在高溫工業(yè)生產(chǎn)過程中，能源往往以兩種方式同時存在：一方面，生產(chǎn)工藝和廠房運行對熱量具有持續(xù)而穩(wěn)定的需求；另一方面，大量高品位熱能卻以煙氣形式被直接排放，未能得到有效利用。隨著能源成本持續(xù)上升以及節(jié)能降碳要求不斷提高，如何在不影響生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性的前提下，提高能源利用效率，已成為高溫工業(yè)企業(yè)普遍關(guān)注的現(xiàn)實問題。

電瓷行業(yè)具有窯爐溫度高、運行周期長、用熱場景清晰等特點，在余熱回收與綜合利用方面具備良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。本文以某電瓷廠為例，圍繞抽屜窯煙氣余熱回收利用，系統(tǒng)介紹余熱在烘房工藝用熱和廠房冬季采暖中的應(yīng)用模式，通過工程化實踐和運行數(shù)據(jù)，展示余熱回收在降低燃氣消耗、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提升經(jīng)濟性方面的實際效果，為同類型高溫工業(yè)企業(yè)開展余熱回收利用提供參考。

一、某電瓷廠用熱情況

電瓷廠房在生產(chǎn)過程中，烘爐工藝需要對陶瓷坯體實施均勻、可控的干燥處理，以避免因受熱不均導致的開裂、變形等質(zhì)量缺陷，從而確保最終產(chǎn)品質(zhì)量達標。為實現(xiàn)這一目標，烘房通常采用風機驅(qū)動的熱空氣循環(huán)系統(tǒng)，通過強制對流方式保障干燥過程的均勻性。在常規(guī)生產(chǎn)工藝中，熱風供給系統(tǒng)采用燃氣加熱方案，以滿足烘房連續(xù)生產(chǎn)的用熱需求。

此外，電瓷廠房普遍具有空間高大、圍護結(jié)構(gòu)散熱快的特點，冬季期間室內(nèi)環(huán)境溫度往往偏低。這種低溫環(huán)境不僅可能影響產(chǎn)品品質(zhì)和設(shè)備運行的穩(wěn)定性，同時也會降低工作人員的操作舒適度。因此，廠房通常需要配置獨立的采暖熱源系統(tǒng)，以維持適宜的生產(chǎn)工藝和作業(yè)環(huán)境。

二、某電瓷廠余熱資源

電瓷廠有4座抽屜窯爐在燒制耐高溫絕緣材料的過程中，窯內(nèi)持續(xù)進行著高溫化學反應(yīng)，伴隨著原料的熔融與燒結(jié)，產(chǎn)生了大量高溫煙氣。這些高溫煙氣直接抽排到大氣中。

三、余熱回收系統(tǒng)運行流程

針對抽屜窯生產(chǎn)特性，建設(shè)一套高效余熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)將窯爐排出煙氣中的高品位余熱進行回收?；厥盏臒崃?/span>用于烘房工藝所需，替代原天然氣，節(jié)約燃料成本。

在冬季運行模式下，系統(tǒng)又為廠房內(nèi)提供采暖支持。當余熱資源充足時，系統(tǒng)將剩余熱量智能調(diào)配至烘房加熱環(huán)節(jié)。

四、余熱回收計算及選型

1.窯爐系統(tǒng)

（1）窯爐余熱說明

廠房共有4座抽屜窯爐。每爐燒制時間平均5～6天，出窯裝窯時間平均3小時，煙氣溫度最低50℃，最高450℃，裝窯結(jié)束后開始下一窯燒制。

（2）窯爐余熱評估與設(shè)備選型

基于窯爐排煙工況，對煙氣流量、溫度區(qū)間及運行周期進行工程化評估。經(jīng)測算，在典型穩(wěn)定工況下，單座窯爐具備較為可觀的可回收余熱潛力。

綜合考慮排煙溫度波動、系統(tǒng)運行安全裕度及多窯爐協(xié)同運行需求，單座窯爐可回收余熱規(guī)模約為300～400kW。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合項目整體用熱需求及運行可靠性要求，最終采用多套定制化余熱回收裝置并聯(lián)配置方案，以實現(xiàn)系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

2.烘房系統(tǒng)

（1）烘房需熱說明

廠房共有10座獨立烘房。單個烘房每日燃氣用量100Nm3，每天運行時間20h。單次烘房入庫陶瓷坯體20t。單次烘房作業(yè)中，需同時滿足烘房自身散熱、排濕需求以及陶瓷坯體的低溫緩慢升溫要求。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，物料升溫速率受到嚴格控制，整體用熱呈現(xiàn)“低溫、長時、穩(wěn)定”的特征。

（2）烘房需熱計算

烘房用熱主要由兩部分構(gòu)成：

一是烘房運行過程中的散熱及排濕用熱；

二是陶瓷坯體在入庫后的低速升溫所需熱量。

經(jīng)工程核算，在典型運行工況下，單座烘房單位時間內(nèi)的綜合熱需求約為80～100kW。其中，散熱與排濕用熱占比略高，物料升溫用熱占比較為穩(wěn)定?；谏鲜龇治觯G爐余熱在滿足溫度等級和運行穩(wěn)定性的前提下，可對烘房用熱形成有效補充，為烘房系統(tǒng)提供持續(xù)、低成本的熱源支持。

3.冬季采暖系統(tǒng)

廠房供暖面積約11400㎡，總熱負荷570kW。

4.余熱回收裝置

窯爐余熱回收系統(tǒng)的核心組件包括熱回收器與放熱器。由于工業(yè)項目在工藝參數(shù)、工況條件及熱負荷需求等方面存在顯著差異，每個系統(tǒng)都具有獨特的運行特性，因此核心設(shè)備需根據(jù)具體項目需求進行定制化設(shè)計與制造。此外，考慮到煙氣成分波動、溫度變化等不可預(yù)見因素對設(shè)備耐久性的影響，關(guān)鍵部件應(yīng)采用具備耐高溫、抗腐蝕特性的專用合金材質(zhì)。

五、運行費用對比

本項目屬于余熱回收利用系統(tǒng)，不設(shè)置高能耗主機設(shè)備，僅產(chǎn)生輸配系統(tǒng)運行電耗。其中，余熱回收輸配系統(tǒng)總功率約33kW，采暖輸配系統(tǒng)總功率約15kW。原系統(tǒng)單個烘房每日燃氣用量100Nm3，共10座烘房。

單日余熱回收系統(tǒng)運行費用：33kW×20h×0.75元/度=495元；

單日采暖系統(tǒng)運行費用：15kW×20h×0.75元/度=225元；

原有燃氣烘干系統(tǒng)運行費用：100Nm3×10座×3.6元/Nm3=3600元。

綜上所述，系統(tǒng)投運后，烘房工藝用熱基本由余熱系統(tǒng)承擔，單日可直接節(jié)省運行費用3105元，節(jié)能降本效果顯著。

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