目前砖瓦行业隧道窑选型设计比较混乱，有的甚至谈不上设计，无原则的确定窑炉断面尺寸和长度，给人很大的迷惑，让客户无从选择。现就将一处典型的6.9m断面隧道窑的生产运行情况介绍如下，以供业内人士交流和选择。
山东能源集团赵官煤矿是一处新建矿井，位于山东省德州市，为消化利用每年排放的30多万吨矸石，委托山东省建筑材料工业设计研究院环美分院进行整体规划设计。在进行原料化验和充分的市场分析的基础上，确定建设两条年产6000万普通砖的生产线，窑炉选择6.9m断面平吊顶隧道窑。项目总投资4200万元。该项目于2009年3月份开始建设， 2009年10月1日正式投产。2011年9月份，该项目获国家发改委资源综合利用扶持基金570万元。
1. 工艺方案
现从原料储存到卸砖对生产线的工艺方案进行简要说明。
1.1 原料储存
该生产线离矸石山很近，但依然设计了储料棚，目的是保证雨雪天时破碎车间能够维持生产。原料棚设计为30×54m轻钢结构，檐口高度8.3m，料棚储料能满足破碎车间一周的产量需要。
1.2 破碎车间
破碎车间设计产能不低于1300t/天，每天工作10h，夜间生产白天维修。环美分院在破碎车间设计上大胆突破，改变其他设计院经常采用的破碎楼结构，采用平面设计，原料运输采用普通皮带机，淘汰斗式提升机及刮板输送机等高成本设备。因原料上井时间短，难于破碎，该生产线采用两级破碎工艺。一级破碎采用高效环锤，选用两台，每台功率45kW，产量在100t左右；二级破碎采用高细锤破，共三台，单台功率132 kW，平时两开一备，回料采用两台笼式粉碎机进行二次破碎。笼式粉碎机维修量大，很多厂家不愿使用，但笼粉破碎细料量大，颗粒级配合理，是其他设备无法替代的，特别是含氧化钙高的原料、塑性差的原料，建议选择笼式粉碎机。实践证明该破碎工艺完全满足生产需要，每天夜间生产10h即可满足全天生产需要。筛分设备选用四台高频振动筛，除尘设备选用两台96-5的袋式除尘器。原材料性能见表1、表2、表3。

1.3 陈化库
陈化库设计为双面储料，储料量满足成型车间一周的用料量需求，取料采用两台斗式挖掘机。
1.4 成型车间
成型采用两台75硬塑成型挤出机，配套两台搅拌挤出机。成型车间每天两班生产，设计最高产量为30万块多孔砖/天，目前每天实际产量为25-26万块，完全满足生产要求。成型车间设计力求简洁，主要设备为箱式给料机、搅拌挤出机、砖机、码坯机，无其他设备。码坯机采用山东产的机器人码坯机，选用四台，码坯周期为34——40分钟。
1.5 烧结车间
烧结车间是整条生产线的核心，是生产线达产的关键。该生产线采用两条6.9m断面隧道窑，长度为153.05m，窑内容车35辆；配套干燥室为79.1m，容车18辆，干燥室与隧道窑平行布置。砖坯的干燥重要性甚至等同于焙烧，干燥控制不好不仅会影响产量，也会影响砖的质量，特别是对于一些干燥敏感系数比较高的原料影响更甚。环美分院历经十几年潜心研究，结合上百条生产线的实际生产状况，开发出独到的干燥系统，该系统有效地保证了大断面干燥室的干燥效果，特别是冬季有效地避免了不易干燥、容易塌坯等缺陷。
目前该生产线进车间隔为70分钟，码坯量为6048块KP1多孔砖/车，每天产量为12.4万KP1多孔砖。原料热值为1463kJ/kg（350kcal/kg）。
 
隧道窑温度曲线
                                     
单条窑风机配备表

1.5卸砖
考虑到目前卸砖设备尚不完全成熟，该生产线卸砖仍采用人工卸砖。预留卸垛机安装位置。
2．创新设计
     余热利用一直是砖瓦行业的热门话题，对隧道窑内大量富余的热量进行二次开发，合理利用余热资源可以为砖厂带来可观的经济效益，也可以提高隧道窑的产量。然而，近来部分砖厂盲目夸大余热利用的开发潜力，花几百万甚至上千万安装余热发电系统，而实践证明，隧道窑的余热量尚不足以带动发电系统，发电系统不能正常生产，发电产生的效益远低于其运行成本，有的甚至从未运行过。
环美分院立足实际，在深入掌握矸石砖烧结原理的基础上，开发出应用于6.9m断面的余热锅炉系统。本系统根据隧道窑温度曲线特点，选择余热大量聚集的冷却带，借鉴工业快装锅炉的结构形式，设计内置式低压余热锅炉，采热方式为静态热辐射。这种采热方式有效避免了因大量抽取热风导致的烧砖制度紊乱，实现了在保证烧砖的正常前提下充分利用余热的目的。余热采集管设计是该系统的关键，采集管的选材关系到整套系统的使用寿命和系统的安全性，采集管的布置方式直接影响系统的余热利用效率。环美分院开发出该系统来经过多年的革新与实践检验，不断调整方案，突破了多个技术难题，目前该低压余热锅炉系统在多条生产线运行，客户反应良好。
该系统锅筒安装在焙烧窑顶部，上升管受热部分置于窑体内，下降管在窑体外侧通过锅筒和集箱与上升管形成闭路循环。软化水处理系统布置在靠近窑墙的地面上，锅炉用水软化处理后进入软化水箱，水箱内的软化水通过补水泵送至省煤器，预热后进入锅筒。补水系统为自动补水。省煤器布置在冷却段顶板上部，用保温棉密封。软化水水质必须定期检测，化验仪器放在砖厂化验室。电控室就近放置，温度、压力、蒸汽流量等参数通过数据线接至电控室统一监测控制。主要配套仪表、阀门有：双色水位计、水位控制器、水位报警器、压力表、数显温度表、压力变送器、温度传感器、三通旋塞阀、安全阀、水位计球阀、进水截止阀、进水止回阀、主汽阀、副汽截止阀、锅筒排污阀、内螺纹球阀。主要控制系统包括：压力显示、温度显示、水位自动控制、流量显示。配套设备包括：全自动水处理设备、积水泵、分汽缸、取样冷水器。
赵官煤矿矸石砖厂安装了两套低压余热锅炉系统，每套锅炉设计余热蒸汽锅炉系统主要技术参数：
额定蒸发量:   2.6t/h
额定蒸汽压力：0.7Mpa
额定蒸汽温度：169℃
炉膛设计温度：750℃
检修次数：   每二年一次
实际使用情况为：每台锅炉平均产量为60t蒸汽/天，蒸汽压力0.5Mpa，平均温度169℃，蒸汽管道与矿锅炉房连接，主要用于办公室溴化锂空调制冷、井口采暖、食堂、车间采暖、矿浴室等处。该系统随着隧道窑的运行而不间断运行，蒸汽量稳定供应，投产两年多未出现明显问题，未停窑检修。赵官煤矿用两套余热锅炉系统代替一台四吨的快装锅炉，每年节约标煤几千吨，因减排二氧化硫、二氧化碳等废气而受到当地环保部门好评。赵官煤矿砖厂按照150元/t蒸汽和煤矿结算，去除运行成本20元/t，每年实现收入500万元左右。
每套低压余热锅炉系统投资不足百万，经济实用，安全可靠，是有热量需求的客户的理想选择。
 
低压余热锅炉系统断面图
三  运行分析
赵官煤矿砖厂运行两年多，平均年产量为13500万块折普通砖，是设计产能的1.125倍。配备工人128人，其中包括40名外包卸砖工。每年电耗为390万kWh，设备维修费用为48万元。根据砖厂财务人员分析，目前平均成本为0.15元/块标砖，德州市场出厂价为0.26元/块标砖，每块砖盈利0.11元，年盈利1485万元，加上余热蒸汽收入，每年实现盈利1985万元。
四  结论
破碎设计是整条生产线的基础，科学合理的设备选型和工艺布局才能够确保生产足够原料。破碎车间既是耗电大户又是维修大户，只用充分结合实际、广泛调研，才能设计出符合原料特点的破碎工艺，才能真正降低生产成本。
干燥是提高产量的关键。很多人忽视了干燥的重要性，在操作过程中不能发挥干燥室的作用，有的干燥室设计存在严重缺陷，结果导致产量提不起来却找不到原因。环美分院根据不同地区气候特点，在对原料充分分析的基础上，总结设计了合理可行的干燥系统，保证了砖坯干燥质量和干燥速度，确保砖坯进窑能烧。实践证明，好的干燥制度，直接提高了焙烧窑的烧结速度，进而提高了产量。从目前环美分院设计的隧道窑分析，平均超产10%以上。河南邓州宝源砖厂一条6.9m隧道窑达到7800万块标砖的产量，两条线用工120人，并且是人工码坯，生产线成为该地区的典范。
通过赵官煤矿砖厂的实践证明，中大断面隧道窑完全可以达产。根据环美分院设计的几十条6.9米断面隧道窑运行情况看，6.9m断面隧道窑基本产量在6500~7000万块普通砖/年，如果生产多孔砖、大孔砖的比例提高，其产量更高。
低压余热锅炉系统投资不大，安全可靠，确实能够带来丰厚的经济效益。该技术已在环美分院设计的多条生产线投入使用，得到了用户的广泛好评。有需求的用户可到环美分院参观考察。