第八講 燃燒器

1、6 煤粉制備技術(shù)及燃燒器煤粉制備技術(shù)及燃燒器 o【教學(xué)目標(biāo)】 o1、了解燃燒器的發(fā)展過程； o2、掌握回轉(zhuǎn)窯對煤粉燃燒器的要求； o3、熟悉各型燃燒器的結(jié)構(gòu)與性能。 6.1煤粉燃燒器的發(fā)展煤粉燃燒器的發(fā)展 回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器已由單風(fēng)道發(fā)展到三風(fēng)道、 四風(fēng)道和燒兩種以上燃料的五風(fēng)道。 風(fēng)道越多，性能越好，但結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，質(zhì)量越大， 造價越高，使用時容易彎曲變形。 衡量燃燒器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)是一次風(fēng)用量。 n6.1.1回轉(zhuǎn)窯對煤粉燃燒器的要求 n1 對燃料具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，尤其是在燃燒 無煙煤或劣質(zhì)煤時，能保證完全燃燒，CO 和NOx排放量最低。 n2 火焰形狀能使整個燒成帶具有強(qiáng)而均勻的 熱輻射，

2、有利于熟料結(jié)粒、礦物晶相正常 發(fā)育，防止燒成帶揚(yáng)塵，形成穩(wěn)定的窯皮， 延長耐火磚使用壽命。 n3 外風(fēng)采用環(huán)形間斷噴射，保證熱態(tài)不變形， 射流均勻穩(wěn)定，形成良好的火焰形狀，最 好采用多個小噴嘴噴射。 n4 采用攏焰罩技術(shù)，避免產(chǎn)生峰值溫度， 降低有害氣體NOx的排放，使窯內(nèi)溫度 分布合理，提高預(yù)燒能力。 n5 采用火焰穩(wěn)定器，受喂煤量、煤質(zhì)和窯 情變化波動的影響小，火焰更加穩(wěn)定。 n6 結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)靈敏、方便，適應(yīng)不同 窯情的變化，滿足燒不同煤質(zhì)和形成不 同火焰的要求。 n強(qiáng)化窯內(nèi)煤粉燃燒過程的主要技術(shù)措施 n1 使煤與風(fēng)，尤其是二次風(fēng)迅速充分混合。 n2 有效地卷吸高溫?zé)煔饣亓鳌?n3 加

3、大燃燒器的推動力。 n控制與調(diào)節(jié)窯內(nèi)火焰形狀和力度 ， 調(diào)節(jié)一次風(fēng) 的旋流強(qiáng)度來控制與調(diào)節(jié)窯內(nèi)火焰形狀和力度. n噴煤管出口動量通量和旋流強(qiáng)度是窯頭火焰設(shè)計和 操作的重要參數(shù)。 n噴煤管出口動量通量是射流股對來自冷卻機(jī)二次空 氣引射能力的度量。 n過小的動量通量將導(dǎo)致二次空氣和煤粉不能很好地 混合，燃燒不完全，窯尾CO含量升高，煤灰況落不 均而影響熟料質(zhì)量，甚至引起結(jié)前圈。 n另外由于火焰下游外回流消失，加之火焰剛度不夠 (火焰的浮升)使火焰易碰撞窯皮，影響耐火磚使用壽 命。 n過大的動量通量會引起過大的外回流，一方面擠占 火焰下游的燃燒空間； n另一方面降低火焰下游氧濃度，同樣導(dǎo)致燃燒不完

4、全，窯尾溫度升高。 n噴煤管出口射流旋流主要控制著火焰形狀， 因此被稱為火焰形狀系數(shù)。 n隨著旋流強(qiáng)度的增加，火焰變粗、變短可 強(qiáng)化火焰對熟料的熱輻射。 n但過強(qiáng)的旋流會引起雙峰火焰，即發(fā)散火焰， 易使局部窯皮過熱、剝落；另一方面也易引 起“黑火頭”消失，噴嘴直接接觸火焰根部 而被燒壞。 6.2幾種燃燒器的結(jié)構(gòu)性能幾種燃燒器的結(jié)構(gòu)性能 n1 KHD公司PYRO-Jet燃燒器 nKHD公司為利用褐煤及石油焦而開發(fā)的新型多通道燃燒器， 稱為PYRO-Jet燃燒器。 nPYRO-Jet燃燒器是一種多通道結(jié)構(gòu)噴嘴，其中心附加1個 或2個氣態(tài)或液態(tài)燃料管子，有時在中央還有一個點(diǎn)火噴 嘴。 n其原理如圖6

5、-1所示。 1 點(diǎn)火噴嘴(液體或氣體燃料通道)。 2 旋流空氣通道出口帶有螺旋風(fēng)翅(相當(dāng)于三通道噴嘴的內(nèi)流風(fēng))。 3 出口為噴煤口的燃料通道。 4 出口為環(huán)形嘴的噴射空氣通道(相當(dāng)于三通道噴嘴的外流風(fēng))。 n PYRO-Jet燃燒器性能特點(diǎn) n 火焰形狀好，火焰明亮，強(qiáng)勁有力。 n 火焰形狀可調(diào)，調(diào)節(jié)方法簡單，可重復(fù)性好。 n 燃燒特性好。 n 能在保證熟料質(zhì)量的前提下降低燒成溫度。 n 一次風(fēng)量小。 n 適用于所有燃料，包括劣質(zhì)燃料如石油焦、無煙煤、高 灰分低熱值煤等。并能用于不同燃料(煤、氣、油)的混燒。 n 煤粉通過量可調(diào)范圍廣，可在1 :10的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)正常 操作。 n 窯皮均勻穩(wěn)定，

6、火磚壽命長。 n 提高窯產(chǎn)量。 n 降低能耗。 nPYRO-Jet具有以下特點(diǎn)。 n通過降低一次空氣比，可節(jié)約熱量6 8。 n能燃燒固體、氣體和液體及石油焦等 多種燃料 n降低NOx生成。 n窯操作穩(wěn)定。 n采用陶瓷抗磨損潦層，延長噴嘴壽命。 n2 Duoflex燃燒器 n丹麥F.L Smidth公司在總結(jié)過去采用三通道噴煤管 Swirlex型和Centrax型燃燒器經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，于 1996年推出了新型的第三代水泥窯用噴煤管 雙調(diào)節(jié)伸縮式Duoflex燃燒器。 n3皮拉得公司煤粉燃燒器 n20世紀(jì)70年代初，由于石油危機(jī)的沖擊， 回轉(zhuǎn)窯由燒油改為燒煤，皮拉得公司開發(fā) 出旋流式三風(fēng)道煤粉燃燒器

7、(見圖6-3)。 n一次風(fēng)壓達(dá)到12kPa時，其用量為1214 。當(dāng)壓力達(dá)到35kPa時，一次風(fēng)量可降到 8。這種燃燒器煤風(fēng)在中間，外部的一次 凈風(fēng)是軸流風(fēng)，內(nèi)部的一次凈風(fēng)是利用頭 部的螺旋葉片產(chǎn)生旋流風(fēng)，利用進(jìn)風(fēng)管上 的兩個閥門調(diào)節(jié)。 n4 TC型旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器 n(1) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(見圖6-5和圖6-6)四通道，是指中問 的煤通道、內(nèi)部的中心通道和外部的旋流通道及 旋流風(fēng)外部的軸流通道。主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。 n 與普通三通道煤粉燃燒器相比，其旋流風(fēng)風(fēng)速 與軸流風(fēng)風(fēng)速均提高3050，在不改變一次 風(fēng)量的情況下，燃燒器的推力得到大大提高。 n 旋流風(fēng)與軸流風(fēng)的出口截面可調(diào)節(jié)比大，達(dá)到 6倍

8、以上，即對外風(fēng)出口風(fēng)速調(diào)節(jié)比大，所以對火 焰的調(diào)整非常 n 噴頭外環(huán)前端設(shè)置攏焰罩,以減少火焰擴(kuò)散,對 保護(hù)窯皮,點(diǎn)火有好處,能起到穩(wěn)燃保焰的作用. n 噴頭部分采用耐高溫、抗高溫氧化的特殊耐熱 鋼鑄件機(jī)加工制成，提高了頭部的抗高溫變形能 力。 n 煤粉入口處采用高抗磨損的特殊材料，且易于 更換。 n(2 )其主要的燃燒特點(diǎn) n 火焰形狀規(guī)整適宜，括潑有力溫度高，窯內(nèi)溫 度分布合理。 n 熱力集中穩(wěn)定，卷吸二次風(fēng)能力強(qiáng)。 n 火焰調(diào)節(jié)靈活，簡單方便，可調(diào)范圍大，達(dá)1:6 以上。 n 熱工制度合理，對煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可燒劣質(zhì)煤、 低揮發(fā)分煤、無煙煤和煙煤。 nTC型四通道噴煤管是新一代的燃燒設(shè)備，

9、噴煤管的 噴嘴部分如內(nèi)、外、煤三個風(fēng)道的出口端和螺旋葉片 均采用耐熱鑄鋼制作。 n在噴煤管的中部和尾部設(shè)有內(nèi)、外風(fēng)及煤風(fēng)出口面積 可調(diào)的調(diào)整裝置，其可調(diào)量為供貨狀態(tài)出口面積的 0.5l.5倍，以適應(yīng)不同煤質(zhì)時對噴煤管出口風(fēng)速的 要求。 n噴煤管的內(nèi)、外風(fēng)入口管道上設(shè)有調(diào)節(jié)內(nèi)、外風(fēng)比例 的手動蝶閥。與三通道噴煤管相比，其一次風(fēng)量可降 低5，可增加煤粉與一次風(fēng)的混合次數(shù)和均勻性， 使其充分燃燒，這種設(shè)計的基部形成循環(huán)渦流，在冷 窯點(diǎn)火時可以產(chǎn)生理想的穩(wěn)定性。 (1) 結(jié)構(gòu) NC型三 通道煤粉燃燒 器由煤粉燃燒 器、點(diǎn)火油槍、 行走小車、軌 道等四部分組 成(見圖68)。 NC型燃燒器型燃燒器 nN

10、C型三通道煤粉燃燒器利用高速直流風(fēng)和 高速旋流風(fēng)與低速的送煤風(fēng)之間形成大速 差射流，使得其前期的氣流交換和混合性 能得到大幅度改善，從而促進(jìn)煤粉燃燒和 形成穩(wěn)定的燃燒火焰。 n燃燒器外風(fēng)為直流風(fēng)，通過周向均布的小 噴嘴形成了多個高速直流風(fēng)射流柱，風(fēng)速 約160210m/s，提高了直流風(fēng)的噴射速度 和動量。 n高速直流風(fēng)射流柱具有很強(qiáng)的穿透性和卷吸二次 風(fēng)的能力，同時大量被卷吸的二次風(fēng)通過直流風(fēng) 射流柱相互間的間隙直接與煤粉混合燃燒。煤風(fēng) 采用低速直流風(fēng)，風(fēng)速為2230m/s，煤粉高壓輸 送，風(fēng)量較小，濃度高，具有良好的著火性能。 n內(nèi)風(fēng)為旋流風(fēng)，風(fēng)速達(dá)140200m/s，特殊設(shè)計的 旋流器能產(chǎn)

11、生高速旋流風(fēng)，強(qiáng)度大，混合強(qiáng)烈， 動量和熱量傳遞迅速，保證煤粉能在極短時間及 距離內(nèi)與氧氣相接觸，并在燃燒器噴嘴前形成一 個回流區(qū)，回流區(qū)中心為負(fù)壓，能將高溫?zé)煔饣?流到火焰起始處，從而使煤粉快速著火，并形成 穩(wěn)定火焰。 窯頭燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成 由送煤羅茨風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)子秤計量系統(tǒng)，一次風(fēng) 機(jī)燃燒器以及送風(fēng)、送煤連接管道構(gòu)成。 二、各主機(jī)性能及參數(shù)二、各主機(jī)性能及參數(shù) 1、一次風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)） n 功率：變頻調(diào)速110kw，最高轉(zhuǎn)速 880rpm n風(fēng)量：8600m3/h n風(fēng)壓：最大25000Pa 2、事故風(fēng)機(jī)（離心風(fēng)機(jī)） n 功率：11kw n風(fēng)量：2262m3/h n風(fēng)壓：7276Pa 3、柴油燃

12、燒裝置 燃料品種：0柴油 n 工作流量：最大1800 l/h，系統(tǒng)流量36 l/min n工作壓力：最大4MPa，最高：5.5MPa 4、送煤風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)） n流量：80.5 m3/min n轉(zhuǎn)速：1450rpm n風(fēng)壓：最大63kpa n功率：160kw 5、轉(zhuǎn)子秤 n 功率：變頻電機(jī)5.5kw n壓縮空氣用量：20Nm3/h n壓縮空氣壓力：23bar n喂煤量：最大16.47t/h n煤粉水份：小于2.5% 6、燃燒器 n 燃料：煤粉 柴油 n燃煤量：最大14200kg/h n一次風(fēng)供風(fēng)壓力：2500Pa n一次風(fēng)比例：小于10 n總長度：14660mm，進(jìn)窯約8m 燃燒器位置的確定（

13、冷態(tài)位置）燃燒器位置的確定（冷態(tài)位置） n1、燃燒器端面冷態(tài)與窯 口平齊。 n2、燃燒器中心位置控制 在偏料、偏下10cm以內(nèi)即 可（圖中陰影部分） n3、燃燒器光點(diǎn)位置應(yīng)為 2/3L（窯長），約482m。 方法：把手電放入油槍管 道的中心處，在窯內(nèi)會有 橢圓形的投影，找到中心 位置即可。 常見故障及處理辦法常見故障及處理辦法 現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理辦法注意事項 熄 火 、氣體噴出 速度大于火焰 傳播速度很多， 煤粉來不及燃 燒就通過了預(yù) 燃區(qū)； 、油路不暢； 、煤粉質(zhì)量 不好。 、降低一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速； 、調(diào)大油孔，增加油量， 調(diào)整油槍節(jié)流片，保證油 罐油位； 、降低煤粉細(xì)度，提高 煤粉揮發(fā)份（初期盡

14、量用 煙煤） 1、點(diǎn)火時 保證窯內(nèi) 通風(fēng)順暢， 謹(jǐn)防爆炸！ 2、先點(diǎn)燃 火把，再 開油泵！ 3、不能持 續(xù)有CO！ 現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理辦法注意事項 回 火 1、氣體噴出的 速度小于火焰 傳播速度很多， 火焰根部可能 移至燒嘴中， 時而發(fā)生爆炸 的現(xiàn)象； 2、油壓不穩(wěn)； 3、操作用風(fēng) 不當(dāng)。 1、增加一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，適量 增加軸流風(fēng)擋板，適量增加 窯內(nèi)風(fēng)速，全開中心流擋板； 2、穩(wěn)定油量，油壓，查找油 路不暢原因； 3、升溫、投料過程中要堅持 “慢升溫，不回頭”以及 “由前往后”的原則，風(fēng)煤 配合要根據(jù)情況及時調(diào)整。 1、在現(xiàn)場 看火或巡檢 時注意正壓 傷人！ 2、不能正 面對著看火 孔和清料孔！

15、現(xiàn)象產(chǎn) 生 原 因處理辦法注意事項 CO 出現(xiàn) 通常 不大 于 0.1% 1、煤多風(fēng)少，過 ?？諝庀禂?shù)小于1； 2、煤粉質(zhì)量不好； 3、油槍霧化不好； 4、系統(tǒng)用風(fēng)不當(dāng)； 5、各風(fēng)道磨損竄 風(fēng)。 1、增加一次風(fēng)量，通 常過?？諝庀禂?shù)大于 1.1； 2、降低煤粉細(xì)度，無 煙煤小于2.0%； 3、清洗油槍頭部霧化 器； 4、增加窯內(nèi)通風(fēng)量， 保持合理的三次風(fēng)擋板 開度； 5、必要時更換燃燒器。 1、窯尾電 收塵要有 CO高高報 保護(hù)； 2、謹(jǐn)防窯 尾結(jié)皮， 堵預(yù)熱器 和堆“雪 人”。 現(xiàn) 象 產(chǎn)生原因處理辦法注意事項 火 焰 短 而 粗 1、徑向風(fēng)大， 軸流風(fēng)小； 2、軸向風(fēng)通道 堵塞； 3、煤質(zhì)

16、由差變 好； 4、系統(tǒng)用風(fēng)不 當(dāng)； 5、油槍未撥； 6、二次風(fēng)溫過 高。 1、調(diào)整好內(nèi)、外流風(fēng)比例，通 常為50：50，標(biāo)尺在“0”的 位置； 2、每次檢修燃燒器時，在打 好澆筑料后必須脫模檢查頭部 各風(fēng)道是否通常； 3、掌握煤質(zhì)變化情況，勤看 火，及時調(diào)整用風(fēng)； 4、窯、爐用風(fēng)比例不對，可 加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)； 5、投料后及時拔出油槍； 6、降低一段篦冷機(jī)料層厚度， 增加一段風(fēng)機(jī)擋板開度，降低 二次風(fēng)溫。 1、注意胴體溫 度不大于380； 2、謹(jǐn)防燒窯襯； 3、注意托輪溫 度變化，及時調(diào) 整工藝工況，必 要時調(diào)整托輪位 置。 現(xiàn) 象 產(chǎn)生原因 處理辦法 注意事項 火 焰 細(xì) 而 長 1、軸向風(fēng)大， 徑向風(fēng)小； 2、徑向風(fēng)道 堵塞； 3、煤質(zhì)變化 大； 4、系統(tǒng)用風(fēng) 不當(dāng)； 5、二次風(fēng)溫 過低。 1、合理調(diào)整燃燒器用風(fēng)； 2、嚴(yán)格檢查燃燒器各通道是 否順暢； 3、根據(jù)煤質(zhì)變化情況可降低 煤粉細(xì)度等，提高煤粉質(zhì)量； 4、窯內(nèi)風(fēng)過大，可適當(dāng)開啟 三次風(fēng)擋板； 5、查看現(xiàn)場是否三次風(fēng)管的 保溫耐火材料垮塌了； 6、降低一段篦速，提高二次 風(fēng)溫。 1、謹(jǐn)防結(jié)后圈； 2、注意托輪溫 度變化，及時調(diào) 整工況，必要時 調(diào)整托輪位置； 3、提高燒成帶 溫度，保證熟料 質(zhì)量； 4、尾溫過高易 堵預(yù)熱器。 日常管理中的幾點(diǎn)體會日常管理中的幾點(diǎn)體會 n1、燃燒器的位置對不對？火焰