工业炉窑炉节能原理
工业窑炉节能因素分析
由于工业窑炉是集发热、 传热、反应的功能于一身， 有的还兼有输送物料的功能。 因此，从满足煅烧制品要求考虑选择窑炉类型时，需要分析的因素有：热能来源、 供热方法、 传热方法、余热利用，炉内气氛性质及运料方法等。
（1） 热能来源硅酸盐工业中，燃料费用在生产总成本中所占比例较大，例如生产普通硅酸盐水泥时，以煤粉作为燃料， 其燃料费用约占成本的 13%-14%。如果以油作燃料， 则燃料费用在成本中的比例还要高。
（2） 供热方法工业窑炉内产品在烧成时， 均希望获得尽可能均匀的加热。 为此，人们曾设想过多种均匀供热的方法。常用的有四种：
① 内部供热：根据烧成制品性质和窑炉结构的许可， 将燃料混入物料中进行燃烧供热。例如烧制轻质耐火材料时， 在泥料中加入锯末、 焦炭粉、无烟煤粉等， 此时，不仅供热均匀，还由于可燃物的燃尽， 使制品具有一定的气孔率。 例如用立窑煅烧水泥熟料时采用黑生料球法，燃料（无烟煤粉）与生料粉紧密接触，不仅传热速度高，热利用也好，其热有效利用率可达 50%。但是由于燃料混入物料内部，燃料与空气接触不良，燃烧不集中，温度不高，容易出现燃料未尽、熟料欠烧。特别是当料球大小过分不均匀时，更加严重。
② 底部供热：由于热气流有向上浮升的趋势， 因而易造成加入热室内温度分布不均匀。并且由于底部燃烧烧嘴维修困难，烧嘴覆盖面不大，所以底部燃烧应用不多。
③ 侧面供热：在硅酸盐工业使用较为广泛的供热方法，如倒焰窑、梭式窑、隧道窑、池窑等。 由于侧面燃烧的横焰覆盖面大， 能够在较大面积的窑炉底部上获得较均匀的温度分布。为了避免火焰直接冲刷在物料上引起在物料上结焦或过烧变形， 可采用火焰对准燃烧通道或采用挡火墙的办法。 在侧面燃烧中， 如在一般的隧道窑中那样， 由于受到烧嘴喷射力的
限制，窑不宜太宽。
④ **部供热：窑的宽度可不受限制。烧嘴设在**部，数目可不受限制，从而可以采用小流量、 多点分散的配置方式， 进一步改善窑内温度分布的均匀性和火焰气体对制品的传热条件。
（3） 传热方式
明焰传热：火焰直接进入窑内进行传热；
半隔焰传热：部分火焰直接进入窑内进行传热；
隔焰传热：火焰不进入窑内进行传热。
（4） 余热利用
工业窑炉的余热利用主要是指排出的燃烧产物的显热与加热制品带走的显热的利用。这些显热所带走的热量数量较大， 如果能很好的加以利用， 其经济效益、 社会效益都是显著的。例如，硅酸盐工业余热回收主要用于：料粉或生坯的预热；煤气、燃油及助燃空气的预热；余热发电及其他供热。
（5） 回收余热方式
① 有的余热是在窑炉内直接加以利用的，如回转窑及隧道窑的预热带；
② 有的采用通用的换热设备，如换热器、蓄热器、热管等回收热量；
③ 有的则采用**的预热器， 冷却机等设备加以回收。 一些**设备将结合具体窑炉加以叙述。
（6） 物料的输运方式
对于粉状和块状物料已有多种加料和出料设备可供选用，如螺旋输送机、皮带输送机，气力提升泵等， 就是对于单机日产几千吨水泥熟料的回转窑实现加料的机械化和自动化也已经不成问题。值得讨论的是具有一定形状的制品， 如陶瓷制品、 耐火材料制品的装窑和出窑。
在运送制品方面， 减轻劳动强度的装置分为两大类：
一类是用于间歇式窑的装窑和出窑；
一类为连续式窑上的进料和使制品穿过窑炉运行的装置。