,主要是烟气余热和产品冷却余热。据调查,烧结砖生产中的余热总量约占其燃料消耗总量的30%~60%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的40%左右。这部分热量目前除掺入部分冷风降温到125℃左右用来烘干砖坯外,基本上未得到有效利用。这些热风在其高温段烟气温度达400℃,平均温度可达200℃左右,是很好的稳定低温热源,具有利用余热发电的潜力,据工业性试验,通常余热发电可达500~1500千瓦时,基本上可满足煤矸石砖厂的用电,若在全国推广,将具有广阔的市场前景。

  废渣利用。砖瓦企业利用粉煤灰、炉渣、煤矸石、锯末和农作物——秸秆等可燃性废料作内燃料,实行内燃烧砖,可以节约原煤,提高产品质量和产量。原材料中掺加含能的工业废渣和废料不仅可以减少资源的消耗,还可以减少能源的消耗。

  砖瓦工业节能对策

  推广先进技术,实施对现有生产线节能改造,全面提高生产领域内的能效水平。大力推广集保温与装饰于一体、承重与保温于一体的烧结制品、降低传统烧结类墙体材料比例。推进窑炉改造、余热利用、变频技术等节能生产技术,突破行业的技术瓶颈。

  砖瓦行业固体废弃物的利用量之大远远超过各个行业,利废成本及利用条件大大低于所有行业,而且在削减固体废弃物的过程中也不会产生二次污染。进一步提高资源综合利用水平和效益;鼓励企业加大矿渣、粉煤灰、城市建筑垃圾及污水处理厂污泥等固体废弃物的综合利用力度,特别加强砖瓦行业城市污水处理污泥和生活垃圾无害化处理力度,建立与电力、煤炭、钢铁、化工、环保等产业相衔接的循环经济生产体系,扩大资源综合利用范围和利用量。

  加强对生产过程中无组织排放的控制,减少生产过程中的烟尘、粉尘等排放;推广设备降噪新技术,显著降低噪声污染;加强废品、废料等废弃物在线回收,提高资源利用效率;积极开展清洁生产审核,完善清洁生产评价体系。

  坚持以节约土地资源,节约能源,资源综合利用,保护环境,提高产品质量,遵循减量化、再利用、资源化的原则,是砖瓦工业健康可持续发展的必由之路。砖瓦行业年利用固体废弃物约3.5亿吨,年节约能源3200万吨标煤,其量之大,可以说支配着我国固体废弃物利用的走向,取得了较好的社会和经济效益。

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