国家标准计划《阶梯加热炉技术规范》由 TC441（全国燃烧节能净化标准化技术委员会）归口 ，主管部门为国家标准委。

主要起草单位 安徽省特种设备检测院 、安徽海螺川崎节能设备制造有限公司 、安徽海螺川崎工程有限公司 、博瑞特热能设备股份有限公司 、巢湖海螺环保科技有限责任公司 、中国科学技术大学 、合肥工业大学 、安徽理工大学 、安徽交通职业技术学院等 。

阶梯加热炉

我国是水泥生产和消费大国，作为资源依懒性行业，全国水泥能源消费约占建材行业的70%～80%，碳排放量超过全国碳排放总量的10%，节能降碳潜力巨大。

根据《节约能源法》、国务院《2030年前碳达峰行动方案》以及国家发改委《产业结构调整指导目录》的要求，“煤炭替代燃料”和“水泥窑协同处置”技术都是我国重点鼓励发展的项目。

对水泥企业而言，将城市生活垃圾、工业废弃物作为替代燃料，既能节约燃料费用，降低煤耗指标，同时又可以实现生活垃圾、固体废弃物的资源化和无害化，是落实国家“双碳战略”、环境治理政策的重要举措。

目前，欧盟各国水泥行业已广泛使用各类替代燃料，燃料替代率普遍超过40%，荷兰和德国水泥行业替代燃料的替代率甚至达到了83%和61%。

尽管受环保法规和垃圾处理政策的限制，美国水泥行业替代燃料使用率也达到了15～20%。

与国外相比，我国水泥行业采用替代燃料的时间较短，水泥行业主要燃料依然是煤炭，每生产1吨水泥熟料需消耗100～120kg标准煤。

目前，全国已有360多条水泥窑协同处置固废项目，年处置废弃物约2500万吨，但与国外发达国家相比，我国水泥行业平均燃料替代率不到5%，差距仍然很大，燃料替代量还有非常大的提升空间。

为了更好地落实“双碳战略”，鉴于我国水泥行业的现状，采用并推广替代燃料是行业发展的必由之路。

表1. 某水泥窑协同处置改造前后参数对比（增加阶梯加热炉） 状态 替代燃料用量 / （t/h） 水泥窑 预燃炉 熟料产量/ （t/h） 标准煤耗 / （kg/t ） 喷嘴压力/MPa 炉床温度 /℃ 改造前 0 240~245 113.0 0.4 520 改造后 15~18 230~235 98.6 > 0.65 300~400 阶梯加热炉是近年来水泥行业研发的一种替代燃料协同处置的燃烧设备。

它适用各类原生态可燃废弃物，可最大限度降低替代燃料对水泥窑熟料烧成系统的影响。

2021年10月，国家发改委等五部门也联合发布了《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，对水泥行业节能降碳提出了明确要求：到2025 年，全国水泥行业熟料能效达到标杆水平（100千克标准煤/吨）的产能比例超过30%。

阶梯加热炉的大规模使用，可有效提高水泥窑废物协同处置能力，减少我国水泥行业的煤炭消耗。

根据前期企业调研，采用阶梯加热炉的水泥窑每吨水泥可降低5～15kg标煤。

2024年，我国水泥总产量为18.25亿吨，采用阶梯加热炉来协同处置替代燃料，水泥行业可节约标煤两千多万吨。

然而，截止目前，我国尚未制定阶梯加热炉的产品技术标准，制约了水泥窑协同处置替代燃料技术的推广应用。

图1阶梯加热炉结构示意图及现场实物 阶梯加热炉主要包括送料机构、进料口、阶梯台阶、燃烧室、热风管等（见图1）。

相比于传统的直接进入分解炉燃烧的方式，具有诸多技术优势。

阶梯加热炉提供了一个相对独立的燃烧空间，燃烧环境有了明显改善。

替代燃料通过送料系统定量输送进阶梯加热炉，燃料可以先在阶梯炉内高温环境下进行预热、烘干、挥发、预燃烧，大块燃料受热干燥后也可以经气流吹动打散后进行燃烧，燃烧时间也由原先的几秒增值4 min～6min，解决了传统燃烧设备带来的大块燃料堆积和有毒气体生成的问题，焚烧产生的高温烟气被送往分解炉，燃尽后的炉渣还可以作为水泥原料煅烧成熟料，保证设备稳定高效运行。

然而，目前国内尚未就阶梯加热炉制定统一的技术标准，炉体尺寸、阶梯级数、浇注料厚度、壳体密封等关键参数没有明确要求，维修保养缺少针对性技术指导，导致设备在使用过程容易出现浇注料烧穿、烟气外漏、闸板磨损、回火等故障（见图2），影响了该技术的推广。

另一方面，国内部分企业和检验机构也积累了阶梯加热炉设计、制造、检验和使用生产实践经验，具有较好的技术基础。

因此，制定《阶梯加热炉技术条件》推荐性国家标准，明确产品关键技术参数，围绕设备质量和安全节能性能提出产品设计、制造、使用环节各项技术要求，有助于提高阶梯加热炉的可靠性，这也是着力解决水泥行业替代燃料推广使用率低的关键症结，也是贯彻我国新发展理念，引导企业健康高质量发展，助力我国早日实现“双碳目标”的有效路径之一。

图2 阶梯加热炉因浇注料厚度不足，烧穿烟气泄漏。

标准为首次制定。 标准适用于以城市生活垃圾、工业固废、城市污水处理污泥、农林固废等替代燃料，在水泥窑生产线进行协同处置的阶梯加热炉。文件界定了阶梯加热炉的术语和定义，规定了阶梯加热炉设计、制造、安装、试验，以及调试与验收等技术要求，指出了阶梯加热炉设计与替代燃料日处理量之间的关系，规定了加热炉金属材料选用、耐火浇注料材料选用和敷设厚度要求，提出壳体需进行密封性试验等具体技术要求，以解决传统燃烧设备容易产生的大块燃料堆积、有毒气体超标，以及目前行业内阶梯加热炉浇注料烧穿、烟气泄漏、回火等实际问题。 标准可作为阶梯加热炉设计单位和制造单位的技术依据，用于指导产品设计制造和安装过程，提升行业产品质量，进一步促进水泥窑协调处置系统节能降碳潜力的释放。 （阶梯加热炉的设计、制造、安装资料见附件）