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3年可省出一條新窯!“能耗”大考來(lái)襲,事關(guān)陶企生死

2021-06-25 來(lái)源:中國(guó)陶瓷網(wǎng) 責(zé)任編輯:譚翠靜 閱讀:5010
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今年5月初,科達(dá)承建的新潤(rùn)成600×600×9mm、雙零吸水率滲花磚生產(chǎn)線,在穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)多月后,創(chuàng)造了天然氣能耗最低1.13m³/㎡的記錄,同時(shí)電耗也比舊窯減少20%;

2020年,中鵬熱能為福建豪山企業(yè)改建的300×600×7.5mm中板生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)天然氣能耗低于1m³/㎡;

早在2019年,由德力泰承建的清遠(yuǎn)蒙娜麗莎800×800mm雙零吸水率全拋釉生產(chǎn)線,全線天然氣綜合能耗維持在1.55-1.6Nm³/㎡;

……

▲ 科達(dá)承建的新潤(rùn)成三公司(匯強(qiáng)陶瓷)滲花磚寬體窯。

 

近年來(lái),瓷磚產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題日益突出,產(chǎn)品工藝技術(shù)高度成熟下的產(chǎn)品同質(zhì)化引發(fā)激烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng),但瓷磚生產(chǎn)綜合成本卻在持續(xù)攀升,這極大擠壓了陶瓷企業(yè)的利潤(rùn)空間。于是,在保障產(chǎn)品品質(zhì)的前提下,通過(guò)節(jié)能降耗降低生產(chǎn)成本成為了越來(lái)越多陶瓷企業(yè)追求的目標(biāo)。

與此同時(shí),在“碳達(dá)峰、碳中和”政策要求下,能源消耗總量和強(qiáng)度受到嚴(yán)控,這也要求陶瓷企業(yè)不得不減少能耗,甚至今年不少新建、改建項(xiàng)目因能評(píng)未通過(guò)被暫緩。

 

燃料成本普漲超10%         

能耗引起陶企關(guān)注

佛山市德力泰科技有限公司副總經(jīng)理荊海山算了一筆賬:在全國(guó)陶瓷廠普遍燒煤的時(shí)候,煤價(jià)大致600多元/噸,按照1噸粉大約產(chǎn)33㎡瓷磚,用于生產(chǎn)最常規(guī)的800×800mm瓷磚計(jì)算,噴霧塔需耗煤55公斤,即大約1.7公斤煤/㎡,寬體窯大約能耗約為3.3公斤煤/㎡,合計(jì)燃煤成本還不到3元/㎡,這在瓷磚生產(chǎn)成本中占比比較小,是否節(jié)能所造成的成本差異不大,而且不易量化,因此很少引起企業(yè)足夠重視。

多位行業(yè)人士認(rèn)為,引起陶瓷企業(yè)重視能耗的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是天然氣的普及,從2014年福建晉江成為第一個(gè)全面推行“煤改氣”的產(chǎn)區(qū)后,2016年以來(lái),山東、四川、遼寧法庫(kù)、河北高邑、廣東等陸續(xù)實(shí)施天然氣改造,如今全國(guó)使用天然氣的陶瓷企業(yè)數(shù)量已經(jīng)過(guò)半。天然氣相對(duì)煤炭,熱值穩(wěn)定,易于管理和統(tǒng)計(jì),可以更好地量化能耗在生產(chǎn)中所占的成本比例。

“同樣800×800mm瓷磚,窄體窯改用天然氣后,需要大約2Nm³天然氣/㎡,如果天然氣價(jià)格按2.5元/m³計(jì)算,即使噴霧塔還是燒煤,總體成本也將上漲10%左右。”荊海山進(jìn)一步計(jì)算到。

▲ 煤改氣帶來(lái)的成本上漲,大量陶瓷企業(yè)不得不通過(guò)技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。


不僅燃?xì)馄髽I(yè),燃煤企業(yè)如今也未能獨(dú)善其身。“去年10月份的時(shí)候煤價(jià)大概800元/噸,今年高達(dá)1200元,光是這部分上漲的成本就能可以造成陶瓷企業(yè)綜合成本上升12~13%,沒(méi)幾個(gè)企業(yè)能承受得住,因此必須從自身出發(fā)把成本降低。”佛山市科達(dá)機(jī)電有限公司總經(jīng)理助理何衛(wèi)東認(rèn)為,成本壓力促使陶瓷企業(yè)開(kāi)始重視用節(jié)能減耗減低生產(chǎn)成本。

此外,國(guó)家發(fā)改委在《關(guān)于加強(qiáng)高耗能、高排放建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境源頭防控的指導(dǎo)意見(jiàn)》,明確“兩高”項(xiàng)目暫按煤電、石化、化工、鋼鐵、有色金屬冶煉、建材等六個(gè)行業(yè)類別統(tǒng)計(jì),作為大建材行業(yè)的重要組成部分,陶瓷行業(yè)也正式進(jìn)入“兩高”之列,成為能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控的重點(diǎn)行業(yè)之一。

事實(shí)上,多地在“碳達(dá)峰、碳中和”的政策背景下,今年以來(lái),紛紛出臺(tái)了對(duì)陶瓷行業(yè)能耗的管理規(guī)定,大量新建、改建項(xiàng)目因能評(píng)而暫緩,這對(duì)陶瓷行業(yè)而言,又將掀起一次新的節(jié)能減排革命。

 

設(shè)備更迭,技術(shù)創(chuàng)新

造就節(jié)能降耗新高峰        

 

天然氣改造初期,大多數(shù)企業(yè)僅僅通過(guò)管道改造、更換噴槍等方式完成能源更迭,但過(guò)高的能耗使得企業(yè)難以承受,倒逼行業(yè)進(jìn)行深入的節(jié)能研究,其中設(shè)備的創(chuàng)新和更迭起到了很大的作用。

“以前一些大產(chǎn)區(qū)很多窯爐已經(jīng)用了十多年,從產(chǎn)能、產(chǎn)品配套、保溫效果來(lái)說(shuō),已經(jīng)不適合市場(chǎng)發(fā)展了,促使企業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝進(jìn)行迭代。”何衛(wèi)東介紹,2019年以來(lái),從廣東、山東開(kāi)始再到江西、四川等產(chǎn)區(qū),設(shè)備更迭現(xiàn)象非常普遍,新設(shè)備和新技術(shù)已經(jīng)將節(jié)能作為重點(diǎn)研發(fā)方向。

“同樣燒天然氣,生產(chǎn)同等規(guī)格的600×600mm、800×800mm拋釉磚,按照每公斤瓷能耗計(jì)算,我們國(guó)內(nèi)普遍需要500大卡/公斤,而印度普遍則只需要400大卡/公斤,我們還高25%。”荊海山分析,國(guó)內(nèi)瓷磚窯爐單位能耗高與窯爐設(shè)計(jì)較偏長(zhǎng),產(chǎn)量偏大有主要關(guān)系,在國(guó)內(nèi)高溫快燒的燒成制度下,預(yù)熱區(qū)溫度設(shè)置過(guò)高,導(dǎo)致排煙溫度高,外排熱量浪費(fèi)多,再加上長(zhǎng)窯正壓大散熱面積增加,大大造成了熱量浪費(fèi)而不節(jié)能。

荊海山指出,要降低能耗,首先煙氣排放量要減少、煙氣溫度要降低,另外就是燃料的有組織燃燒。因此,無(wú)論是包括科達(dá)、德力泰在內(nèi)的窯爐公司,推出了高精度的節(jié)能燒嘴,并通過(guò)空燃比例燃燒系統(tǒng)、助燃風(fēng)加熱系統(tǒng)使得燃燒更合理、高效。

通過(guò)余熱高效回收利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱量回收更是如今窯爐的標(biāo)配。瓷磚生產(chǎn)過(guò)程中,制品溫度從常溫升到1230℃,然后再冷卻降到100℃左右出窯,這其中冷卻散發(fā)的熱量有著極大的回收利用空間。

另外,荊海山認(rèn)為,窯爐熱平衡里,排煙帶走熱量占總能耗約20~30%,如果直接排到脫硫塔,不僅浪費(fèi)還增加了末端治理的成本,現(xiàn)在通過(guò)煙氣換熱器的熱交換后,可回收煙氣熱量的50-60%熱量,再輸送到干燥器做加熱利用,基本實(shí)現(xiàn)窯爐煙氣與余熱熱量的高比例回收,基本實(shí)現(xiàn)干燥零能耗。

▲ 德力泰全余熱回收系統(tǒng)。

 

納米粉、納米絕熱板/磚等窯爐新型隔熱材料的升級(jí)也極大減少了熱量的散失。何衛(wèi)東介紹,2015年左右很多窯爐、窯頂溫度都到了100多℃,現(xiàn)在通過(guò)設(shè)計(jì)和用材,可以控制到70多℃;窯墻外側(cè)的溫度已經(jīng)不超過(guò)60℃,這充分說(shuō)明保溫效果作用更好了,對(duì)節(jié)能有很大的作用。

除了節(jié)能,在節(jié)電方面,荊海山同時(shí)介紹到,風(fēng)管路的合理設(shè)計(jì)降低了氣體流速,減少了阻力,使得風(fēng)機(jī)低頻運(yùn)行大大節(jié)省了電耗。

同時(shí)在窯后環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)窯后整線PC控制,在電耗上也實(shí)現(xiàn)了接近20%的減耗作用。據(jù)了解,在窯后各環(huán)節(jié)中設(shè)備如果持續(xù)運(yùn)行,拋光環(huán)節(jié)綜合運(yùn)行效率大約為80%,包裝線大約是60%,儲(chǔ)磚線則不足50%。而科達(dá)正通過(guò)窯后整合創(chuàng)新改變這一現(xiàn)狀。通過(guò)總控的方式提高設(shè)備綜合運(yùn)轉(zhuǎn)效率,用PC把后段設(shè)備管控起來(lái),不僅提高了設(shè)備的穩(wěn)定性、智能化,還大大節(jié)省了用人數(shù)量和電耗。

▲ 窯后整線。

 

產(chǎn)品減薄、配方優(yōu)化        

低溫快燒實(shí)現(xiàn)低耗能

 

除了通過(guò)精準(zhǔn)管理以及上游設(shè)備企業(yè)研發(fā)的新技術(shù)應(yīng)用外,陶瓷企業(yè)自身通過(guò)產(chǎn)品創(chuàng)新也在節(jié)能降耗上取得顯著效果。

“印度比我們能耗低,其中一個(gè)原因就是他們的產(chǎn)品比較薄,我們普遍10.2mm的常規(guī)800×800mm拋釉磚,他們的厚度大概是9.8mm,加上產(chǎn)品配方工藝也不一樣,能夠低溫快燒。”荊海山認(rèn)為,瓷磚薄型化一定是未來(lái)的發(fā)展方向,這不僅起到節(jié)能的作用,還能節(jié)省資源。

▲ 中板是瓷磚減薄的創(chuàng)新產(chǎn)品,圖為德力泰承建的四川利弘中板生產(chǎn)線。
 

如今,中板、薄板的發(fā)展也印證了這一說(shuō)法。何衛(wèi)東介紹,科達(dá)在福建新建的一條薄板線,天然氣能耗最低達(dá)到了1.12m³/㎡。根據(jù)《陶瓷信息》了解,目前逐漸成為陶瓷行業(yè)主流產(chǎn)品的7~8mm中板,能耗可降至1.2m³/㎡以下。

專業(yè)從事窯爐技術(shù)改造的佛山市佳韻窯業(yè)技術(shù)有限公司總經(jīng)理程昭華在經(jīng)歷了大量陶瓷企業(yè)技改項(xiàng)目后發(fā)現(xiàn),陶瓷企業(yè)也在通過(guò)降低產(chǎn)品成本,比如減少更多超白高溫原料的使用,實(shí)現(xiàn)低溫快燒以達(dá)到降低能耗的目的。

 

能耗屢創(chuàng)新低

三年可省出一條新窯爐       

 

綜合性的節(jié)能降耗效果跟傳統(tǒng)生產(chǎn)線能耗相比有多大差別?能給陶瓷企業(yè)帶來(lái)多大的效應(yīng)?

以天然氣改造為例,普遍認(rèn)為,生產(chǎn)800×800×(10.5~11)mm單零吸水率拋釉磚,根據(jù)窯爐長(zhǎng)度和寬度不同,舊窯改用天然氣后能耗基本在1.8~2m³/㎡。

程昭華介紹,最早改用天然氣的陶瓷企業(yè),由于沒(méi)有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),生產(chǎn)常規(guī)800×800mm瓷磚,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)能耗高達(dá)2.6~2.8m³/㎡的情況,但通過(guò)節(jié)能改造,如今最低可降低至1.6m³/㎡。

“我們?nèi)ツ甑驮诮餍陆ǖ囊粭l混燒800×800mm、600×1200mm拋釉磚生產(chǎn)線,日產(chǎn)量4.7萬(wàn)㎡,使用天然氣。按照以往的經(jīng)驗(yàn),這么大產(chǎn)量的生產(chǎn)線,使用水煤氣普遍需要3.5~3.8m³/㎡,換算成天然氣大概是1.9m³/㎡,但實(shí)際我們做到了1.65-1.7m³/㎡。”何衛(wèi)東指出,通過(guò)設(shè)備升級(jí),節(jié)能效果在大產(chǎn)能生產(chǎn)線中也取得了顯著的效果。

▲ 科達(dá)承建的日產(chǎn)4.7萬(wàn)㎡拋釉磚生產(chǎn)線,能耗可達(dá)1.65-1.7m³/㎡。

 

盡管對(duì)大多數(shù)產(chǎn)區(qū)和企業(yè)而言,充分的節(jié)能降耗并不能完全抵消改用天然氣后上漲的成本,但相比舊窯直接使用天然氣,對(duì)比效果卻十分明顯。以德力泰承建的清遠(yuǎn)一家陶瓷企業(yè)全新的一條雙零吸水率的800×800mm拋釉磚生產(chǎn)線為例,改用天然氣后,企業(yè)舊線窯爐天然氣能耗基本為1.9m³/㎡左右,新建窯爐能耗目標(biāo)為1.6m³/㎡,實(shí)際做到了1.55m³/㎡。

“按照當(dāng)時(shí)的天然氣價(jià)格2.5元/㎡,能耗成本就有將近1元/㎡的差距,一天產(chǎn)量大約1.2萬(wàn)平方米,一年就大約可節(jié)省360萬(wàn)元,通過(guò)能耗的節(jié)省,3年多時(shí)間就可以把生產(chǎn)線的投入收回。”荊海山認(rèn)為,當(dāng)時(shí)雙零吸水率的常規(guī)800×800mm拋釉磚能耗從2m³/㎡降低做到1.6m³/㎡以下,是具有劃時(shí)代意義的。

在眾多業(yè)內(nèi)人士看來(lái),在“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下,節(jié)能降耗將是被列為“兩高”項(xiàng)目的陶瓷行業(yè)很長(zhǎng)一段時(shí)間的重要課題,也是目前較好的減排解決方案,無(wú)論是新建還是技術(shù)改造的生產(chǎn)線,得益于節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步和精細(xì)化管理,在產(chǎn)品品質(zhì)提升的同時(shí),實(shí)現(xiàn)低碳與節(jié)能增效的疊加效果,促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也創(chuàng)造了更大社會(huì)價(jià)值。

(本文轉(zhuǎn)載自陶瓷信息)

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