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1、熟料在回转窑内燃烧(一)回转窑的作用回转窑燃烧水泥熟料,是利用一个倾斜的回转圆筒(斜度一般在黑-5%),生料由圆筒的高端加入(即落尾),由于圆筒具有一定的斜度且不断回转运动,物料就会从高端向低端(即窑头)逐渐运动,因此,回转窑首先是一个物料输送设备。回转窑又是燃烧设备,可使用固体(粉状)、液体、气体三种不同类型的燃料,我国水泥厂主要以煤粉作燃料,先将煤破碎、烘干,再经细磨制成粉状,用鼓风机由窑头向窑内喷入。燃烧用的空气由两部分组成,一部分预先和煤粉混合并起输送作用,完成煤粉向窑内喷射的过程,该空气载体叫做“一次空气”,一般占总入窑空气量的8%-30%左右:大部分入窑空气经过熟料冷却时被加热到一
2、定温度(一般600七以上)进入窑内的,该部分空气叫做“二次空气”。煤粉在窑内燃烧后,形成高温火焰(一般可达1600T700C),放出大量热,高温气体在高温风机的抽引下,沿着回转筒体向窑尾方向流动,它和燃烧熟料产生的废气一起经过预分解系统,再经过降温、收尘净化后排至大气中。可见,高温气体和高温火焰传给的热量,物料经过不同的温度区域或温度场,发生一系列的物理化学变化后,而被煨烧成熟料,其后进入冷却机,与冷空气进行热交换,本身被冷却,冷空气预热后作为二、三次然固定炭粒的燃烧是很缓慢的,它的燃烧速度与气体扩散速度(包括燃烧产物扩散离开炭粒表面和氧气扩散到固定炭粒子表面)有很大关系。所以,加强气流扰动,
3、以增加气体扩散速度,将大大加速固定炭粒的燃烧。煤粉喷出有一定距离,喷煤管喷出的煤粉首先是预热干燥,不可能立即燃烧,随着煤粉喷出距离的增加,温度的长高,挥发分逐步逸出并燃烧,发出热量,随即固定炭粒开始燃烧.煤粉由喷嘴喷出,经过一段距离后才能燃烧,煤粉自喷嘴喷出至开始燃烧的这段距离称为黑火头。煤粉燃烧后形成的焰面,产生热量,使温度升高,热量从高温向低温传递,由于焰面后面未燃烧的煤粉比焰面温度低,因此焰面不断向焰面后未燃烧的煤粉传热,使其达到着火温度而燃烧,形成新的焰面,这种焰面不断向未燃物方向移动的现象叫火焰的传播(或扩散),传播的速度称为火焰传播速度。但要注意的是整个煤粉是以一定速度喷入窑内的,
4、所以火焰既有一个向窑尾方向运动的速度,又有向后传播的速度,当喷出速度过大,火焰来不及向后传播时,燃烧将中断,火焰熄灭;当喷出速度过小,火焰不断向后传播,宜至传入喷煤管内,这称为“回火”,若发生“回火”将会引起爆炸的危险,所以喷出速度与火焰传播速度要配合好。火焰传播速度与煤粉的挥发分、水分、细度、风煤混合程度等因素有关,当煤粉挥发分大水分少、细度细,风煤混合均匀,火焰传播速度就快,否则相反。3、一次风的作用煤粉借助一次风的风力自窑喷煤管喷入窑内,一次风不但对煤粉起输送作用,同时还供给煤的挥发分燃烧所需的氧气。一次风量占总空气量的比例不宜过多,因为一次风量的增加相应地就会使二次风比例降低(总用风不变的情况),二次风的减少会影响到熟料冷却,使熟料带走的热损失增加。另外,一次风温度比二次风温度要低(为使煤粉不致爆炸,一次风温度不能高于12010,这样燃烧温度也要降低。4、二次风的作用二次风先经过冷却机与熟料进行换热,熟料被冷却的同时,二次风被预热到400-800C,再入窑供燃料燃烧。由于二次风比一次风能预热到较高的温度,因此可得到较高的燃烧温度。由于一、二次风分别入窑,二次风对气流能产生强烈的扰动作用,有利于固定炭的燃烧,但另一方面,也要注意到二次风与煤粉颗粒的接触,总是从火焰表面开始的,逐渐深入到火焰的中心在同一截面上,火焰外围与中心燃烧程度有关系,有可能在火焰中心容易引起不完全燃烧。