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水泥制管工艺中蒸汽养护环节的节能设计

1. 改造现有的养护设施。我们从调查中发现,在水泥管的蒸养过程中,61~89%的热能都耗费在养护设施的吸热、损漏上。我国目前的蒸养设施基本上以养护坑为主,约占全部养护设施的70%左右。它虽然具有能适应不同尺寸的构件,结构简单,一次性投资少等优点,但热量损漏严重,间歇作业引起的余热散失高达总热耗的45%。坑内介质温度不匀,养护时间长。因此坑式养护的耗汽量是折线窑和立窑的4倍,是隧道窑的3倍。无疑,这是影响有效利用热能的主要因素。但要废弃这样众多的、目前还能适应我国生产实际的养护坑,显然是不可行的。因此,只有对养护坑进行技术改造。现在我国已经进行的、较为有效的方法有:


1.1 热介质定向循环。这种方法是使蒸汽通过大口径喷咀喷出,在养护坑内形成具有一定速度的多次循环的介质流,以消除坑内的上下温差。试验结果,养护时间可缩短三分之一,耗汽量减少58%,而且旧坑改造费用不大,工程不复杂。


1.2 纯蒸汽养护。这种方法是在养护坑内的上下部,都设供汽管道,并有与外界空气相通的控制式冷凝器及排气孔,可使坑内全部充满纯蒸汽,消除养护坑的“呼吸”现象。经试验,可节约热能70%,缩短养护周期68%,水泥管成本降低5.13%。


1.3 坑式干湿热养护。在旧养护坑中配置串热片,并在坑下部分小花管喷水补湿。配合其它节煤措施,可使单方煤耗降至30.7kg。这种方法已应用于实际生产。


改造旧坑的工作已引起大家的注意,并已取得一定的成效。但现有的改造方法基本上都是套用国外六十年代提出的改造方案。今后若能在已有的基础上再广泛收集近期国外的各种新方法,博采众长,融汇成我国自具特色的改造方案,预期会有更好的效果。同时养护坑的隔热措施,间歇作业中的余热利用及提高坑的填充系数也是需要切实改进的。


2. 改造锅炉。目前水泥管厂使用的锅炉大多性能落后,运行管理水平低,严重影响水泥管生产的煤耗,急待改造。某些厂的实践证明,通过炉膛改造,余热利用,水质处理等措施,成效甚大。因此这项工作还需大力推进。此外应注意锅炉吨位与水泥管产量之间的最佳配合,切忌盲目扩大锅炉吨位。如当混凝土构件的月产量为5000立方米时,采用4吨锅炉,其经济效果最好。


3. 研究采用复合外加剂。通过调查,水泥制管中除构件生产有50%使用外加剂外,其它产品极少使用。但通过一些厂的试用证明,使用外加剂确有缩短养护时间,降低养护温度,提高质量,节约水泥等多方面的效果。从长远来年,外加剂也可能取代蒸汽养护。因此研究外加剂,特别是研究适用于离心水泥管及自应力水泥管的外加剂,在水泥制管节能上具有深远的意义。


4. 研究太阳能养护:在养护能源上,常规能源中的太阳能是一种理想的再生资源。我国一年内获得的太阳能在一亿亿千瓦小时左右,相当于1.2亿万吨标准煤。近年来利用太阳能养护的试验和研究在我国各地蓬勃发展。试验结果表明,与蒸汽养护相比,养护一立方米混凝土可节约煤150~200kg,养护费相当于蒸汽养护的9~15%,同时不污染环境。但目前太阳能养护机理,蓄能和连续使用的问题还没有解决,其养护的制品范围也有待扩大。


5. 加强计量管理工作,订出合理的能耗定额;水泥管厂迄今几乎都未安装蒸汽计量仪表,全国没有统一的水泥管能耗计算方法,生产和生活耗煤混淆不清。因此,研究水泥管节能问题时,缺乏可靠的基本数据,各厂的资料之间缺乏可比性。今后应整顿管理制度,严格计量统计,在此基础上订出合理的能耗定额。


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