1

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

فروغ تركي طاهري اصل رضااحمد

دانشگاه آزاد نجف آباد سازمان بهره وري انرژي ايران اصفهان–ايران

كاشي ، سراميك ، كوره پخت ، بهينه سازي: ي كليديها واژه

چكيدهر فلزي است يهاي غ ه كاني ك جزء دست ي كاشي و سرام صنعت

ع كشور و بـه تبـع آن ين صنا يفعالتراز كي يو در حال حاضر لـذا بـا .نظر انرژي مي باشـد يع از نقطه ن صنا يجزء پرمصرفتر ها و تحقيقات عملي انجام شـده در چنـد گيريتوجه به اندازه

ت پخـ هاي كارخانه كاشي و سراميك مشخص گرديد كه كوره درصداز انرژي فسيلي ورودي 45 تا 35 بين كيكاشي و سرام

درصد از انرژي الكتريكي ورودي و در مجمـوع 8 تا 4و بين الكتريكـي و ( درصـد كـل انـرژي ورودي 28 تا 20در حدود

كسـر بزرگـي از درحالي كه مصرف نموده كارخانه را ) فسيلي-مـي ستفاده و به صورت اتالفات هـدر ن مصارف را بدون ا يا

بنابراين. جوئي بااليي هستند پس داراي پتانسيل صرفهدنده

. هاي فوق پرداخته شده استدر اين مقاله به بررسي كوره

هـاي مصارف بخش آناليز: ن مقاله عبارتند از يمباحث اصلي ا ين اتالفـات زان اتالفات هر بخش و عوامل ا يمختلف كوره ، م

زان مصـرف يـ تـرل م كـاهش اتالفـات و كن ، ارائه راهكارهاي طـي ، يسـت مح يهـاي ز ينـده انرژي ، بررسي عوامل انتشار آال

زان يـ انرژي و كنتـرل و كـاهش م مديريت ان يم م يارتباط مستق ـ هـا و در نه يري كـوره ت مصرف و بـارگ يري، مد هايندهآال ت اي

يك و محاسـبه ك كوره نمونه كاشـي و سـرام يارائه اطالعات هـا در صـورت ينـده ال آ كـاهش الي و انرژي و يي ر يجوصرفه

.باشد كارخانه ميت انرژي دريرياجراي مد

:مقدمه اي بر صنعت كاشي وسراميكصنعت كاشي و سراميك در دسته كانيهاي غير فلزي بوده كـه

درصد از مصرف انـرژي كـل صـنعت كشـور 83/1در حدود درصد از مصرف انرژي بخش كـاني هـاي غيـر 36/8وحدود

اين در حـالي اسـت كـه علـي رغـم .ردفلزي را در اختيار دا پائين بودن قيمت انرژي در ايـران، هزينـه مصـرف انـرژي در

درصد ازكل هزينه 5/11سبد هزينه هاي صنعت كاشي حدود بـا بررسـيهايي كـه وزارت .تمام شده اين محصول مي باشـد

نجـام داده اسـت پتانسـيل در اين صنعت ا 1380نيرو در سال , سـي به متوسط مصرف در سـال برر جويي نسبت قابل صرفه

با انجام اقدامات بهينه سازي ژول بوده است كه ترا 2038برابر توان صرفه جويي قابل توجهي را در اين شاخه صنعت بـه مي

لـذا بـا توجـه بـه بررسـي و ترازگيـري در چنـد دست آورد كارخانه نمونه كاشي و سراميك مشخص گرديـد كـوره هـاي

را ) الكتريكي و فسـيلي ( كل ورودي انرژي 4/1پخت حدود

98-F-ELM-294

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

2

از ايـن ميـزان انـرژي مصـرفي . به خود اختصاص مي دهنـد ميزان قابل توجهي از آن قابـل بازيافـت و مقـداري از آن نيـز قابل بهينه سازي و صرفه جويي مي باشد كه با اقدامات بهينـه سازي در كوره هاي پخت مي توان تـا حـدود زيـادي صـرفه

هم چنين از انتشـار . زيافت انرژي انجام داد جويي انرژي و با سـوختهاي هيـدروكربني بـه گازهاي آالينده كه در اثر احتراق

.مود بند جلوگيري نآوجود مي

ميزان درجه C°حرارت

شرحگازافزايش

يافته

پايين تر از 200

–تبخير رطوبت باقي مانده تيخير آب –تبخير مواد آلي

آب ير تبخ– Igroscopicجذبي زئوليتيك

H2O

CO2 احتراق مواد آلي 350 – 650

650 – 450 –تخريب ساختار كريستالي

تبخير آب شيمياييH2O

550 – 350 بي ( اكسيداسيون مواد معدني

)سولفور آهن SO2

دگرگوني كوارتز 500 – 600

SO2 اكسيداسيون سولفور آهن 600 – 800

900 – 800 حذف –اهكي شدن كربنات ها

آب در رس غير قابل نفوذCO2

1000 – 900 آغاز واكنش به ميان سيليكاتها

و آلومينيوم

1000باالي ذوب جذبي و تشكيل مخلوط مواد با خاصيت ذوب سريع

:نآ كوره هاي غلتكي و اجزاء تشكيل دهنده امروزه كوره هاي غلتكـي مناسـب تـرين كـوره بـراي پخـت

شده انـد و در تمـام جهـان بـراي كي شناخته يهاي سرام يكاشك يكوره عمالٌ . ن محصوالت از آنها استفاده مي شود يد ا يتول

در : م شـده اسـت يمبدل حرارتي است كه به دو قسمت تقسـ در قسمت دوم سرد مي شوند لذا و قسمت اول كاشي ها گرم

م گردند تـا چرخـه يق تنظ يكنترل گرما و سرما بايد به طور دق

زي شـده يـ نمونه خـاص محصـول برنامـه ر ي كه براي يگرماك كوره ين عنصري كه در بررسي يترن مهم يفراهم شود بنابرا

ي است كه در محـل يكل گرما يد به آن توجه كرد س يغلتكي با ان هوا يهاي جر ريدر مس ها ساكشن ومشعل ها ، ترموكوپل ها

ن هدف سـازندگان يابي به ا يبراي دست . و گازها عمل مي كند 50 – 70تـري معمـوالٌ نيي دماي بهره برداري پـائ كوره غلتك

ن يـ ا رنـد كـه يدرجه را نسبت به دمـاي طـرح در نظـر مـي گ ن باشد كه وقتي سنسور حرارتي ين كننده ا يد تضم ياختالف با

ت خـود رسـيد ، يـ به درجه حرارت حـداكثر فعال ) ترموكوپل(. هاي كوره از دماي طرح باالتر نرود ك از قسمت يچ يدماي ه

ــذا ــروزهل ــوره ام ــاخت ك ــك س س ــا كم ــا ب ــتم يه ــرل س كنترد و قسـمت هـاي مختلـف ي صورت مي گ PLCكييالكترون

رنـد تـا بتواننـد يگگري در كنار هـم قـرار مـي يكي پس از د ي به گونـه ,ژگي هاي ساختاري مورد نظر ياهداف كاربردي و و

بـديهي اسـت كـه .ر آمده است را برآورده سازند ياي كه در ز محصوالت سراميكي كه عمومـاً از آن تحـت عمليات حرارتي

مرحله اي از چرخه توليد است عنوان عمل پخت ياد مي شود كه هـدف آن تثبيـت و پايـدار نمـودن تمـامي ويژگـي هـا و خصوصيات فنـي از قبيـل شـكل ، جنبـه زيبـايي و عملكـرد

لذا مرحلـه پخـت . محصول تمام شده در طول زمان مي باشد شيميايي و فيزيكي است كه تغييـر مجموعه اي از پديده هاي

ايـن دو . دهنده تركيب و ساختار جسم سـراميكي مـي باشـند با و يا بدون دخالت واكنش هاي شيميايي در مراحل ,ويژگي

ين شـناخت ابنـابر . خاصي موجب تغيير و تحول مـي شـوند انبساط حاصل از گرما از اهميت ويژه اي برخوردار است چرا

كاشيهاي سراميكي چه در طـول گرمـا كه تحريكاتي كه درون دادن و چه خنك شدن آنها صورت مي گيرند باعث به وجـود

لذا زمـان هـاي گـرم و سـرد . آمدن اين انبساط ها مي گردند شدن دقيقاً بايد مشخص باشند تا بتوان تحريكات را تا حـدي كه براي ماده در حال پخت قابل قبول باشد تحت كنترل قـرار

در عمليات پخت كاشي به ول واكنشهاي اصلي در زير جد داد ن پخـت ارائـه يهـا در حـ همراه گازهاي انتشار يافته از كاشي

گرديده است

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

3

واكنش هاي اصلي در عمليات پخت كاشي و سراميك - 1جدول ك مـي يابي به هدف اصلي كه همـان پخـت سـرام يبراي دست

ه در نظـر ر در طراحـي كـور يـ د موارد ارائه شده در ز يباشد با :گرفته شود كه عبارتند از

:نحوه عملكرد كوره هاي غلتكي :ش كوره يپ

گراد عمل مي درجه سانتي 150ط تا دماي حدود ياز دماي مح فتن رطوبتي كه گر(ن قسمت عمل خشك كردن يد و در ا ينما

انجـام )داري جذب كرده اند انبار زني و مواد در قسمت لعاب .رد يمي پذ

:ش گرما يپ درجه به كاشـي انتقـال مـي 500ه تا ين منطقه گرماي اول يدر ا

ن منطقه كه مرحله ي درجه باالتر از ا 100ن منطقه و تا يا. ابد يعنـي در اثـر ي فشار كوره منفي بـوده نام دارد دگرگوني كوارتز

در ) اگزاست محصوالت احتراق ( عملكرد ساكشن اول كوره .باٌ مكش وجود دارد ين منطقه تقريا

: پخت درجه سانتي 1000ن تا حدود يي پخت با دماي پا ن منطقه يدر ا

م مـي يوسته با دماي باال كه اپراتور تنظ يگراد است و به طور پ باشد ادامه دارد لذا فشار ا باالتر مي ي درجه 1200كند و حدود

.ن منطقه مثبت است يدر ا

:م يع و مستقيسرد شدن سررجه سانتي گراد صورت مي د 650كه از دماي پخت تا حدود

ن قسمت آن است كه حالتي را كه جسـم در يفه ا ظيرد و و يپذدماي پخت به خود گرفته ثابت نگه مي دارد تا به دماي عادي

حد خاصـي ديط برسد لذا سرد شدن فوق با يا به دماي مح يو ــراي كاشــي ــادي داشــته باشــد و ب ــاد ع ــرم و ابع ــا ف ــاي ب ه

min c˚100/ش از يد بياسرعت سرد شدن نب) 8*200*200(م يع و مسـتق يع در اثر برخـورد سـر ين سرد شدن سر يا. باشد

كهـا تني سـطح غل ي و پـائ ييط به قسمت باال يهوا در دماي مح م مناسب دارد ياز به تنظ ين سرد شدن ن ي لذا ا .حاصل مي شود

توسـط دو كـه ري شـود يجـاد تـنش در كاشـي جلـوگ يتا از ا ن ييط هـوا را در بـاال و پـا ترموكوپل كه درجه حرارت متوسـ

.ك مشخص مي كنند كنترل مي شودتسطح غل

:م ير مستقيسرد شدن كند وغ- درجه صورت مي 300 سانتي گراد به درجه 600كه از دماي

كـه در ييرد و با عبور دادن هواي سرد در داخل لولـه هـا يپذ به طوري كـه حركـت اند تعبيه شده ن سطح غلتكها ييباال و پا بـاٌ يتقرو صورت مي گيـرد داخل كوره ها انجام نشود هوا در

ـ ي به صورت انتقال مستق ييتبادل گرما ,هـا ن كاشـي يم گرمـا ب . رد يمي گنها و هوا صورت لوله

:ييع انتهايسرد شدن سرـ 300كه از 120 تـا 90ن ي درجه تا دماي كاشي خروجي كه ب

و ط در بـاال ي بـا دمـاي محـ ييدن هوا ي با دم ودرجه مي باشد سـرد شـدن اضـافي يك .انجام مي شود هاتكن سطح غل ييپا

ني يياز بـه دماهـاي پـا يـ ه شده كه وقتي ماده ن يهم در كوره تعب خروجـي در باشد فن هاي نصـب شـده بـر روي رول داشته

ط بـر روي يخارج كوره هوا را با سرعت باال و بـا دمـاي محـ كوره ها ان مي اندازد كه البته در بعضي از يسطح كاشي به جر

.وجود ندارد

مصارف انرژي در كوره هاي كاشي و سراميكدر تجزيه و تحليـل چگـونگي مصـارف انـرژي بايـد تمـامي

ولي از نقطه . اشكال انرژي مورد استفاده را مد نظر قرار دهيم نظر اقتصادي مصرف انرژي گرمايي از ديرباز مورد توجه بوده

هـا در ايـن ن كـوره راين طبيعي است كه سـازندگا است و بناب زمينه به پيشرفت هاي قابل توجهي نائل آمده اند و بـه لطـف

توسط آنها مصارف خاص گرمـا ابتكارات و تدابير اتخاذ شده - لذا بايد اذعـان داشـت كـه صـرفه .اندكاهش يافته به شدت

جويي در انرژي نيازمند همكاري همه جانبه است و در واقـع ها در مرحلـه سـاخت ماشـين يك سري تدابير كه برخي از آن

تگاه اتخاذ شده انـد آالت و برخي ديگر در مرحله طراحي دس اند ولي همه اينها هنگامي مي توانند موثر واقـع ثمر بخش بوده

نجـا يدر ا . شوند كه با مراقبت دائمي مكانيزه اي همراه شـوند كـوره را يـك م بحثي در مورد موازنـه انـرژي در يالزم مي دان

هـاي تلفات انرژي مشخص گردد و سـپس راه كه م يانجام ده افت از آنها و چگونگي استفاده مشـخص يزان باز يبازيافت و م

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

4

هـاي ورودي و خروجـي يك چارت انرژ ير طي يدر ز . شود .ك كوره مشخص شده استياز

ت باال مشخص مي باشـد چهـار انـرژي همان طوركه در چار :م كه يورودي در كوره دار

E1 :انرژي هواي ورودي احتراق E2 : لييانرژي ورودي ناشي از سوختن سوخت هاي فس E3 : انرژي ورودي ناشي از محصوالت ورودي به كوره E4 : كه در كي يهاي الكتر انرژيPLC هـاي فـن ها ، كتل، غ ها

انـرژي هـاي .رف مي شـود صم... خنك كن ، فن اگزاست و خروجي مي 11ني شامل يا اتالفي به طور ع ي خروجي ييگرما

ن خروجـي هـا يـ شـتر تعـداد ا يباشد كه در صورت بررسـي ب 9د و يـ ني فقـط دو خروجـي مف ي به طور ع .شترخواهد شد يب

ـ گر به عنوان انرژي هاي اتالفي مي باشد كـه با يخروجي د د ي يين امر منجر به صرفه جو ي ا . افت شوند يا باز يكاهش داده و

ســت يلي و كــاهش آلــودگي زيقابــل تــوجهي در انــرژي فســ .طي مي گردد يمح

انرژي گرمائي منتشر شده در يك كوره به اشكال مختلف خود :را نشان مي دهد ولي به اشكال ذيل قابل شناسايي است

-a افزايش گرماي محسوس و تغييرات شيميايي يا فيزيكي در ته شدهمحصول پخ

-bافزايش گرماي محسوس هواي سرد خروجي از كوره -cافزايش گرماي محسوس دودهاي خروجي از كوره

-d اتالف گرما در محيطي كه در آن كوره قرار گرفته است . b,c,dلذا براي صرفه جـويي در انـرژي بايـد در محـل هـاي

ΔQT ميـزان افـزايش b,c در محـل .دقت بيشتري انجام داد :از گازها به شكل فرمول زير باشد حاصل

)1 (ΔQT = Gs * Qm* ( tu – ti ) ti = دماي گازهاي ورودي ºC tu = دماي گازهاي خروجيºC

Qm= حجم گازها kg/s Gs = گرماي ويژهj/kgºc

و يا نوسـان Qm اين اتالف بايد يا ميزان بنابراين براي كاهش موجب تغيير تركيب Gs را تا حدي كه مقدار ( tu – ti)حرارتي

گاز نشود و پديده نقطه شبنم به وجود نيايد كاهش دهـيم لـذا الزم است تا گازهاي خروجي و اتالفات كوره را مورد بررسي

:قرار دهيم

Q1 : طين با محيو كوره و كنوكسانرژي اتالفي در اثر تشعشعات بدنه ط ين سطوح گـرم بـا محـ يم اختالف دما ب يهمانطور كه مي دان

شار حرارتي مي گـردد كـه ايـن اطراف باعث به وجود آمدن شار حرارتي شامل دو انتقـال حـرارت تشعشـع و كنوكسـيون

كـه ميـزان محاسـبه آن بـه وسـيله دو . مي گـردد ) جابجايي( . زير قابل محاسبه است فرمول

QR = εσA (T4 – T04)

Qcon = hA (T – T0)

بنابراين از راههاي كاهش ايـن تلفـات مـي تـوان بـه كـاهش با انتخاب رنگ مناسب بدنه كوره و همچنـين εضريب انتشار

توسـط عـايق كـاري منـاطق ) (Tكاهش دماي مناطق كوره هـا .كوره انجام مي شود

م متوسـط دمـاي ها را به سه منطقه تقسيم كني اگر ديواره كوره درجـه و 70ديواره بيرونـي كـوره در ناحيـه پيشـگرم حـدود درجـه و 80متوسط دماي بيروني كوره در ناحيه پخت حدود

كاري حـدود ديواره بيروني كوره در ناحيه خنك متوسط دماي بنابراين با عايقكاري مناسب كـه حـداقل . درجه مي باشد 65

روكــش فويــل در ناحيــه پخــت بــا عــايق هــاي ايزوفــام بــا آلومينيومي با حداقل ضريب تشعشع و ضريب انتقال حـرارت

Q10

كوره غلتكي

E1

E2

E3

E4

Q2 Q3

Q4 Q5

Q6 Q7

Q8 Q9

Q1

Q11 Q12

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

5

مي توان هر دو انتقـال حرارتـي تشعشـعي و جاجـايي را كـم كـوره تلفات ناشـي از تشعشـع و كنوكسـيون در چنـد . نمود مگـا 5000 مگا ژول در سـاعت تـا 1900گيري شده از اندازه

ق كاري مناسب ين با عاي اژول در ساعت متغير بوده است بنابر كاهش در اتالفات فوق وجود دارد %30حداقل امكان

Q2 : انرژي اتالفي ناشي از گازهاي خشك حاصل از احتراق Q3 : انرژي اتالفي ناشي از بخار آب موجود در محصوالت احتراق

هـاي فته شد يكي از تلفات مهـم در كـوره همانطور كه قبالً گ زهاي داغ حاصل از احتراق ج گا سراميكي تلفات ناشي از خرو

. بخش مهم تقسيم مي شوند به دو كهاست تلفــات محســوس ناشــي از گازهــاي خشــك حاصــل از -1

SO2 و CO2 بيشترين گازهاي محصول پخت شـامل :احتراق بـه ميـزان N2 ولي كل دودها شامل مخلـوطي از بوده H2Oو

مي باشند... و O2 , CO , CO2 , NOX, H2Oخيلي زياد ناشــي از وجــود بخــار آب در محصــوالت ن تلفــات نهــا -2

درجه از كوره 300 تا 200احتراق كه با دماي بااليي در حدود .خارج مي شود

بنابراين همانطور كه مشاهده مي شود وجود نسبت باالي بخار آب و انيدريدها باعث مي شود كـه در طـول عمليـات دمـاي

نقطـه گراد نرسد تـا نتي درجه سا 100هرگز پايين تر از گازها گيري مايع و اسيدهايي كه بـراي شبنم ايجاد نگردد و از شكل

بنـابراين . مواد استفاده شده زيانبـار هسـتند جلـوگيري شـود بـا گـاز و دود , دانند كه در خروجي كوره ها طراحان الزم مي

دبـي .گراد داشته باشـند درجه سانتي 200 تا 150ي باالي دما مقدار اكسيژن در اين گازها كم و بسيار زياد گازهاي خروجي

و بسته به CO2 , CO , NOXبوده و داراي آالينده هايي مانند از ايـن لـذا .دننيـز مـي باشـ SO2نوع سوخت مصرفي داراي

ه كنيم و با توجه بـه توانيم استفاد گازها به صورت مستقيم نمي اسـب مـي باشـد من ن فوق امكان پذير هايآاليندهاينكه كاهش

اندازه گيـري چنـد . ترين راه ، بازيافت اين حرارت مي باشد ــا دبــي كــوره نمونــه 20000 تــا 15000 خــروج گازهــايي ب

درجـه سـانتي 300 تـا 250مترمكعب در ساعت با دماي بين

اين گازها را حرارت بنابراين مي توان .گراد را نشان مي دهد و ) ركوپراتورهـا (با استفاده از مبدل هاي حرارتي گاز به گـاز

بازيافت ) هاي بازيافت ديگ( مايع –مبدل هاي حرارتي گاز يا ه از آن طريق صرفه جويي در مصرف سـوخت دسـتگا و ودنم

گـرم و يـا ايركانديشـرها هاي گرم كننده نظير ديگ هـاي آب .داشته باشيم

:انرژي خروجي توسط خنك كننده ها

خـارج گـرم يدر مرحله خنك سازي مقدار قابل توجهي هوا لذا عمالً تنها راه دست يابي به كاهش مـنظم ميـزان . مي شود

اين انـرژي . است مصرف انرژي بازيافت هواي گرم خروجي :توسط سه اگزاست از كوره خارج مي شود كه عبارتند از

Q4- انرژي خروجي از خنك كنهاي مستقيم

بـر اًميط مسـتق ين مرحله هواي مح يهمانطور كه گفته شد در ا ها با دماي يده شده و ضمن خنك كردن كاش يها دم يروي كاش

لـذا مـي تـوان جهـت گـرم . باالئي از كوره خارج مي گردند ... ها و يش كاش يش گرما ين پ يد و همچن ينمودن كارگاههاي تول

.ري كرديگبهرهاز آنها

-Q5انرژي خروجي ازخنك كنهاي غير مستقيم ن خروجـي ي نوع آلودگي از ا هوايي كامالً تميز و عاري از هر

درجـه و 200 تـا 180ميشود كه با دماي بين تيرون هدا يبه ب متر مكعـب 10000 تا 7000ن ي و با دبي ب %21درصد اكسيژن

مي توان با كانال كشي لذا . از كوره خارج مي گردد در ساعت دي ، دفـاتر اداري يهاي تول النش س ياز هواي فوق جهت گرما

ا اسـتفاده در يش هواي احتراق كوره ها و يش گرما يو فني و پ و بهره وري قابل تـوجهي دسـت ييخشك كنها به صرفه جو

.افتي

Q6-انرژي خروجي ازخنك كن هاي انتهايي 150 تـا 130ن خنـك كنهـا دمـايي بـين ي هواي خروجي از ا

مي توان كه آلودگي خاصي نيز ندارد و درجه را دارا مي باشد و كـرد خشـك كنهـا اسـتفاده درحرارت به عنوان منبع اصلي

در صـورت نيـاز و مشعلهاي خشك كنها به صـورت كمكـي

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

6

شـده در خشـك كنهـا در تنظـيم د زيرا دمـاي ن شو وارد مدار درجــه 150 تــا 130كارخانــه هــاي كاشــي و ســراميك بــين

از حـرارت فـوق جهـت ميتـوان همچنين باشدسانتيگراد مي .ودنماستفاده رما سگرمايش سالنهاي توليد در فصل

Q7- انرژي اتالفي ناشي از وجـود مونوكسـيد كـربن در

محصوالت احتراق در اثر تنظيم نبودن نسبت سوخت به هوا در مشعل هاي كوره ها مقداري از سوخت به صورت ناقص سوخته شده و توليـد

ها ايـن مونوكسيد كربن مي نمايد كه بعضاً در بسياري از كوره تـوان بـا مـي باشد لذا دستي شيرها مي تنظيم به صورت تنظيم

و سـرورموتور كـه بـا آنـاليز نمـودن PLCاستفاده نمـودن از نسبت سوخت و گازهاي حاصل از احتراق خروجي اگزاست

صرفه جويي نمـوده و در مصرف انرژي نموده و هوا را تنظيم -لذا با بررسـي . كاهش داد محيط زيست را هاي يندهآالميزان

در چنـد كـوره سـراميك مشـخص گرديـد هاي انجـام شـده ppm160 تــا ppm80كمــابيش در محصــوالت احتــراق بــين

مونوكسيد كربن وجود داشته است كه با توجه به دبـي بـاالي ـ زان خـروج ا يگازهاي خروجي از اگزاست م ن محصـول بـه ي

ست باال خواهد بود و از نظـر يط ز يجاد آلودگي مح ي وا محيط 27720فـت سـاالنه حـدود گانرژي به طور متوسط مي توان

.مگا ژول اتالف انرژي در اثر خام سوزي وجود داشته است

Q8-هاي گرم خروجي انرژي خروجي ناشي از كاشي كاري با دمايي باالتر ها پس از طي مراحل پخت و خنك كاشي

افتاز دماي محيط از كوره خارج مي شوند و چون امكان بازي مناسـبترين راه .باشـد مـي هاي خروجـي كمتـر گرما از كاشي

بهـره , هـا كاشـي زان گرماي جذب شده توسـط ياستفاده از م ن يكـن هـا مـي باشـد بـد در منطقه خنـك شتر يري هرچه ب يگ

م يم بهتر از هواي خنك كنها استفاده كن يصورت كه هرچه بتوان م يم مرحله خنـك سـازي را باتمـام برسـان يو هرچه بهتر بتوان

.م يافت گرما انجام داده ايازق بيصرفه جوئي خوبي از طر

Q9-انرژي اتالفي از بين رول هاي غلتك ها وب عايق در بسياري از كارخانجات در اثر خراب شدن و يا خ

نفـوذ هـواي ,هاي فشـار منفـي نشدن بين رول ها در قسمت داخل كوره و در قسمت هاي فشار مثبـت درز هـوا از بهسرد

ث تلفـات حرارتـي در ود باعـ كوره به محيط مي گردد كه خـ . را شاهد هستيمگرددكوره مي

Q10-كييتلفات انرژي الكتر

ــرژي الكتر ــات ان ــودن يتلف ــل نب ــار كام كــي شــامل تحــت بن الكتروموتـور يكنهـا و همچنـ خنـك فنهاي الكتروموتورهاي

مي توان با .مكنده اگزاست محصوالت احتراق كوره مي باشد ه دور بــر روي ســتم كنتــرل دمــائي و نصــب كنتــرل كننــديس

ا مكش را ي زان هوادهي و يتا م يالكتروموتورها نسبت دور و نها . ود م نميگرام دمائي مطلوب كوره تنظيامطابق با د

Q11- ها ير بخار آب موجود در كاشيانرژي الزم براي تبخ

هـا قبـل از ورود بـه كـوره در خشـك كنهـا يهرچند كه كاش د ولي هنوز مقـدار خشك مي شوند و بعد وارد كوره مي گردن

ـ يادي در كاش يرطوبت ز -شيها موجود است كه در مراحل پزانـي از يكوره و ابتداي پخت جهت برطرف شـدن رطوبـت م

انرژي مـورد م يانرژي مصرف مي شود لذا همانطور كه مي دان :نياز براي تبخير يك كيلوگرم آب برابر است با

KJ/Kg 2257) + 27-100 ( KJ/Kg°C 2/4انرژي نهان تبخيربخيـر يـك كيلـوگرم آب در ن انرژي مورد نيـاز بـراي ت يبنابرا

الزم به ذكر است MJ 6/2 = Q: برابر است با دماي محيط . درجه در نظر گرفته شده است27ط يدماي مح

ن يري از باكس حرارتي در ابتداي كوره كه ا يگدر صورت بهره ز اگزاسـت باكس گرماي خود را از گازهـاي گـرم خروجـي ا

م از يكند مـي تـوان ن مي يكنها تام ا خنك يمحصوالت احتراق و اگر ما فـرض كنـيم يـك جسـم .ميري كن ين اتالفات جلوگ يا

سراميكي به وزن يك كيلوگرم و مقدار آب حدود يك درصـد گرم را وارد كوره كنيم براي بخار شـدن ايـن مقـدار 10يعني

كه اگر ايـن مقـدار كيلو كالري انرژي الزم داريم 5آب حدود

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

7

انرژي را براي باال بردن دماي قطعـه مصـرف كنـيم دمـاي آن درجه سانتيگراد باال مي رود لذا وقتي جسم مرطوبي 20حدود

را در داخل كوره قرار دهيم همانند اين است كه جسم بسـيار ايم يعني كاشي ورودي ما كـه د را در داخل كوره قرار داده سر

بـوده چـون داراي رطوبـت اسـت درجه سانتيگراد 32حدود ـ درجـه 12ا دمـاي همانند ورود جسم بـدون رطوبـت ولـي ب

كند كه اين موضوع باعث مي شـود كـه در سانتيگراد عمل مي يد لـذا بايـد در آاولين قسمت چرخه پخت تغييراتي به وجود

وابسته بـه جـذب ,نظر داشت جسم سراميكي خام در محيط قرارگيـري ليـل قبـل از رطوبت موجود در هواست به همين د

در تســاعچنــد را بــراي كــوره بايــد آنجســم ســراميكي در درجه سانتيگراد است قـرار 60 –80محيطي كه دماي آن بين

دهيم بنابر اين در اينجا الزم است نكته مهمي را يادآوري كنيم و آن چيدمان قرار گيري تجهيزات در كارخانجات مـي باشـد

كنها نزديك به كوره هـا باشـد ر بايد خشك يعني حتي المقدو تا كاشيها پس از خروج از خشك كنها مسـافت زيـادي را تـا كوره ها طي نكند و يا نكته ديگر اينكه كاشيها در جلوي كوره ها انبار نشوند زيرا ماندگاري در محيط خود باز باعث جـذب رطوبت اندكي مي شود كه تعبيه باكس حرارتي بـا اسـتفاده از

.ا رفع كننده اين معزل مي باشدگرماي اگزاسته

Q12-ها يد الزم براي پخت كاشي انرژي مف هدف اصلي در كوره هاي غلتكي ، پخـت كاشـي و محصـول

بـات موجـود در ين با توجـه بـه ترك يكي مي باشد بنابرا يسرامبات مـي تـوان يك از ترك يت گرمائي هر ين ظرف يخاك و همچن

ـ همان انرژي مف از براي پخت محصول را كه يي مورد ن ژانر د ي .ن نموديياست را تع

ـ هـاي ورودي و خروجـي كـوره آشـنائي پ يحال كه با انرژ دا يز يـ ع دما و فشـار درون كـوره ن يم بهتر است با نحوه توز يكرد

آشنا شده و سپس به بررسـي تلفـات ناشـي از بهـره بـرداري ت به ارائه چند راه كار مهم يح از كوره پرداخته ودر نها يناصح ميبپرداز

توزيع دما در كوره توزيع دما در بخش محوري كوره يكسـان نمي توان گفت كه

اي از كـوره فرض كنيم دما كامال در هـر نقطـه است زيرا اگر هـا و هـم بـراي و يكسان باشد يعني هم بـراي جـداره پايدار

گازها در اين صـورت برخـي از نقـاط مـاده در حـال پخـت اما دماي . جذب خواهند كرد گرماي بيشتري از ديگر قسمتها

هـا و يـا ديگـر عناصـر كـوره اهميـت ، ديواره ) دودها(گازها گرمـاي Aلـذا مطـابق بـا شـكل الـف نقطـه . چنداني ندارند

خواهد داشت چرا كه دما را هم از Bبيشتري را نسبت به نقطه فقـط از دريچـه بـاالئي Bباال وهم از ديواره جانبي ولي نقطه

لذا پروفيل دمائي مطابق شـكل زيـر خواهـد .كنددريافت مي كهـا رسـانائي گرمـائي تداشت ولي نكته ديگر آن است كـه غل

خاصي دارند و چون انتهاي آنها در فضاي بيرون قـرار دارنـد دهند كه اين اتالف خود باعـث كوره را هدر مي گرماي داخل

خواهد شـد و ) ب( شكل به وجود آمدن پروفيل دمائي مطابق لـذا . شد بارت بين ابتدا وانتهاي شعله مي نتقال حرا نكته سوم ا

توزيع دما در داخل كوره وجداره ها و ماده در حال پخت بـه يابد و پروفيل دمـائي مطـابق بـا شـكل ميطور يكسان كاهش

گفته هاي فـوق گرمـاي لذا مطابق با . حاصل خواهد شد ) ج(شـد باغلتكها در بخش پخت بسيار باال مي شده حاصل از تلف

لذا در اين قسمت احتمال دارد پروفيل دمائي مطابق بـا شـكل گرمـا احتمـال توزيـع صورت پذيرد و يا در بخش پـيش ) ب(

.صورت پذيرد ) الف(مشابه پروفيل دمائي

)الف(

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

8

)ب(

)ج(

پروفيل دمائي كوره در حاالت مختلف– 3شكل هـا yودار دمائي كوره مشاهده مي شود كـه محـور در ادامه نم

ها نشانگر زمان ويا سيكل كـوره مـي xدرجه حرارت و محور پـنج (ق كـوره باشد لذا طبق نمودار فوق و با توجـه بـه منـاط

مي توان زمان حضور كاشي در هر منطقه را مشـخص ) منطقه دقيقه در 10نمود همانطور كه مالحظه مي شود كاشيها حدود

درجـه سـانتيگراد 500پيش گرما قرار دارند تا به دماي منطقه دقيقه آن مرحله پيش كوره مي باشد 5برسند كه از زمان فوق

150 دقيقه كاشي از دماي محيط به دماي حـدود 5كه در اين ي ورودي كـوره كـه درجه مي رسد لذا با تعبيه باكس در ابتدا

اگزاسـت اگزاست ابتداي كـوره ويـا همـان گرماي خود را از دقيقـه را از 5محصوالت احتراق مي گيرد مي توان اين زمـان

كوره حذف نمود كه خود مـي توانـد از مصـرف ميـزان قابـل 60توجهي سوخت جلوگيري كند مـثال اگـر در يـك سـيكل

دقيقه اي مطابق با نمودار فوق سوخت كـوره بطـور ميـانگين ن مي دقيقه آ 5 متر مكعب در ساعت باشد با حذف 250برابر

مترمكعـب در سـوخت صـرفه 40توان در هر ساعت حـدود در ادامه نمودار زمانهاي مناطق مختلف از جمله . جوئي نمود

دقيقه مي باشد و يا پخـت در 8پخت با دماي پائين كه حدود دقيقه به طول مي انجامد و ساير زمانها 10دماي باال كه حدود

standم فوق در مـورد مي توان از دياگرا لذا .ارائه شده است

by در ادامه زيانهاي آنهـا ها كه در كوره صورت مي پذيرد و فشـار در ادامـه نمودارهـاي .شود استفاده نمـود شرح داده مي

ج فشار مسئله نقاط مختلف كوره مشخص گرديده است كه رن ـ ها مي قابل توجهي در كوره ر حسـب باشد زيـرا توزيـع دمـا ب

پذيرد يعنـي فشـار منفـي مي فشارهاي مناطق مختلف صورت هاي پيش گرما و پـيش كـوره باعـث انتقـال حـرارت قسمت

جابجائي شده و هواي گرم منطقه پر فشار پخت به اين مناطق شـود و نكتـه و موجب پيش گرم شدن كاشـيها مـي وارد شده

-منطقه پخت نيز از فشـار منطقـه خنـك ديگر اينكه اگر فشار

ني شـدن پخـت و كوتـاه كاري سريع بيشتر شود موجب طوال شدن زمان سرد شدن مـي شـود لـذا در پايـان مرحلـه پخـت غشائي فرضي به عنوان جدا كننده وجود بايد داشته باشـد كـه آخرين مرحله بخش پخت را از اولين مرحله سرد شدن سريع مجزا كند كه حضور چنين جدا كننده اي به منظور جلـوگيري

دن و گازهـاي سـرد در از عبور گازهاي گرم در منطقه سرد ش هـاي بنابراين گازهاي گرم توسـط مكنـده .منطقه پخت است

هاي انتهاي مكيده شده و هواي سرد توسط مكنده ابتداي كوره كوره كه براي نزديـك شـدن بـه چنـين وضـعيتي الزم اسـت

) ∆P≈0(تفاوت ميان فشار در هر دو ناحيه نزديك صفر باشد به وضوح نمـايش داده شـده و اين مورد در دياگرام فشار نيز

است

نمودار دمايي و فشار كوره– 1شكل

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

9

كننده اي بـه منظـور جلـوگيري از حضور چنين جدا با توجه به شكل عبور گازهاي گرم در منطقه سرد شـدن و گازهـاي سـرد در منطقـه

معرف شكل ايده aپخت است لذا وضعيت مشخص شده در شكل ي توان گفـت كـه در محـل غشـاء ال آن مي باشد و بطور تئوري م

درجه تا دماي سـرد 1200جهش دما را از دماي مرحله پخت حدود درجه خواهيم داشت كه بـراي نزديـك شـدن بـه 600شدن حدود

و P1چنين وضعيتي الزم است كه تفاوت ميان فشار در هردو ناحيـه P2 نزديك به صفر باشد ودر عوض اگر موقعيـت تصـوير b بامقـدار P1> P2 مـي ) 1(وارد محيط ) 2(را داشته باشيم هواي سرد از محيط

ـيط 500شود ، لذا عبور هواي نسبتا سرد حـدود ) 1( درجـه در محسرمايي را به محيط پخت وارد مي كند و باعث كاهش زمـان پخـت مي شود كه نتيجه آن پخته نشدن محصول ويا افزايش مصرف انرژي

ظيم حرارت بگونـه اي عمـل مي باشد زيرا ترموكوپل ها و سيستم تن قـرار دهنـد ولـي اگـر set pointمي كند كه دما را در انـدازه هـاي

) 2(وارد محيط ) 1( باشد توده هواي گرم از محيط P1< P2موقعيت مي شود كه زمان پخت طوالني و زمان سرد شدن كوتاه مي شـود و نتيجه آن گرم بودن بيش از حد كاشيها در خروجي كوره مـي باشـد

و اما نكته مهمي كه در مورد پـيش . كه باعث اتالف انرژي مي گردد گرمايش بايد ذكر شود و همين نكتـه باعـث ارجحيـت و يـا لـزوم

اين اسـت كـه اگـر مـا تشكيل باكس گرما در ابتداي كوره مي باشدفرض كنيم يك جسم سراميكي به وزن يـك كيلـوگرم و مقـدار آب

رد كوره كنيم براي بخـار شـدن گرم را وا 10حدود يك درصد يعني كيلو كالري انرژي الزم داريـم كـه اگـر ايـن 5اين مقدار آب حدود

مقدار انرژي را براي باال بردن دماي قطعـه مصـرف كنـيم دمـاي آن درجه سانتيگراد باال مي رود لذا وقتي جسم مرطـوبي را در 20حدود

را در داخل كوره قرار دهيم همانند اين است كه جسـم بسـيار سـرد درجـه 32داخل كوره قرار داده ايم يعني كاشي ورودي ما كه حدود

سانتيگراد بوده چون داراي رطوبت است همانند ورود جسـم بـدون درجه سـانتيگراد عمـل مـي كنـد كـه ايـن 12رطوبت ولي با دماي

موضوع باعث مي شود كه در اولين قسمت چرخه پخـت تغييراتـي ـيط به وجود آيد لذا بايد در نظر داشت جسم سراميكي خـام در مح

وابسته به جذب رطوبت موجود در هواست به همـين دليـل قبـل از گذاشتن جسم سراميكي در كوره بايد آنرا براي سـاعاتي در محيطـي

درجه سانتيگراد است قرار دهيم بنابر ايـن 60 –80كه دماي آن بين مان قـرار يم و آن چيـد در اينجا الزم است نكته مهمي را يادآوري كنـ

گيري تجهيزات در كارخانجات مي باشد يعني حتـي المقـدور بايـد

خشك كنها نزديك به كوره ها باشـد تـا كاشـيها پـس از خـروج از خشك كنها مسافت زيادي را تا كوره ها طي نكند و يـا نكتـه ديگـر ـيط اينكه كاشيها در جلوي كوره ها انبار نشوند زيرا ماندگاري در مح

ب رطوبـت انـدكي مـي شـود كـه تعبيـه بـاكس خود باز باعث جذ .حرارتي با استفاده از گرماي اگزاستها رفع كننده اين معزل مي باشد

a)(

(b)

(c)

با توجه به مطالب ارائه شده در اين قسمت يك ديـاگرام واقعـي

حظه مي شود در ك كوره ارائه شده است همانطور كه مال دما دري اثر تطابق نداشتن فشار درون كـوره كـه ناشـي از عـدم تناسـب كاركرد الكتروفنها با دماي داخل كوره ميباشـد دمـاي حقيقـي از دماي ست شده باالتر رفتـه كـه خـود موجـب اتـالف انـرژي و همچنين باعث ميشود واكنشهاي مرحله پخـت رونـد اسـتاندارد

از دست برود لذا همانطور كـه خود را طي نكند و مرغوبيت كاال قبال نيز ذكر شد فشار كه ناشي از مكش ودمش هوا توسـط فنهـا

كنتـرل مي باشد عامل اصلي كنترل دما در كوره رادارند بنـابراين

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

10

نمودن الكتروموتورها هم باعث صرفه جـوئي انـرژي الكتريكـي وهم فسيلي وهم باعث افزايش كيفيت محصول مي شود

دياگرام دمائي يک آوره نمونه و تفاوت دمای حقيقی و ست شده

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1 2 3 4 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

طول آوره

درجه حرارت دماي تنظيم شده

دماي حقيقي آوره

PREHEATIN FIRING

RA

PIDC

OO

LIN

G

SLO

WC

OO

LIN

G

PREKILN

ناحيه اتالف انرژي در اثر اختالف دماي تنظيم شده و دماي واقعي

ز كورها در اثر بهره برداري ناصحيح ت انرژياتالفا

ا اتالفات ناشي از خود كوره يعني اتالفات اگزاست هـا تا اينج

و بدنه كوره و در كل اتالفات سيستماتيك كوره مورد بررسـي قرار گرفته شد ولي نكته ديگري كه مي توان به آن اشاره كـرد بهره برداري صحيح از كوره و همچنين مديريت كوره و نحوه هدايت كوره مي باشد لذا ابتدا به بررسي ميزان اتـالف انـرژي در اثر وجود ضايعات در خطوط توليد و به خصوص كوره ها

.مي پردازيم همانطور كه مي دانيم كاشي هاي پرس شـده بعـد از پـرس و

ي شوند و در اثر يك سـري فعـل خشك شدن وارد كوره ها م كاشـي تعـدادي از و انفعاالت غلط و فرآيند توليـد ناصـحيح

محصول ها به عنوان ضايعات كوره از مسير خارج مي شـوند كه در اين مرحله عالوه بر هدر رفتن نيـروي انسـاني و مـواد اوليه مقدار زيادي انرژي نيز تلف مي گردد بنابراين اينجـا بـه

.بحث نحوه هدايت كوره مي پردازيم :وم تغذيه تدا -1

ه و معادل مقـدار پـيش ئمي نبود اگر تغذيه مواد قابل پخت دا بيني شده در پروژه نباشد ، مصـارف ويـژه انـرژي بـه مقـدار زيادي افزوده مي شود و مي تواند راه حل هاي به كار گرفتـه . از سوي سازنده و يا از سوي طراح سيستم را بي نتيجه سازد

بنابراين اعتماد نسبت به عملكرد دستگاهي كه تغذيه كـوره از

پخت را بر عهده دارد و قابليت ادامـه تغذيـه كـوره مواد قابل حتي در صورت خرابي ها و يا توقفات كاري ، سهولت تنظيم و مداخله از سوي اپراتور خصيصه هاي مهمـي از نظـر جنبـه

البته تـداوم تغذيـه . هاي اقتصادي عملكرد كوره ها مي باشند هي به فقط به ماشين آالت بستگي ندارد بلكه به طور قابل توج

.چگونگي توليد و سازماندهي پخش هم بستگي دارد :تعويض -2

براي تعويض اقالم در حين كار كه با توقف در حركت كاشي ها به داخل كانال پخت همراه است الزم اسـت كـه در تنظـيم كوره نيز سازگاري و هماهنگي صورت گيرد از جمله منحنـي

رمايي انـدك كـوره زيرا اينرسي گ ...( ، حجم گازها و گرماييها غلتكي فعلي باعث تغيير سريع مي شود كه قابل مقايسه بـا

)است زمان الزم براي يك كوره تونلي سنتي :توقف توليد و بروز ضايعات -3ر توقفات خطوط توليد باالخص در كوره ها ميـزان قابـل ر اث د

توجهي از انرژي بدون بهره وري به هدر مـي رود لـذا عـالوه شدن انرژي و نداشتن توليد باعث بـروز ضـايعات بر مصرف

نيز مي شود لذا براي جلوگيري از ضايعات آغاز عمليات تولد واقعي و ويژه از طريق بارگيري كوره با مواد شـن و ماسـه اي صورت مي پذيرد كه كوره در حالـت نـوعي تعـادل حرارتـي مناسب با شرايط كار برسد زيرا مرحله بحرانـي در طـي آغـاز

ليد از سرد شدن سريع باالفاصله بعد از عمل پخـت شـروع تومي شود در حقيقت اين منطقه توسط قطعـه گـرم ، گـرم مـي

، از ) c 800°حدود ( شود و در يك دماي باال ثابت مي گردد آغاز شروع تا عبور اولين محصول ، اين ناحيه دماي محـيط را

يي خواهد داشت ، ماده سرد شدني تحت شوك گرمـايي بـاال قرار مي گيرد و خطـر شكسـتگي باالسـت لـذا بايـد در نظـر داشت كه دياگرام دمائي كـوره را در هـر حالـت بايـد تحـت كنترل در آورد و نواحي پنج گانه كوره را در دماي مخصوص

يش پخود نگاه داشت تا مشكلي همانند باال رفتن دما در نواحي .يايد پخت و پش گرم كن و يا در خروجي كوره به وجود ن

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

11

ررسي يك كوره نمونه حاصل شده است در اثـر ولي آنچه از ب نداشتن مديريت مناسب بـارگيري كـوره و نحـوه نـا صـحيح هدايت كوره و نبودن مديريت مناسب در جهت توليـد باعـث توقف طوالني در كوره شده و پس از آن با شروع بـه كـار در

شده است اثر تنظيم ننمودن و رعايت نكردن مطالب باال باعث كه حجم زيادي كاشي دچار شكست شود كه ميـزان اتالفـات

:انرژي آن به شرح زير است hr 25 = توقف كورهزمان

= MJ/25hrرفته در اثر توقف كـوره ميزان انرژي فسيلي هدر 188370 M3 / hr 2/193 =وسط مصرف كوره در زمان توقف مت

فســيلي هــدر رفتــه در اثــرينــه انــرژي هز= 668955ريــال ساعت25 كوره طي توقف

نه انرژي الكتريكي مي الزم به ذكر است هزينه فوق منهاي هزي باشد زيرا هنگام توقف توليد كوره ها ، فنهاي خنـك كننـده ،

غلتك هـا فن اگزاست محصوالت احتراق و الكتروموتورهاي و ساير دستگاه هاي الكتريكي هم چنان كار مي كنند كـه اگـر هزينه هاي آنها نيز محاسبه گردد رقم فوق خيلي باالتر خواهد

ولي نكته مهم ديگر اين است كه توقـف فـوق ناشـي از . بود عدم مديريت صحيح در برنامه ريزي توليد و بـارگيري كـوره

ح بهره برداري از كـوره مي باشد و در اثر يك مديريت ناصحي فوق پس از شروع به توليد حجم زيادي كاشي دچار شكسـت

كيلو گرم بوده كه شكسـته شـدن 2356شد كه ضايعاتي برابر اين محصوالت عالوه بر به هدر دادن نيـروي انسـاني ، مـواد

مصـرف باعث تلف شدن انرژي نيز شده كه بادر نظر داشـتن ي سراميكي تا بعد از كوره براي كاشي ها(SEC )ويژه انرژي

مگـا ژول بـر كيلـوگرم خـواهيم 064/11 برابر اسـت بـا كه :داشت

2356 kg =ميزان ضايعات كاشي

ريال 11714 =هزينه مربوط به اتالف انرژي ضايعات فوق MJ 8/26066 = تلفات انرژي

دقيـق و لذا مي توان در مورد هاي فوق با يـك برنامـه ريـزي يد و حتي با برنامه ريـزي دقيـق تـر در فـروش ساليانه در تول

محصوالت كه ماحصل آن كم كردن زمان توقفات توليـد و يـا كوره ها مي باشد هم جلـوي توليـد stand byكم كردن زمان

ضايعات را گرفت كه ايـن ميـزان اتـالف انـرژي در كارخانـه ميليـون 160د كوره بوده در سال حدو 2نمونه فوق كه داراي

البته عالوه بر مبلـغ فـوق مـي تـوان . ريال برآورد شده است هزينه هاي نيروي انساني بي كار و استهالك كوره هـا در اثـر بدون بار بودن و هزينه مواد اوليه كه به ضـايعات تبـديل مـي

در زير نمـودار دمـائي . شود را نيز به مبالغ فوق اضافه نمود نشان داده شده كه در آن ميـزان stand by يك كوره در حالت

و حالـت واقعـي set point حالـت ) تفـاوت دمـائي ( تلفـات بصورت نقطه چين و همچنين ناحيه صرفه جـوئي انـرژي در

درجه مشخص شـده 500اثر پائين آوردن دماي نقاط به دماي stand كه وقتي ما مي دانيم كوره ساعات طـوالني در حالـت

by دما نگه داريم صرفه جـوئي برابـر سـطح قرار دارد در اين . فوق خواهيم داشت ) هاشور خورده (محصور

Stand by دياگرام دمائي يک آوره در حالت

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

TC

درجه حرارتده دماي تنظيم ش

دماي حقيقي آوره

ناحيه اتالف انرژي در اثر اختالف دماي تنظيم شده و

دماي واقعي

ناحيه صرفه جوئي انرژي در اثر پائين آوردن دماي نقاط در

حالت فوق

: كوره و اتالف انرژي بارگيري

لـذا . بازده كوره كامالً به شيوه تغذيه مواد پختي بسـتگي دارد مي شود كـه در كمبود يك قطعه بر روي سطح غلتكها باعث

يم يعنـي انـرژي مرحله پاياني هم يك قطعه كمتر داشته باشـ مصرف شده در حالي كه توليدي نداشته ايـم و ضـمن اينكـه براي كوره دار ازنظر اقتصادي ضرر محسوب مي شود و باعث

لـذا . عدم يكنواختي در توزيع فضايي و دمايي نيز مـي شـود سيستم هاي تنظيم مرتباً تغيير كـرده و تضـميني بـراي كنتـرل

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

12

بـراي بهينـه سـازي و لـذا . صحيح و لحظه اي وجود نـدارد بــارگيري كــوره الزم اســت كــه اوالً از ماشــين آالت مناســب وآزمايش شـده اسـتفاده شـود و ثانيـاً بايسـتي يـك مـديريت

بارگيري كوره ها وجود داشته باشد بدين صورت كه در بسته به ( كارخانجاتي كه چندين كوره وجود دارد هر كوره را

مخـتص ) كاشـي توليـدي عرض و ميزان توليد كوره و سايز سايز خاصي بگمارند مثالً يك كارخانه داراي دو كـوره اسـت

02/2 متر و كوره دوم بـه عـرض 43/2كه كوره اول با عرض مترموجود مي باشد در صـورتي كـه كارخانـه فـوق بخواهـد

را توليـــد 20*20 و 40*40 و 50*50 و 30*30ســـايزهاي ي كاشـي هـاي نمايد بهتر است از كـوره اول جهـت بـارگير

و از كوره دوم جهت بارگيري كاشي هـاي 30*30 و 20*20

50*50 استفاده شود ولي اگر كاشـي هـاي 50*50 و 40*40 سـانتي متـر از عـرض كـوره 43در كوره اول بارگيري شوند

متر مي 2/130خالي خواهد بود كه اگر درطول كوره كه برابر و مـرده در متر مربع فضاي خالي 56باشد ضرب گردد حدود

كوره وجود خواهد داشت كه مي توان چنين بيان كرد كه يك متر مربع را بـدون اسـتفاده و بهـره تـا 56فضا با سطح مقطع

درجه سانتي گراد طـي سـاعات متـوالي حـرارت 1200دماي نـرخ اتالفـات انـرژي حالـت فـوق را مـي تـوان از . داده ايم

و خروج كاشـي لذا ورود . محاسبه نمود Q=VAΔT )5(رابطهها بايد در زنجيره اي هماهنگ صورت پذيرد بـه طـوري كـه

قـرار گيرنـد كاشي ها در طول زنجيره و در رديف هاي منظم تا كوره بازده بيشتري داشته باشد

نام دستگاه

l.fضريب بار توان تحت بار توان الكترو موتور

ميزان صرفه جويي با نصب كنترل كننده دور

28512 %44 5/16 37 الت احتراقفن اگزاست محصو

13 33 فن تامين كننده هواي احتراق59%

22464

8640 %45 5 21 فن خنك كننده مستقيم

20786 %4 12 30 فن خنك كننده غيرمستقيم

36288 %56 21 37 فن خنك كننده انتهايي

116640 67,5 137 مجموع

ـ بازيافت ر حرارت از هواي داغ خروجي از خنـك كـن غي مستقيم كورهبال نيز اشاره شد هواي خروجـي از خنـك كـن همانگونه كه ق

غير مستقيم همان هواي محيط است كه داخل يك سري مبدل اكسـيژن موجـود ولـي بـا دمـاي % 21گرم شده است با همان

بسيار باالتر مثال در يك كوره مورد بررسي دماي هواي خنـك سـانتيگراد بـوده درجـه 180كن غير مستقيم اين كـوره برابـر

است كه با دبي نسبتا بااليي خارج مي شده كه از اين هوا مـي توانيم مستقيما جهت تامين هواي احتراق مشعلهاي كوره شود و يا از هواي فوق مستقيما جهت گرمايش دفاتر فني كارخانه

استفاده شود و حتي مي تـوان ميتـوان جهـت هـواي احتـراق ك كنهاي كارخانه نيز اسـتفاده مشعلهاي اسپري دراير و با خش

نمـائيم ضـمن اينكـه صــرفه جـويي قابـل توجـه در مصــرف سوخت خيلي هر يك از دستگاه هاي فوق در اثر پـيش گـرم نمودن هواي احتراق مي شود در مورد كوره نيز چـون هـواي فوق با فشار و سرعت خوبي از اگزاست خارج مي شـود مـي

واي احتـراق نمـود و فـن توان مستقيما وارد كانالهاي تامين ه تامين هواي احتذاق را حذف و يا با نصب درايو كنترل نمائيم

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

13

كه صرفه جويي خوبي در مصرف انرژي التريكي نيز به وجود خواهد آمد لذا در اثر اجراي راهكار فـوق ميتـوان از سـوختن

متر مكعب گاز طبيعـي در سـاعت جلـوگيري نمـائيم كـه 34ي حرارتــي در ســال و معــادل گيگــاژول انــرژ10820معــادل

شبكه نفت خام در سال مي باشد ضمن اينكه با كـاهش 1768 تن در سـال و گـاز مونواكسـيد 541 به ميزان CO2انتشار گاز

. كيلوگرم در سال نيز جلوگيري مي شود2109كربن به ميزان

انرژي الكتريكيبررسي و مكنده 6سراميك همانگونه كه گفته شد در يك كوره پخت

دمنده وجود دارد كه شامل يك مكنده جهـت خـروج خـروج محصوالت احتراق، فن تامين كننده هواي احتراق، فـن كننـده سريع ، فن خنك كننده غير مستقيم، فن خنك كننده مستقيم و فن خنك كننده انتهائي كه با توجهبه عملكـرد هـر كـدام مـي

هـاي دور توان از نقطه نظر امكان و اسـتفاده از كنتـرل كننـده مورد بررسي نمود لذا با توجه به آنچه در بخشهاي قبلي گفته شد هواي محيط جهت خنك كردن كاشيها به داخل كوره ملي هر يك از مراحل خنك سازي وارد مـي شـود لـذا بـا نصـب كنترل كننده دور و تطـابق آن بـا سنسـورهاي دمـاي كـوره و

ه جويي قابـل دريافت فرمان از اتاق كنترل كوره مي توان صرف توجهي در مصرف انرژي حاصل شود لذا با بررسـي بـر روي يك كوره پخت سراميك نتايجي مطابق با جدول زيـر حاصـل

شد ميزان صرفه جوئي انرژي الكتريكي در كوره – 2جدول

ميليون ريال مي 230328ا هزينه صرفه جويي در سال برابر لذ . باشد

ه از اينـورتر در فنهـاي كـوره وجه به مطالب فوق با استفاد با ت كيلـو وات سـاعت 116640پخت سراميك مـي تـون سـاالنه

كه نفت بش 206انرژي الكتريكي صرفه جويي نمود كه معادل خام مي باشد و همچنين با صرفه جـويي ايـن مقـدار انـرژي الكتريكــي از انتشــار گازهــاي گلخانــه اي و آالينــده هــا نيــز

ميـزان صـرفه جـويي انـرژي جلوگيري كنيم لذا با توجـه بـه مطابق جدول زير از انتشار گازهاي گلخانه مي توان الكتريكي

اي و آالينده ها در نيروگاه هاي كشور كه جهـت تـامين بـرق

جلـوگيري به ميزان مقادير جدول زيـر آالينده توليد مي كنند .كنيم

انتشار در كاهشميزان نوع انتشار قبال صرفه جويي حاصله

NoX 32/98كيلوگرم So2 201078كيلوگرم Co2 64/17612كيلوگرم

كيلوگرم19/11 مونوكسيد كربن گرمو كيل78/4 ذرات معلق

كاهش انتشار آالينده هاي نيروگاهي در ايران ميزان– 3جدول

فت حرارت از گازهاي داغ محصوالت احتراقبازياراميك م شده در يك كوره تك پخت كاشي و س با بررسي انجا

ميزان انرژي هدر رفته از اگزاست محصـوالت احتـراق كـوره مگا ژول در ساعت بوده است كه بـا در نظـر 7562فوق برابر

گرفتن نقطه شبنم محصوالت احتراق از اين ميزان انرژي تلف مگاژول در ساعت آنرا بازيافت نمائيم كه 2060شده مي توان

:راههاي بازيافت آن عبارتند از زيافت حرارت از گازهاي خروجـي اگزاسـت كـوره بـا با -1

در ) Regenerativeburner ( استفاده از مشعل بازيافت حرارت اسپري درايرها

روجي اگزاست كوره هـا بـا بازيافت حرارت از گازهاي خ -2 گـاز جهـت پيشـگرم نمـودن -استفاده از مبدل حرارتي مـايع

كوره كه همه موارد فوق مي تواند موجب كاشيهاي ورودي به متـر مكعـب 53صرفه جويي در مصرف گاز حداقل به ميزان گيگـاژول 16867گاز در ساعت نائل آييم كـه سـاالنه معـادل

بشكه نفت خام در سال مي باشد ضمن 2756انرژي و معادل اينكه اين مقدار صرفه جويي باعث كاهش گازهاي گلخانه اي

در سـال را Co2مي توان ميـزان كـاهش گـاز نيز مي باشد كه تن در سال بـرآورد نمـود ضـمن اينكـه ميـزان 35/843برابر

. كيلوگرم در سال خواهد بود34 نيز برابر Coكاهش گاز

بهينه سازي انرژي و كاهش آلودگي به سبب ارتقاء كارايي كوره هاي پخت كاشي و سراميك

ششمين همايش ملي انرژي

14

رت از هواي گرم خروجي از خنك كن انتهاييبازيافت حرات نمونـه ميـزان با بررسي انجام شده در يك كـوره تـك پخـ

1497رفتـه از اگزاسـت خنـك كـن فـوق برابـر انرژي هـدر مگاژول در ساعت بوده است كه ميتوان اين هواي گرم كـه بـا

درجه از كوره خارج مـي گـردد و آلـودگي 130دماي حدود خاصي نيز ندارد را در خشك كنها استفاده نمائيم چون هـواي فوق عاري از مواد آالينده مي باشد و دماي نسـبتا بـااليي نيـز

ه عنوان منبع اصلي حرارت جهت خشك كنهـا اسـتفاده دارد ب شود و مشعلهاي خشك كنها به صـورت كمكـي در صـورت نياز روشن شود زيرا دماي سست شده در خشـك كنهـا بـين

ــا 130 ــه هــاي كاشــي و 150 ت درجــه ســانتيگراد در كارخانسراميك ميباشد و يا از حرارت فوق جهت گرمايش سـالنهاي

39از ســوختن حــدود . تفاده شــودتوليــد در فصــل گرمــا اســمترمكعب گاز در ساعت جلوگيري مي شود كه ساالنه معـادل

خـام صـرفه بشكه نفت 1997 گيگاژول انرژي معادل 12220 كيلوگرم 25و Co2 تن 611جويي خواهيم داشت كه از انتشار

Coنيز جلوگيري خواهد شد . :تيجه گيري ن

4 از سوخت ورودي و د درص 45 تا 35همانطور كه گفته شد ت كاشـي و از انرژي الكتريكي ورودي كارخانجا درصد 8تا

پـس . ود مـي شـ پخت مصـرف هايسراميك در بخش كوره از انرژي %30هاي پخت در اين صنعت به تنهايي حدود كوره

ورودي به پروسه را مصرف مي نمايـد كـه ضـرورت اجـراي .رژي در اين صنعت را توجيه مي كندمديريت ان

اقدامات قابل اجرا جهت كاهش مصارف انـرژي و انجام لذا با كنترل ميزان توليد گازهاي آالينده زيست محيطي در دو بخش

كه شامل مواردي چون بازيافـت گرمـا از حرارتي و الكتريكي همچنـين بهـره . خنك كنهـا . اگزاستهاي محصوالت احتراق

ننـده هـاي برداري و بارگيري صحيح از كوره ونصب كنترل ك 41167مي توان ساليانه حـدود .... الكتروموتور بر روي فنها و

در كارخانـه نمونـه ( گيگاژول انـرژي صـرفه جـوئي نمـائيم بشـكه نفـت 6727كه اين ميزان انـرژي معـادل )بررسي شده

خام مي باشد واز لحاظ ريـالي بـا توجـه بـه قيمـت نفـت در

ون ريال صـرفه ميلي 77/3430بازارهاي جهاني مي توان حدود جوئي نمائيم ويا به صادرات نفتي كشور كمك كنيم و يا بهتـر بگوئيم حفظ ذخاير ملـي نمـائيم و همچنـين در كنـار آن بـه

از لحـاظ كـاهش آلـودگي و . محيط زيست نيز كمك نمـائيم كاهش گازهاي گلخانه اي مي توان با صرفه جوئي حاصـله از

2179 از انتشـار و همچنـين CO2 تن گاز 2013انتشار حدود اين كاهش آلـودگي در . جلوگيري نمائيم COكيلو گرم گاز

اثر صرفه جوئي در مصرف انرژي الكتريكي در نيروگاههـا و ضـمن . در مصرف سوخت فسيلي در خود كوره ها مي باشد

هـم مـي . NOxاينكه موجب كاهش انتشـار گازهـائي نظيـر .گردد

: راجع م مطالعات موردي-1 ق هـاي حرارتـي ، چـاپ اول ، يامـاني ، عـا .كرباسي،س.ع-2

1383ران ،ي سازمان بهره وري انرژي ا-رو يوزارت ن 1382رو ، ترازنامه انرژي ي وزارت ن-3نجـف زاده ، .قهـارپور ، ك .ع زاده ، م يشـف .ع.بهرامي ، م .ح -4

كي، چـاپ يستمهاي الكتر يت انرژي در س يريصرفه جوئي ومد 1383ران ،يسازمان بهره وري انرژي ا -رو ياول ، وزارت ن

تيريومـد جوئيه توكلي،صرف.باقري،ا.اري،ميز.اماني،م.س -5 -رو يــســتمهاي حرارتــي، چــاپ اول ، وزارت نيانــرژي در س

زييدفتر برنامه ر1383ران ،يسازمان بهره وري انرژي ا جستجوي اينترنتي– 6 بررسي بخش پخت چند كارخانه نمونه– 7 "صـمدي . سـهراب ، ر . كرباسـي ، ت . ، ع سعيدي. م – 8

مديريت زيست محيطي نيروگاه هااز سـري . بهبود كـارايي انـرژي در صـنعت سـراميك " – 9

بروشورهاي سازمان بهره وري انرژي ايران راهنماي كاهش هزينـه " سازمان بهره وري انرژي ايران - 10

هاي مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكـي و سيسـتم هـاي "رك حم