【摘要】煤矸石磚廠在利用煤矸石燒結制磚時，燒結后的余熱大多直接散失，同時職工洗浴用水又采用鍋爐蒸汽加熱，造成浪費，不符合低碳經濟的發展趨勢。如何合理利用燒結磚時的余熱，用于加熱洗浴用水，實現節能降耗十分關鍵。煤矸石磚廠余熱利用系統設計思路是利用煤矸石磚經燒結段后的余熱保溫及冷卻段多余的熱量，加熱位于窯尾頂部加熱水箱內的水，將熱水輸送到職工澡堂供洗浴，從而節約部分鍋爐房的供熱量，達到省煤節能的目的。
　　【關鍵詞】煤矸石磚廠,余熱利用,熱水系統
　　【中圖分類號】TK01+8【文獻標志碼】B
　　余熱是在一定經濟技術條件下，在能源利用設備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。
　　根據調查，各行業的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%-67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。
　　中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》提出了“十一五”期間單位國內生產總值能耗降低２０％左右，主要污染物排放總量減少１０％的約束性指標。
　　政府已將“余熱余壓”利用工程列為“十大重點節能工程”之一。節能減排已成為整個社會的共同任務。余熱余壓利用工程包括在鋼鐵、建材、化工等高耗能行業，改造和建設純低溫余熱發電、壓差發電、副產可燃氣體和低熱值氣體回收利用等余熱余壓余能利用裝置和設備。
　　隨著工業企業淘汰落后生產能力工作的推進和技改項目的相繼啟動，溴化鋰吸收式制冷機必將會在節電、節水、節氣、余熱利用等領域中發揮出更多、更重要的作用。
　　煤矸石磚廠余熱利用系統設計思路是利用煤矸石磚經燒結段后的余熱保溫及冷卻段多余的熱量，加熱位于窯尾頂部加熱水箱內的水，將熱水輸送到職工澡堂供洗浴，從而節約部分鍋爐房的供熱量，達到省煤節能的目的。
　　1、 方案選擇
　　煤矸石磚廠在利用煤矸石燒結制磚時，燒結后的余熱大多直接散失，同時職工洗浴用水又采用鍋爐蒸汽加熱，造成浪費，不符合低碳經濟的發展趨勢。如何合理利用燒結磚時的余熱，用于加熱洗浴用水，實現節能降耗十分關鍵。
　　煤矸石制作燒結多孔磚。是利用煤矸石本身所含熱能燒磚，在焙燒窯內經過預熱、燒結、冷卻三個過程。煤矸石多孔磚燒成溫度通常為950。C一1050％，經過高溫焙燒、保溫后進入冷卻段，磚體溫度仍可達到800℃左右，此時多孔磚已燒結，晶型轉化基本完成。進入冷卻帶的多孔磚帶有大量熱量，這部分熱量通過熱輻射、對流的方式向窯頂、窯墻、窯車以及助燃空氣傳遞，致使窯體、窯車和多孔磚本身蓄熱偏多，最終散發到大氣中，造成極大的浪費。焙燒窯生產是連續性的，在冷卻段每個位置的環境溫度也是相對穩定的，此時的熱源潔凈無煙塵，這就為余熱利用提供了穩定的熱源。
　　本系統在方案選擇時，對類似的煤矸石磚廠余熱利用情況進行了考察。對比分析，選擇適合本廠情況的最佳加熱、輸送、調節、控制和利用方案，將整個系統分為加熱蓄能、輸送、利用和自動控制四個環節。每個環節既相對獨立又相互聯系，通過自動控制系統連接成有機整體。此方案的突出特點：利用余熱效率高，投資省，管理以及運行維護量小，可以做到無人值班。
　　在方案選擇階段，初步考慮兩種不同的方案，即熱水系統方案和蒸汽系統方案。進行可行性比較便可了解這兩種方案的優劣，并得到選擇熱水系統方案的正確性。
　　若采用蒸汽系統方案，為達到盡可能多的余熱利用量，必須增加余熱鍋爐部分的投資，相對于熱水系統方案來說，鍋爐屬于特種壓力設備，各種審批手續以及每年年檢程序必不可少，同時需要相應配套的軟化水處理等設備的投資，第三，關鍵還是熱量的人為的損失太大，有效利用率大大降低。經簡單計算，如果利用蒸汽系統方案，將蒸汽輸送到澡堂用以加熱洗浴用水，蒸汽壓力應不低于0.3Mpa（對應于0.3Mpa壓力下的蒸汽溫度約130℃1），那么，窯尾120℃以下的余熱量是利用不了的，且蒸汽輸送壓力和熱損失均比熱水輸送要大得多。而熱水系統方案，完全克服了蒸汽系統的缺點。對于洗浴來說，對熱水的參數要求并不高，凡是比水箱內自來水溫度高的窯尾余熱就能被水吸收，有溫差就能利用。
　　2、工藝流程：
　　工藝流程為：加熱水箱內加入自來水→余熱通入加熱水箱的水中→熱水儲存并循環加熱→熱水的輸送→淋浴水的調溫及大池注熱水。
　　3、系統原理：
　　3.1熱源端。
　　水箱的加水由水位自動控制單元完成，使水位自動保持在水位上下設定值之間。加熱后的熱水靠蓄水池的水位控制自流入地下蓄水池，地下蓄水池和加熱水箱的熱水又能根據設定的溫差通過循環水泵（當蓄水池的水溫低于加熱水箱內不斷加熱的熱水溫度某一設定值時，自動啟動循環水泵），將蓄水池的水打回高位加熱水箱實現循環加熱，以達到余熱的最大程度利用。在熱源端還設有熱水泵，其啟動是靠使用端淋浴水的溫度以及水位自動運作，也可就地或遠端手動啟停。
　　3.2使用端。
　　使用端也就是澡堂。
　　3.2.1男池注入熱水時是靠手動啟動熱源端的熱水泵，將熱水注入大池。因磚廠運行情況以及季節因素，水溫通常是不確定的，大池的水溫是靠人工調節的。
　　3.2.2淋浴水箱的水位、水溫是自動控制的。溫度低于設定低限時自動啟動熱水泵以及電動閥向淋浴水箱加熱水，加熱水時不能影響洗浴的正常使用，設置了溫度優先滿足使用的程序，若溫度高于設定上限時熱水泵停，熱水電動閥關閉；同時自來水電動閥打開進行冷水加水，當淋浴水池注滿水后自來水閥關閉，此時如果因來熱水溫度偏低，當淋浴水箱水溫仍低于設定溫度下限，則系統會自動開啟蒸汽電動閥用外來蒸汽繼續加熱，至溫度達到設定上限時蒸汽電動閥關閉。
　　4、防腐保溫材料的選擇
　　4.1防腐。對于金屬管道部分，首先進行徹底的除銹，噴紅丹防銹漆，有必要做面漆的地方再按要求刷面漆。
　　4.2保溫。本系統熱水的輸送距離較遠，輸送介質溫度在30-100℃，必須選擇保溫性能較好的保溫材料，減少熱量的二次損失。進行技術及經濟比較后，選擇聚氨酯發泡保溫材料，此保溫材料的特點：①導熱系數小，約為0.0275w/m•℃(25℃時)，為普通保溫材料的1/3；②防水性能好；③防腐，該材料屬發泡塑料，能有效的保護所保溫的管材表面免于腐蝕；④成型后硬度大2。
　　5、系統投用后的節能比較
　　此系統安裝施工完畢，一經投入使用即產生了很大的經濟效益，也大大降低了勞動成本，節約了人力。經統計及計算，此系統每天能節約鍋爐用煤量按每天10T計算，一年就可節約用煤量3600多噸，僅此一項，一年就可節約成本一百五十多萬元。并且該系統在熱源端實現了系統全自動化，與未采用此系統之前的磚廠相比較，可節約操作工人2-3人，使用端操作工人只需啟動按鈕便可完成所有操作，大大的降低了勞動強度，最大程度上實現了自動化控制。
　　6、結論
　　總之，根據熱水系統方案進行煤矸石磚廠余熱利用，將使煤矸石燒結磚廠創造更好的經濟效益和社會效益，同時為節能減排、發展循環經濟、構建和諧社會作出更大貢獻。
　　【參考文獻】
　　【1】 化工工藝設計手冊，化學工業出版社，2007，2—716.
　　【2】 化工工藝設計手冊，化學工業出版社，2007，3—94.