根據(jù)2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國冶金石灰產(chǎn)能中，具有國際先進水平的或國內(nèi)先進水平的占總產(chǎn)能的58.8%，國內(nèi)一般水平的占總產(chǎn)能的14.8%，落后產(chǎn)能占26.4%。而普通石灰生產(chǎn)大多數(shù)仍然采用簡易窯或土窯落后裝備生產(chǎn)，以煤為燃料，無質(zhì)量保證措施和環(huán)保措施，能耗高。開發(fā)推廣先進的節(jié)能技術(shù)是冶金石灰行業(yè)實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

　　1.前言

　　石灰作為工業(yè)生產(chǎn)的重要輔料，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、環(huán)保、建材等諸多行業(yè)，高品質(zhì)的活性石灰主要應(yīng)用于煉鋼、燒結(jié)及電石行業(yè)。2014年我國粗鋼產(chǎn)量達到8.2億噸，燒結(jié)礦產(chǎn)量約為9億噸。按照2013年轉(zhuǎn)爐、電爐煉鋼平均石灰消耗量為47.8kg/t，燒結(jié)礦石灰消耗量為66.5kg/t計算，2014年冶金石灰的消耗總量約為9860萬噸。2014年冶金石灰產(chǎn)能約為1.1億噸。

　　冶金行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和實現(xiàn)工業(yè)化的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是能源消耗大戶，節(jié)能降耗一直是冶金行業(yè)發(fā)展的重中之重。各種冶金工業(yè)爐窯在生產(chǎn)過程中會消耗大量的能源，在某些領(lǐng)域還存在嚴重的資源浪費現(xiàn)象，違背了我國節(jié)能減排的發(fā)展目標，這就迫切的需要實現(xiàn)工業(yè)爐窯的節(jié)能發(fā)展。隨著活性石灰工業(yè)的快速發(fā)展，技術(shù)水平的不斷提高，節(jié)能降耗的需求日益突出。根據(jù)2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國冶金石灰產(chǎn)能中，具有國際先進水平的或國內(nèi)先進水平的占總產(chǎn)能的58.8%，國內(nèi)一般水平的占總產(chǎn)能的14.8%，落后產(chǎn)能占26.4%。而普通石灰生產(chǎn)大多數(shù)仍然采用簡易窯或土窯落后裝備生產(chǎn)，以煤為燃料，無質(zhì)量保證措施和環(huán)保措施，能耗高。開發(fā)推廣先進的節(jié)能技術(shù)是冶金石灰行業(yè)實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

　　2.主要冶金石灰窯爐

　　幾十年來，在各相關(guān)科研和生產(chǎn)單位的共同努力下，我國的冶金石灰行業(yè)獲得了長足的發(fā)展。國外各種先進的石灰生產(chǎn)裝備基本上都已經(jīng)引進到國內(nèi)，比如德國克勞斯&dot；瑪菲公司、日本三菱公司、美國美卓公司的回轉(zhuǎn)窯，瑞士麥爾茲公司的雙膛豎窯，德國貝肯巴赫公司的套筒窯，意大利弗卡斯公司的雙梁窯和“梁式橋”套筒窯，意大利西姆公司的雙D窯、德國波力休斯公司的懸浮窯、意大利佛利達公司的梁式窯、日本住友公司的焦炭窯等。在引進消化的基礎(chǔ)上，國內(nèi)自主開發(fā)的回轉(zhuǎn)窯、雙膛豎窯、套筒窯、梁式窯、新型氣燒豎窯、新型焦炭豎窯、節(jié)能型普立窯、馬氏窯得到廣泛推廣。

　　2.1 回轉(zhuǎn)窯

　　回轉(zhuǎn)窯是國內(nèi)技術(shù)最成熟、推廣范圍最廣的先進石灰窯。目前，我國自主研發(fā)的帶豎式預(yù)熱器和豎式冷卻器的石灰回轉(zhuǎn)窯系列產(chǎn)品已經(jīng)在國內(nèi)廣泛推廣，并已向國外輸出，設(shè)計生產(chǎn)能力涵蓋250t/d～1200t/d，以滿足不同企業(yè)的需求。石灰回轉(zhuǎn)窯技術(shù)日益成熟、工程造價大幅下降，能耗水平進一步降低。以一條比較完善的600t/d石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線為例：投資在4000~4500萬元，熱耗低至1150x4.18kj/kg以下，電耗在45kwh/t以下�；剞D(zhuǎn)窯可使用國內(nèi)普遍采用的煤粉、電石爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、混合煤氣，以及多種煤氣混燒、或多種煤氣與煤粉混燒，基本可以滿足生產(chǎn)企業(yè)利用當?shù)亓畠r能源的要求。回轉(zhuǎn)窯操作簡單直觀，窯內(nèi)狀態(tài)一目了然，且可以充分借用水泥回轉(zhuǎn)窯操作人員和生產(chǎn)管理經(jīng)驗，容易被生產(chǎn)企業(yè)掌握。

　　2.2 雙膛豎窯

　　雙膛豎窯作為世界上最為先進的石灰窯爐之一，其最大特點在于并流蓄熱焙燒原理，它具有石灰生產(chǎn)行業(yè)所公認的最小熱消耗。國內(nèi)早期建設(shè)的雙膛豎窯絕大多數(shù)為引進國外技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備，引進費用高，建設(shè)周期長。為滿足市場需求，具有我國獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的雙膛豎窯全系列產(chǎn)品已經(jīng)問世，并成功應(yīng)用于多個工程實例，設(shè)計能力覆蓋120t/d～600t/d。同時，自主研發(fā)的產(chǎn)量為800t/d的雙膛豎窯也已經(jīng)完成了技術(shù)攻關(guān)，具備了投放市場的能力。雙膛豎窯適用的燃料有煤粉、轉(zhuǎn)爐煤氣、混合煤氣、電石爐煤氣、天然氣，以及煤粉和煤氣混燒。

雙膛豎窯在國內(nèi)有近30年的使用經(jīng)驗，生產(chǎn)技術(shù)已相當成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，活性度可達380～420ml，氣體燃料熱耗低至850x4.18kj/kg，電耗40kwh/t，且采用煤粉和煤氣均可靠，窯襯壽命可達3~6年。已經(jīng)形成了穩(wěn)定的生產(chǎn)培訓基地，有一批成熟的技術(shù)人員和操作工人。

　　2.3 套筒窯

　　套筒石灰豎窯(簡稱套筒窯)于上世紀80年代最早引入我國。多年來，國內(nèi)石灰生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)在吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，對套筒窯進行了很多創(chuàng)新和改進，促進了套筒窯的推廣和應(yīng)用。在國內(nèi)已經(jīng)儲備了多年的生產(chǎn)操作經(jīng)驗，技術(shù)基本成熟。目前市場上典型的套筒窯窯型規(guī)格有150t/d、300t/d、500t/d、600t/d等。套筒窯操作較為簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，活性度在360ml以上，氣體燃料熱耗在900x4.18kj/kg，電耗40kwh/t，窯襯壽命可達3~6年。但套筒窯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，異型磚多，砌筑復(fù)雜，維修困難，基建投資高，不宜燒煤粉是制約其發(fā)展的主要問題。

　　2.4 梁式窯

　　梁式窯是以燃燒梁為熱工工具焙燒石灰的石灰生產(chǎn)設(shè)備，經(jīng)過國內(nèi)技術(shù)人員通過多年的努力，破解了梁式窯的部分技術(shù)難題，解決了低熱值燃料的應(yīng)用問題，并且成功實現(xiàn)了多種燃料混燒的技術(shù)進步，為梁式窯的大面積推廣創(chuàng)造了條件。自2000年國產(chǎn)化以來，國內(nèi)已建100t/d~500t/d的梁式石灰窯200多座，并且已經(jīng)輸出到了國外。

　　梁式窯適用多種燃料，如天然氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣(熱值≥800x4.18kj/m3)、混合煤氣、煤粉、焦粉、重油或固液、固氣混合燃料。生產(chǎn)操作正常時，石灰活性度可達350ml以上，能耗可達900x4.18kj/kg，電耗可達30kwh/t。

　　2.5 混料窯

　　混料窯在國內(nèi)當前流行的主要由三種：機械化豎窯、節(jié)能窯、馬氏窯。

　　機械化豎窯是在解放初蘇聯(lián)援建我國的機械化豎窯基礎(chǔ)上，吸收日本住友焦炭窯技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)幾十年生產(chǎn)實踐經(jīng)驗改進的新型機械化豎窯。窯型有50~500m3，利用系數(shù)在0.65~0.8，燃料采用焦炭、無煙塊煤、無煙煤球。噸灰熱耗為140公斤標準煤，生過燒在10%左右。

　　節(jié)能窯是建材行業(yè)在土窯基礎(chǔ)上，合理優(yōu)化窯形結(jié)構(gòu)，增加配料設(shè)施，供風排氣裝置后開發(fā)的節(jié)能型石灰窯。窯型有50~300m3，利用系數(shù)在0.5左右，燃料采用無煙碎煤。噸灰熱耗為140公斤標準煤，生過燒在10%左右。

　　馬氏窯的窯形為花瓶型，產(chǎn)能為150t/d，利用系數(shù)在0.2左右，燃料為無煙塊煤。采用石灰石CaO含量53.5%，SiO2 1.25%，篩分后粒度40-80mm，燃料無煙粒煤20-40mm，低發(fā)熱值≥6500 kcal/ kg。石灰質(zhì)量可達到CaO>90%，活性度>300ml。

　　3. 主要節(jié)能技術(shù)及發(fā)展方向

　　冶金石灰窯爐的能源消耗主要集中體現(xiàn)在熱能消耗與電能消耗兩方面。因此，目前各科研及生產(chǎn)單位以這兩方面為切入點開發(fā)石灰窯爐的節(jié)能技術(shù)與措施。具體方向可以歸納為新型煅燒技術(shù)開發(fā)、窯襯涂層技術(shù)和新型窯襯結(jié)構(gòu)開發(fā)、窯爐余熱利用技術(shù)開發(fā)、自動化與節(jié)電技術(shù)開發(fā)等。

　　3.1 新型煅燒技術(shù)開發(fā)

　　富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用。富氧燃燒技術(shù)是工業(yè)窯爐最為看好的節(jié)能環(huán)保燃燒方式之一，已經(jīng)在玻璃熔窯、有色冶金和黑色冶金等許多行業(yè)和領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。富氧燃燒一方面可以減少空氣需要量，降低煙氣生成量，使煙氣帶走的熱損失降低，熱量利用率提高；另一方面，可以提高理論發(fā)熱溫度和理論燃燒溫度，有利于燃料的完全燃燒。富氧燃燒技術(shù)還能提高理論燃燒速度，提高輻射給熱系數(shù)，拓寬著火極限，降低空氣過剩系數(shù)。總之，將富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)窯爐具有很大的技術(shù)優(yōu)勢，對工業(yè)爐窯的節(jié)能降耗有著非常重要的總用。對于存在富余氧氣的大型冶金企業(yè)來說，富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用于冶金石灰窯爐可以有效節(jié)約能源，降低成本。但是對于沒有富余氧氣的企業(yè)來說，富氧燃燒的經(jīng)濟性需要經(jīng)過詳細論證。

強化燃燒技術(shù)開發(fā)利用。在石灰煅燒過程中，石灰石分解不僅需要吸收足夠的分解熱，還要保證合適的煅燒溫度，這樣石灰石才能夠?qū)崿F(xiàn)快速分解。當石灰窯使用高熱值燃料時，其發(fā)熱量大，燃燒溫度高，能夠滿足石灰快速分解的條件。而當石灰窯使用低熱值燃料時，就需要采取措施強化燃燒，提高煅燒溫度，保證石灰石的快速分解。例如，以低熱值煤氣為燃料的雙膛豎窯利用通道高溫煙氣余熱助燃空氣，以達到強化煅燒的目的。

　　低熱值煤氣的綜合利用。鋼廠的煤氣資源主要有焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣等，焦爐煤氣的熱值約為3600kCal/Nm3，轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值約為1600kCal/Nm3，高爐煤氣的熱值只有大約800kCal/Nm3，回轉(zhuǎn)窯使用煤氣煅燒活性石灰要求的熱值一般要大于2600kCal/Nm3，焦爐煤氣是最合適的燃料。但是從多數(shù)鋼鐵企業(yè)的燃料平衡來看，焦爐煤氣成本相對較高，而且供應(yīng)往往不能滿足活性石灰生產(chǎn)需要，而轉(zhuǎn)爐和高爐煤氣卻往往因為過剩被迫大量放散。如何利用低熱值煤氣是現(xiàn)今冶金石灰生產(chǎn)的重要研究課題。低熱值煤氣在活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)上已經(jīng)成功得到應(yīng)用。主要方法是采用混合煤氣、煤粉和煤氣混燒、高效換熱器進行預(yù)熱等�；旌厦簹馐前匆欢ū壤龑⒔範t煤氣和轉(zhuǎn)爐或高爐煤氣進行混合，混合后熱值有所降低，但可以滿足活性石灰生產(chǎn)要求；煤粉和煤氣混燒可以根據(jù)煅燒所需的熱值和燃燒溫度調(diào)節(jié)，將煤粉和煤氣進行混合燃燒；高效換熱器可以利用廢煙氣將煤氣和一次風預(yù)熱到150～200℃，采用這種方式可以提高低熱值煤氣帶入的物理熱，可以增加低熱值煤氣使用的量。因此，低熱值煤氣的綜合利用，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，同時可以減少因大量放散帶來的環(huán)境污染。

　　3.2 窯襯涂層技術(shù)和新型窯襯結(jié)構(gòu)開發(fā)

　　窯爐隔熱保溫技術(shù)是降低爐體散熱損失的主要途徑，該技術(shù)的關(guān)鍵點是降低窯內(nèi)高溫物料與氣體通過窯襯向外傳熱的綜合傳熱系數(shù)，該系數(shù)主要由窯內(nèi)的對流輻射傳熱、窯襯的導(dǎo)熱以及窯外壁的對流輻射傳熱所決定。由此產(chǎn)生的隔熱保溫技術(shù)有：

　　(1)窯襯涂層技術(shù)。通過在窯襯表面噴涂涂層，降低窯內(nèi)襯表面的黑度，減小窯內(nèi)高溫物料及氣體向窯襯輻射傳熱的吸收比，以減小傳熱量。在窯外壁噴涂涂層可以減小窯外壁向環(huán)境輻射傳熱的發(fā)射率，同樣可以減小窯襯向外界的散熱量。

　　(2)新型窯襯結(jié)構(gòu)。采用新型窯襯結(jié)構(gòu)是一項非常重要的節(jié)能措施，達到既減少燃料消耗，又改善操作環(huán)境的目的。例如，采用空心隔熱耐火磚可以有效提高窯襯的隔熱性能；雙膛豎窯的窯襯采用重質(zhì)耐火磚、輕質(zhì)隔熱耐火磚、耐火纖維氈和硅酸鈣隔熱板的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，連接通道頂部采用重質(zhì)耐火澆注料、輕質(zhì)隔熱澆注料和礦渣棉的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，在實際使用過程中顯現(xiàn)了優(yōu)越的耐火保溫性能。復(fù)合預(yù)制磚加澆注料的新型窯襯結(jié)構(gòu)，已經(jīng)有多條回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的成功實踐。這種窯襯結(jié)構(gòu)將復(fù)合預(yù)制磚由錨固件固定在窯體上，這樣就完全可以實現(xiàn)在貼近窯體內(nèi)表面上再添加一層導(dǎo)熱系數(shù)較低的高鋁纖維保溫層而不會出現(xiàn)掉磚；兩行磚之間再用輕質(zhì)高鋁纖維毯及輕質(zhì)高強澆注料和耐磨澆注料填充，更保證了砌體的整體性、牢固性及保溫性，滿足砌體長期處于受震狀態(tài)的使用條件，使得窯皮溫度顯著降低，節(jié)能效果顯著。

　　3.3 窯爐余熱利用技術(shù)

　　提高窯爐熱效率不僅要從減少窯爐熱損失入手，還要合理利用窯爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱。石灰窯爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱主要為出窯廢氣余熱、窯爐爐體散熱以及出窯石灰所帶物理熱，這些余熱的總和甚至占到窯爐熱耗的40%～50%以上。因此，合理利用余熱對于節(jié)能降耗，提高窯爐熱效率至關(guān)重要。

3.3.1 出窯廢氣余熱利用技術(shù)

　　石灰窯出窯廢氣溫度高，煙氣量大，直接排放會造成大量能源浪費。在實際生產(chǎn)中為了保護下游除塵器和除塵風機，往往需要大量摻入冷風降溫，進一步增大風機負荷，浪費了大量電能。因此充分利用出窯廢氣余熱是節(jié)能降耗的重要途徑，目前出窯廢氣余熱利用主要有以下幾種途徑：

　　(1)利用出窯廢氣預(yù)熱助燃空氣、燃料和生料。通過高效換熱器的作用將石灰窯排出的高溫煙氣通過熱交換預(yù)熱助燃空氣和燃料，不僅能夠降低排煙溫度，還可以增大入窯氣體的物理顯熱，提高燃燒溫度，減少燃料消耗，起到了節(jié)能降耗的功效。此方法已經(jīng)在回轉(zhuǎn)窯和各類豎窯中得到了較為廣泛的應(yīng)用。此外，通過制訂合理的加出料制度，可以最大程度的利用出窯廢氣的物理顯熱預(yù)熱生料。例如，針對雙膛豎窯的運行特點，合理設(shè)定每個煅燒周期的加料次數(shù)，可以保證所加物料能夠?qū)⒃撿褵�周期�?nèi)的廢氣顯熱均勻吸收，而不會出現(xiàn)廢氣溫度超高的現(xiàn)象。

　　(2)利用出窯廢氣干燥物料。以煤粉為燃料的石灰窯一般都配有專門的煤粉制備系統(tǒng)，煤粉制備系統(tǒng)需要大量熱量來烘干煤粉。石灰窯的出窯廢氣一方面煙氣量大，溫度較高，熱量足以滿足煤粉制備的需求，另一方面氧含量較低，可以保證煤粉制備系統(tǒng)的安全性。因此利用石灰窯尾氣作為煤粉烘干介質(zhì)獲得了廣泛應(yīng)用。另外，在部分廠礦，將出窯廢氣用于高爐水渣烘干制粉、用于蘭炭烘干等方面，均取得了節(jié)能環(huán)保的綜合效益。

　　(3)利用出窯廢氣經(jīng)高效煙氣-水換熱器供廠區(qū)采暖、洗浴。某工程采用熱管式煙氣--軟水換熱器回收石灰回轉(zhuǎn)窯尾氣余熱。即在回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器和除塵器之間的尾氣管線上設(shè)置熱管式煙氣--軟水換熱器，以軟水作為熱介質(zhì)，與回轉(zhuǎn)窯尾氣通過熱管式煙氣--軟水換熱進行一次換熱，換熱后的熱軟水大部分直接用于廠區(qū)采暖，小部分用于軟水--洗浴水二次換熱，軟水由換熱站供給，循環(huán)使用。尾氣冷卻后送入除塵器凈化，然后由排煙機排入大氣。此方案的優(yōu)點是對煙氣溫度要求低，換熱效率高，回收的熱量大，系統(tǒng)配置簡單，運行穩(wěn)定可靠。

　　(4)利用出窯廢氣經(jīng)余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽。某企業(yè)在石灰回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器出口和除塵器之間增設(shè)一臺熱管余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生0.6MPa的飽和蒸汽供廠區(qū)使用。另一企業(yè)，通過將回轉(zhuǎn)窯高溫煙氣在臥式余熱鍋爐中進行換熱，通過熱管將實現(xiàn)煙氣與水之間的熱量交換，將水加熱成1.2MPa，>200℃的過熱蒸汽，并入蒸汽系統(tǒng)主管網(wǎng)。余熱利用系統(tǒng)安裝后，原有煙氣管道作為備用保留，在原有煙道和余熱利用系統(tǒng)之間可以根據(jù)需要進行切換，確保整個系統(tǒng)的正常運行。

　　(5)利用出窯廢氣發(fā)展余熱發(fā)電技術(shù)。研究人員借鑒水泥窯余熱發(fā)電的成功經(jīng)驗，正在探索適合石灰窯的余熱發(fā)電技術(shù)。水泥窯廢氣溫度較高，采用雙壓蒸汽系統(tǒng)可獲得較高的熱效率，但石灰窯廢氣溫度較低，屬于純低溫余熱，因此石灰窯余熱發(fā)電仍然需要大量的理論論證和試驗研究工作。對于廢氣大于10萬Nm3/h的大、中型石灰回轉(zhuǎn)窯進行廢氣余熱發(fā)電研制，已經(jīng)進入示范工程階段。利用廢氣余熱產(chǎn)生低參數(shù)蒸汽，以汽輪機拖動窯尾排煙機，也已確定技術(shù)方案。目前活性石灰窯低溫余熱發(fā)電的難點在于缺乏有效的余熱發(fā)電成套工藝技術(shù)。

　　3.3.2 石灰窯窯體散熱的回收利用

　　石灰窯窯體散熱主要以輻射熱的形式直接散失到大氣中，不僅浪費能源，也對周圍環(huán)境造成影響。但是由于石灰窯體散熱面分布范圍較大，窯體周圍附屬設(shè)備較多，給窯體輻射熱的回收利用造成了一定困難。目前，利用窯體輻射熱置換成熱水用于取暖、洗浴，技術(shù)方案的經(jīng)濟性和合理性仍然處在研究和論證階段。

　　3.3.3 出窯石灰余熱的利用

　　出窯石灰所帶物理熱由石灰窯的石灰冷卻系統(tǒng)決定，其冷卻效果好，則出窯石灰溫度低，更多的熱量被冷卻空氣再次帶人窯內(nèi)，參與燃燒。因此，石灰窯爐冷卻帶或冷卻裝置的結(jié)構(gòu)型式對出窯石灰余熱利用起著很大的作用。通過對回轉(zhuǎn)窯的豎式冷卻器系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，改善冷卻風的配風系統(tǒng)，可以顯著提升冷卻器的冷卻效果，降低出料溫度。在豎窯系統(tǒng)中，以雙膛豎窯為例，其石灰冷卻裝置采用中心及周邊環(huán)形冷卻，且中心冷卻風帽采用塔形結(jié)構(gòu)，保證通風均勻、順暢，使得冷卻空氣能與更好的吸收石灰的物理顯熱。

3.4 自動化及節(jié)電技術(shù)

　　3.4.1提高窯爐的自動化檢測和控制水平

　　對各種冶金石灰窯爐而言，自動化檢測和控制水平的高低是保證生產(chǎn)穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要措施。目前，隨著自動化水平的提高，大部分石灰窯爐都采用自動化控制方式，所有用電設(shè)備均由自動化程序進行控制。而對于需要根據(jù)工況隨時調(diào)整的用電設(shè)備，其控制方式及參數(shù)設(shè)定尤為重要。目前，大部分石灰窯爐自動調(diào)節(jié)采用PID調(diào)節(jié)方式，其參數(shù)設(shè)定的合理性直接影響了設(shè)備調(diào)節(jié)的速度和精準性，也決定了其在調(diào)節(jié)過程中的電能消耗。

　　熱工工藝參數(shù)的設(shè)定對石灰窯爐的煅燒起著至關(guān)重要的作用，其不僅決定了石灰的質(zhì)量，還決定了煅燒的經(jīng)濟性。例如，空燃比就是一個重要的熱工參數(shù)，設(shè)定合理的空燃比，不僅要保證窯內(nèi)燃料充分燃燒，還要減少過量空氣的加入，減小系統(tǒng)熱耗。通過自動調(diào)節(jié)技術(shù)，可以通過對燃燒煙氣中的CO及O2含量進行分析，適時調(diào)整空燃比例，達到經(jīng)濟燃燒的目的。

　　3.4.2以節(jié)約電能為切入點的節(jié)能技術(shù)

　　電能節(jié)約技術(shù)是通過優(yōu)化措施，降低窯爐用電設(shè)備載荷或優(yōu)化設(shè)備運行過程，達到減少窯爐電耗的目的。目前，應(yīng)用在石灰窯爐上的電能節(jié)約技術(shù)主要有以下幾項：

　　(1)降低窯爐系統(tǒng)阻力

　　風機是石灰窯爐的主要用電設(shè)備，其運行過程中的功率消耗主要由供風量及供風壓力決定，其中供風壓力的大小取決于窯爐的系統(tǒng)阻力，包括供風管網(wǎng)阻力以及窯膛的流通阻力。對管網(wǎng)及窯爐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，都能夠有效降低供風系統(tǒng)的阻力。例如，雙膛豎窯在保證窯內(nèi)物料各帶停留時間的情況下，適當擴大斷面積和適當降低各帶高度的方式，使窯體阻力降低20~25%，低阻力的豎窯有效地降低了電耗。

　　(2)變頻調(diào)速技術(shù)

　　采用變頻節(jié)能技術(shù)對舊有電氣系統(tǒng)進行改造，提高電動機運行效率，節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)風機主要依靠出口風門開度的大小來調(diào)節(jié)風量，其實質(zhì)是改變管道中氣體阻力改變風量。而通過改變電動機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)管道中的風量，實質(zhì)上節(jié)約了氣體的能量。兩種方法比較可以發(fā)現(xiàn)，在風量相同的情況下，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速避免了風門控制下因壓頭的升高和管阻增大所帶來的電能損失。在風量減小時，轉(zhuǎn)速控制使壓頭大幅降低，所以只需一個比風門控制小得多的壓頭就可以滿足機械運行工況參數(shù)，而且節(jié)省電能，這也就是變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的原理。例如，高溫風機作為石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，主要完成兩個功能：一是調(diào)節(jié)窯內(nèi)負壓，滿足生產(chǎn)所需要的窯內(nèi)環(huán)境，二是引出煅燒后生成的廢氣。高溫風機的控制問題嚴重影響到整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)能實現(xiàn)高溫風機寬范圍、高精度的無級調(diào)速，適用性強；能大幅度減小電機啟動電流，使電機啟動平穩(wěn)，在電動機不需要長期高速運行時，工作電流大幅度下降，節(jié)電效果顯著。

　　3.5 節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向

　　(1)加強先進窯爐和先進煅燒工藝的研發(fā)和推廣

　　以回轉(zhuǎn)窯、雙膛豎窯、套筒窯等為代表的先進窯爐在產(chǎn)品質(zhì)量、自動化程度和能耗水方面具有顯著優(yōu)勢。因此，今后在新建或改擴建活性石灰項目上，應(yīng)不斷加大先進窯爐的推廣力度。

　　(2)加強新型窯襯結(jié)構(gòu)和窯襯材料的研發(fā)和推廣

　　選用節(jié)能型的耐火材料和窯襯結(jié)構(gòu)可以顯著減少窯體的散熱損失。窯襯材料未來的發(fā)展趨勢是“兩高一輕”，即高溫、高強、輕質(zhì)，同時還要不斷提高耐材的使用壽命。

　　(3)加強石灰窯余熱利用技術(shù)的研發(fā)和推廣

　　石灰窯爐的余熱回收利用是冶金石灰行業(yè)節(jié)能發(fā)展的重點方向，目前在煙氣余熱發(fā)電等領(lǐng)域仍然存在技術(shù)難題等待攻克。

　　4.結(jié)束語

　　節(jié)能降耗是現(xiàn)在和將來工業(yè)發(fā)展的主題。在新形勢下，冶金石灰窯爐必須面對節(jié)能降耗挑戰(zhàn)，同時也迎來了難得的發(fā)展機遇。只有依靠科技進步，講求經(jīng)濟實效，堅定的走優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路，才能引領(lǐng)冶金石灰行業(yè)的不斷進步和健康發(fā)展。