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1、6 煤粉制备技术及燃烧器,【教学目标】1、了解燃烧器的发展过程；2、掌握回转窑对煤粉燃烧器的要求；3、熟悉各型燃烧器的结构与性能。,6.1煤粉燃烧器的发展,回转窑煤粉燃烧器已由单风道发展到三风道、四风道和烧两种以上燃料的五风道。风道越多，性能越好，但结构越复杂，质量越大，造价越高，使用时容易弯曲变形。衡量燃烧器性能优劣的重要指标是一次风用量。,6.1.1回转窑对煤粉燃烧器的要求1 对燃料具有较强的适应性，尤其是在燃烧无烟煤或劣质煤时，能保证完全燃烧，CO和NOx排放量最低。2 火焰形状能使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，有利于熟料结粒、矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘，形成稳定的窑皮，延长耐火
2、砖使用寿命。3 外风采用环形间断喷射，保证热态不变形，射流均匀稳定，形成良好的火焰形状，最好采用多个小喷嘴喷射。,4 采用拢焰罩技术，避免产生峰值温度，降低有害气体NOx的排放，使窑内温度分布合理，提高预烧能力。5 采用火焰稳定器，受喂煤量、煤质和窑情变化波动的影响小，火焰更加稳定。6 结构简单，调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，满足烧不同煤质和形成不同火焰的要求。,强化窑内煤粉燃烧过程的主要技术措施1 使煤与风，尤其是二次风迅速充分混合。2 有效地卷吸高温烟气回流。3 加大燃烧器的推动力。控制与调节窑内火焰形状和力度，调节一次风的旋流强度来控制与调节窑内火焰形状和力度.,喷煤管出口动量通量
3、和旋流强度是窑头火焰设计和操作的重要参数。喷煤管出口动量通量是射流股对来自冷却机二次空气引射能力的度量。过小的动量通量将导致二次空气和煤粉不能很好地混合，燃烧不完全，窑尾CO含量升高，煤灰况落不均而影响熟料质量，甚至引起结前圈。另外由于火焰下游外回流消失，加之火焰刚度不够(火焰的浮升)使火焰易碰撞窑皮，影响耐火砖使用寿命。过大的动量通量会引起过大的外回流，一方面挤占火焰下游的燃烧空间；另一方面降低火焰下游氧浓度，同样导致燃烧不完全，窑尾温度升高。,喷煤管出口射流旋流主要控制着火焰形状，因此被称为火焰形状系数。随着旋流强度的增加，火焰变粗、变短可强化火焰对熟料的热辐射。但过强的旋流会引起双峰火焰
4、，即发散火焰，易使局部窑皮过热、剥落；另一方面也易引起“黑火头”消失，喷嘴直接接触火焰根部而被烧坏。,6.2几种燃烧器的结构性能,1 KHD公司PYRO-Jet燃烧器KHD公司为利用褐煤及石油焦而开发的新型多通道燃烧器，称为PYRO-Jet燃烧器。PYRO-Jet燃烧器是一种多通道结构喷嘴，其中心附加1个或2个气态或液态燃料管子，有时在中央还有一个点火喷嘴。其原理如图6-1所示。,1 点火喷嘴(液体或气体燃料通道)。2 旋流空气通道出口带有螺旋风翅(相当于三通道喷嘴的内流风)。3 出口为喷煤口的燃料通道。4 出口为环形嘴的喷射空气通道(相当于三通道喷嘴的外流风)。,PYRO-Jet燃烧器性能特
5、点 火焰形状好，火焰明亮，强劲有力。火焰形状可调，调节方法简单，可重复性好。燃烧特性好。能在保证熟料质量的前提下降低烧成温度。一次风量小。适用于所有燃料，包括劣质燃料如石油焦、无烟煤、高灰分低热值煤等。并能用于不同燃料(煤、气、油)的混烧。煤粉通过量可调范围广，可在1:10的调节范围内正常操作。窑皮均匀稳定，火砖寿命长。提高窑产量。降低能耗。,PYRO-Jet具有以下特点。通过降低一次空气比，可节约热量68。能燃烧固体、气体和液体及石油焦等多种燃料降低NOx生成。窑操作稳定。采用陶瓷抗磨损潦层，延长喷嘴寿命。,2 Duoflex燃烧器丹麦F.L Smidth公司在总结过去采用三通道喷煤管Swi
6、rlex型和Centrax型燃烧器经验的基础上，于1996年推出了新型的第三代水泥窑用喷煤管双调节伸缩式Duoflex燃烧器。,3皮拉得公司煤粉燃烧器20世纪70年代初，由于石油危机的冲击，回转窑由烧油改为烧煤，皮拉得公司开发出旋流式三风道煤粉燃烧器(见图6-3)。一次风压达到12kPa时，其用量为1214。当压力达到35kPa时，一次风量可降到8。这种燃烧器煤风在中间，外部的一次净风是轴流风，内部的一次净风是利用头部的螺旋叶片产生旋流风，利用进风管上的两个阀门调节。,4 TC型旋流式四风道煤粉燃烧器(1)结构特点(见图6-5和图6-6)四通道，是指中问的煤通道、内部的中心通道和外部的旋流通道
7、及旋流风外部的轴流通道。主要结构特点如下。与普通三通道煤粉燃烧器相比，其旋流风风速与轴流风风速均提高3050，在不改变一次风量的情况下，燃烧器的推力得到大大提高。旋流风与轴流风的出口截面可调节比大，达到6倍以上，即对外风出口风速调节比大，所以对火焰的调整非常,喷头外环前端设置拢焰罩,以减少火焰扩散,对保护窑皮,点火有好处,能起到稳燃保焰的作用.喷头部分采用耐高温、抗高温氧化的特殊耐热钢铸件机加工制成，提高了头部的抗高温变形能力。煤粉入口处采用高抗磨损的特殊材料，且易于更换。,(2)其主要的燃烧特点 火焰形状规整适宜，括泼有力温度高，窑内温度分布合理。热力集中稳定，卷吸二次风能力强。火焰调节灵活
8、，简单方便，可调范围大，达1:6以上。热工制度合理，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤和烟煤。,TC型四通道喷煤管是新一代的燃烧设备，喷煤管的喷嘴部分如内、外、煤三个风道的出口端和螺旋叶片均采用耐热铸钢制作。在喷煤管的中部和尾部设有内、外风及煤风出口面积可调的调整装置，其可调量为供货状态出口面积的0.5l.5倍，以适应不同煤质时对喷煤管出口风速的要求。喷煤管的内、外风入口管道上设有调节内、外风比例的手动蝶阀。与三通道喷煤管相比，其一次风量可降低5，可增加煤粉与一次风的混合次数和均匀性，使其充分燃烧，这种设计的基部形成循环涡流，在冷窑点火时可以产生理想的稳定性。,(1)结构 NC型三
9、通道煤粉燃烧器由煤粉燃烧器、点火油枪、行走小车、轨道等四部分组成(见图68)。,NC型燃烧器,NC型三通道煤粉燃烧器利用高速直流风和高速旋流风与低速的送煤风之间形成大速差射流，使得其前期的气流交换和混合性能得到大幅度改善，从而促进煤粉燃烧和形成稳定的燃烧火焰。燃烧器外风为直流风，通过周向均布的小喷嘴形成了多个高速直流风射流柱，风速约160210m/s，提高了直流风的喷射速度和动量。,高速直流风射流柱具有很强的穿透性和卷吸二次风的能力，同时大量被卷吸的二次风通过直流风射流柱相互间的间隙直接与煤粉混合燃烧。煤风采用低速直流风，风速为2230m/s，煤粉高压输送，风量较小，浓度高，具有良好的着火性能
10、。内风为旋流风，风速达140200m/s，特殊设计的旋流器能产生高速旋流风，强度大，混合强烈，动量和热量传递迅速，保证煤粉能在极短时间及距离内与氧气相接触，并在燃烧器喷嘴前形成一个回流区，回流区中心为负压，能将高温烟气回流到火焰起始处，从而使煤粉快速着火，并形成稳定火焰。,窑头燃烧系统的构成由送煤罗茨风机，转子秤计量系统，一次风机燃烧器以及送风、送煤连接管道构成。,二、各主机性能及参数,1、一次风机（罗茨风机）功率：变频调速110kw，最高转速880rpm风量：8600m3/h风压：最大25000Pa2、事故风机（离心风机）功率：11kw风量：2262m3/h风压：7276Pa,3、柴油燃烧装
11、置燃料品种：0柴油 工作流量：最大1800 l/h，系统流量36 l/min工作压力：最大4MPa，最高：5.5MPa4、送煤风机（罗茨风机）流量：80.5 m3/min转速：1450rpm风压：最大63kpa功率：160kw,5、转子秤 功率：变频电机5.5kw压缩空气用量：20Nm3/h压缩空气压力：23bar喂煤量：最大16.47t/h煤粉水份：小于2.5%,6、燃烧器 燃料：煤粉 柴油燃煤量：最大14200kg/h一次风供风压力：2500Pa一次风比例：小于10总长度：14660mm，进窑约8m,燃烧器位置的确定（冷态位置）,1、燃烧器端面冷态与窑口平齐。2、燃烧器中心位置控制在偏料、
12、偏下10cm以内即可（图中阴影部分）3、燃烧器光点位置应为2/3L（窑长），约482m。方法：把手电放入油枪管道的中心处，在窑内会有椭圆形的投影，找到中心位置即可。,常见故障及处理办法,日常管理中的几点体会,1、燃烧器的位置对不对？火焰形状好不好？可以参考胴体扫描仪的温度分布情况来判断，通常主窑皮长度在232m窑内无厚结圈和窑皮平整，即可认为正常。不要频繁调整燃烧器。2、每当热工制度波动大时或产质量受到影响时应全面分析原因，不要盲目调整燃烧器。3、正常满负荷生产时，燃烧器的用风量只占总风量的7%左右，且又受二次风温及窑内温度的影响，一次风机的风量调节和挡板调节只能起到微调作用。4、每次检修检查要仔细认真，及时对磨损部位和头部浇注料进行修复，保持燃烧器的完好性能。5、每次校正燃烧器的数据后要记录在档，便于日后的技术小结和故障分析。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
