三、磚瓦企業(yè)的節(jié)能監(jiān)測(cè)

我國是世界上磚瓦生產(chǎn)第一大國，進(jìn)入21世紀(jì)以來，每年磚瓦產(chǎn)量達(dá)8100億塊，其中黏土實(shí)心磚4800億塊以上，空心磚和多孔磚1700億塊以上，煤矸石、粉煤灰等多種廢渣磚1600億塊以上。

(一)磚瓦的生產(chǎn)工藝

燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝過程總的來講由原料的制備、坯體成型、濕坯干燥和成品焙燒四部分組成。

(1)原料的制備。制磚原料經(jīng)采掘之后，有的原料經(jīng)加水?dāng)嚢韬湍霟捲O(shè)備處理就可以了，有的原料就不行。如山土、煤矸石和頁巖等原料，還要經(jīng)過破碎和細(xì)碎之后再加水?dāng)嚢韬湍霟挷判小Ｔ线x擇和制備的好壞直接影響到成品磚的質(zhì)量好壞。

(2)坯體成型。選用的制磚原料通過制備處理之后，進(jìn)入成型車間進(jìn)行成型。我國的燒結(jié)磚的坯體成型方法基本上都采用塑擠出成型。塑擠出成型又有三種方法，即塑性擠出成型、半硬塑擠出成型和硬塑擠出成型。這三種擠出成型方法是依據(jù)成型含水率的不同來區(qū)分的。當(dāng)濕坯成型含水率大于16%(干基以下均為干基)時(shí)，為塑性擠出成型。當(dāng)濕坯成型含水率為14%～16%時(shí)為半硬塑擠出成型。當(dāng)濕坯成型含水率為12%～14%時(shí)為硬塑擠出成型。坯體成型包括：原料進(jìn)入成型車間未進(jìn)入擠出成型磚機(jī)之前的供料、攪拌、加水與碾煉設(shè)備處理部分;經(jīng)過成型磚機(jī)之后，成型出合格的泥條與濕坯部分。成型要做到制品的外形與結(jié)構(gòu)，就是構(gòu)成制品的形狀與結(jié)構(gòu)。因此常說成型是基礎(chǔ)，也就是說要求的制品外部形狀與結(jié)構(gòu)是經(jīng)過成型塑造出來的，即成型是制磚工藝中基礎(chǔ)的含義。因?yàn)槌尚统鰜淼呐黧w質(zhì)量好壞與成品磚外觀質(zhì)量好壞有著直接關(guān)系。

(3)濕坯干燥。當(dāng)成型車間成型出來濕坯之后，這種濕坯要進(jìn)行脫水干燥。在燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝中濕坯干燥有自然干燥和人工干燥室干燥兩種方式。濕坯采用自然干燥是將濕坯碼放在自然干燥場(chǎng)地的坯埂上成垛，并人工進(jìn)行倒碼花架，利用大氣進(jìn)行自然干燥。使?jié)衽髁罆癯汕鳌衽鞑捎萌斯じ稍铮窃O(shè)有人工干燥室進(jìn)行濕坯干燥。人工干燥室又分為大斷面隧道式干燥室和小斷面隧道式干燥室及室式干燥室三種形式。這三種干燥形式不管采用哪一種都是人工或機(jī)械將濕坯碼放在干燥車上成垛。這時(shí)將碼成濕坯垛的干燥車進(jìn)入干燥室進(jìn)行干燥濕坯。干燥室的熱介質(zhì)一般來自燒結(jié)窯的余熱或熱風(fēng)爐。濕坯干燥不管采用哪種干燥方式和哪一種人工干燥形式，都必須遵循在干燥過程中保證坯體不變形、不干裂。如果濕坯在干燥中出了問題不能保證制品的外觀質(zhì)量，廢品率高，產(chǎn)魚下降，成品磚的成本增大，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益就自然不好，所以，常稱坯體干燥是保證。這說明濕坯干燥在制磚工藝過程中的重要性。

(4)成品焙燒。濕坯在干燥之后，殘余含水率小于6%的情況下，就將坯體送人焙燒窯中燒成。焙燒用的窯型普遍采用輪窯和隧道窯。采用輪窯焙燒時(shí)，由人工將磚坯碼放在窯道里成垛。火在窯道里運(yùn)行進(jìn)行焙燒。采用隧道窯焙燒時(shí)，由人工或機(jī)械將磚坯碼放在窯車上成垛。碼好磚坯垛的窯車從隧道窯窯頭進(jìn)入由窯尾出來窯車上的磚坯被焙燒成磚。窯里的焙燒火焰不運(yùn)行，而是窯車載著坯垛又被焙燒在窯里運(yùn)行。無論采用輪窯或隧道窯進(jìn)行焙燒磚坯都必須做到：①不能把磚燒成欠火，成為生燒磚;②不能把磚燒成過火，焙燒成過火磚，成為焦磚。因此，常說制磚生產(chǎn)工藝中的焙燒是關(guān)鍵，來說明焙燒在制磚工藝過程中所占的分量。

(二)磚瓦企業(yè)的節(jié)能降耗技術(shù)及途徑

磚瓦生產(chǎn)的節(jié)能主要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)兩方面人手：①開發(fā)大規(guī)格、低密度、具有保溫隔熱性能的燒結(jié)空心制品和具有裝飾功能的清水墻裝飾磚、內(nèi)外墻體裝飾板：②采用高效節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率，大大降低磚瓦行業(yè)對(duì)資源和能源的消耗，減少溫室氣體的排放，做到節(jié)地、節(jié)能、利廢、環(huán)保。

1.燒結(jié)空心制品

(1)實(shí)心磚與空心磚產(chǎn)品的比較。普通黏土磚在力學(xué)強(qiáng)度、耐久性、保溫隔熱性、隔音性、防火性等方面能夠滿足一般建筑的要求，而且施工方便，造價(jià)和維修費(fèi)用低廉，但存在砌筑效率低、施工周期長(zhǎng)、密度大、能耗高等缺點(diǎn)。發(fā)展燒結(jié)空心制品，包括燒結(jié)多孔磚、燒結(jié)空心磚和空心砌塊、燒結(jié)墻體裝飾板等，是順應(yīng)建筑工業(yè)化發(fā)展的主要途徑。

(2)燒結(jié)空心制品的優(yōu)越性。生產(chǎn)空心制品與生產(chǎn)實(shí)心磚相比，有明顯的優(yōu)越性，既節(jié)省原料和燃料，降低成本，又能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。以孔洞率為23%的空心磚與實(shí)心磚相比，每?jī)|塊可節(jié)土4.2萬IT13，按取土深度3m計(jì)算，相當(dāng)于21畝地的取土量。

(3)空心制品的優(yōu)勢(shì)。

1)減輕墻體自重，降低建筑費(fèi)用。用實(shí)心磚砌筑的單層廠房和多層廠房中，墻體的自重約占建筑物總重量的一半左右，而采用空心磚，就顯著地減輕了墻體的自重和基礎(chǔ)的荷載，從而節(jié)省建筑費(fèi)用。在同樣的基礎(chǔ)上，可建造更多層的建筑物。

2)改善墻體熱傳導(dǎo)性，節(jié)能效果顯著。空心磚的熱工性能良好。空心磚墻體的空洞被灰縫封閉而使洞內(nèi)的空氣處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，墻體的導(dǎo)熱系數(shù)將隨密度的減小而降低。在保證熱工性能不變的條件下，使用空心磚可以減薄墻體厚度。例如，通常用實(shí)心磚砌筑平房和5～6層樓房時(shí)，墻體的厚度為240mm或370mm，倘若改用190mm×190mm×90mm的空心磚砌筑，墻體的厚度可以減薄50mm，每平方米造價(jià)可降低20%左右。同網(wǎng)形孔多孔磚相比，矩形孔多孔磚可實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能8%。

近兩年國內(nèi)發(fā)展起來的墻體裝飾板，是一種新型燒結(jié)墻體材料，既能作為外墻板，也可在室內(nèi)使用，具有極好的抗沖擊和抗凍性能，同時(shí)又具有優(yōu)良的質(zhì)地、鮮艷的色彩、獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的性能。該產(chǎn)品色澤均勻、自然、無色差、持久耐用，又具有良好的保溫、隔熱、隔音功能，而且易于單片更換。

3)提高砌筑效率，減少砌筑砂漿。用空心磚砌筑墻體，砌磚量少，而且很少砍磚。以采用190mmX190mm×90mm的空心磚估算，每立方米砌體的灰縫砂漿用量比實(shí)心磚減少25%左右。另外，由于空心磚比實(shí)心磚密度小，使用時(shí)與實(shí)心磚相比，在建筑面積不變的條件下，運(yùn)輸量和費(fèi)周也相應(yīng)降低。

4)使用壽命終結(jié)后可分離、可回收利用。從目前已掌握的資料看，燒結(jié)墻體材料在使用壽命終結(jié)后是最好分離和利用途徑最廣泛的材料，例如可用于水泥的混合材、可再生作為原料制造燒結(jié)磚瓦、可用于綠化種植、可制造裝飾性顆粒狀材料、可用來制造混凝土砌塊等。

5)生產(chǎn)中廢水的排放最少。生產(chǎn)燒結(jié)空心制品中對(duì)水的消耗量大約是118kj/kg(扣除原材料的自然含水量)，并在干燥期間以水蒸氣的形式排人了大氣。設(shè)備的冷卻水可重復(fù)利用或是加入原材料中，所以燒結(jié)磚的生產(chǎn)中幾乎無廢水排放。

6)建設(shè)期間運(yùn)輸負(fù)荷小。磚運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的距離較短，特別是輕質(zhì)磚和輕質(zhì)砌塊，減少了材料流動(dòng)的總流量和距離。

7)燒結(jié)空心制品可提供舒適的居室環(huán)境。①燒結(jié)空心制品是一種多微孔體系的產(chǎn)品，其濕傳導(dǎo)功能可調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)濕度，且吸濕與排出水分的速度相等，吸水速度和排水速度要比其他建筑材料高10倍。②砌體的密封良好，主要是使用中可長(zhǎng)期保持其尺寸的穩(wěn)定性。③隔音性能良好。如240mm厚的磚砌分隔墻，隔音可達(dá)60dB，完全可以不考慮側(cè)墻上聲音的傳播。對(duì)雙層的夾芯磚墻來講，因中間填充有隔熱材料，對(duì)外部噪聲的防護(hù)非常有效，在實(shí)際建筑中的測(cè)定結(jié)果表朗，其隔音量可達(dá)70dB。④具有非常好的防火性能。

2.內(nèi)燃磚工藝

內(nèi)燃磚工藝原理是把一定細(xì)度的燃料或可燃廢料如煤矸石、粉煤灰、爐渣等按一定比例與黏土、頁巖等原料均勻混合制成磚坯，依靠磚坯內(nèi)燃料的燃燒和少量的外加燃料完成磚坯燒成的過程。內(nèi)燃焙燒法制得的磚瓦，其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度比外燃焙燒法制得的磚瓦高20%左右。由于在制坯原料中摻進(jìn)劣質(zhì)煤或含一定熱值的工農(nóng)業(yè)廢棄料，減少了原料的用量，節(jié)約了原煤或其他燃料。此外，劣質(zhì)煤或含有一定熱值的工農(nóng)業(yè)廢棄料，一般為磨細(xì)料，能改善原料的干燥性能，對(duì)干燥敏感系數(shù)大的高塑性黏土尤其明顯。這就能縮短干燥周期，減少干燥廢品，其密度也能從1800kg/m3減到1700kg/m3。同時(shí)，磚的導(dǎo)熱系數(shù)也相應(yīng)減小。內(nèi)燃磚由于外投煤減少，大大地減輕了焙燒工人投煤的勞動(dòng)強(qiáng)度，窯內(nèi)煤灰也顯著減少，因而改善出窯工人的操作條件。

(1)“內(nèi)燃料”的選擇及摻配。使用內(nèi)燃料的主要目的是提高火行速度、節(jié)約煤炭。因此，內(nèi)燃料首先應(yīng)具備一定的發(fā)熱量。煤矸石的發(fā)熱量一般在836～10450kj/kg，粉煤灰一般不超過4180kj/kg，爐渣一般在10450kj/kg，秸稈一般在7842～8778kj/kg。確定內(nèi)燃料摻量時(shí)，要考慮焙燒所需熱量、內(nèi)燃料發(fā)熱量、粒度、含水率以及原料塑性指數(shù)等影響因素，以便在節(jié)能、利廢、坯體成型質(zhì)量、火度調(diào)節(jié)控制、成品質(zhì)量等方面達(dá)到最佳綜合使用效果。

(2)應(yīng)用效果。實(shí)踐證明，內(nèi)燃磚是熱能利用率較高的一種焙燒工藝，可以減少資源和能源的消耗。利用粉煤灰、爐渣、煤矸石、鋸末和農(nóng)作物——秸稈等可燃性廢料作內(nèi)燃料，在坯體內(nèi)部燃燒直接加熱坯體，加熱效率高，窯內(nèi)最高溫度在坯體內(nèi)部，窯內(nèi)氣流溫度比坯體溫度低，與外燃磚比較，窯體向外部散熱相對(duì)減少，所以內(nèi)燃磚能降低單位產(chǎn)品的熱能消耗。其中，高摻量粉煤灰燒結(jié)磚具有可提高能源利用率、降低坯體密度和煤灰的預(yù)分解作用等節(jié)能效應(yīng)，可明顯降低坯體焙燒的燃料消耗，與外燃磚相比，具有實(shí)質(zhì)意義的節(jié)能效率可達(dá)25%以上。目前，我國90%以上的磚瓦生產(chǎn)金業(yè)采用了內(nèi)燃磚，全內(nèi)燃煤矸石磚也得到了一定發(fā)展，這是內(nèi)燃磚出現(xiàn)的新趨勢(shì)。