回轉(zhuǎn)窯燃燒器

1、6煤粉制備技術(shù)及燃燒器煤粉燃燒器的發(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(jià)越高，使用時(shí)容易 彎曲變形。從煤風(fēng)與空氣混臺(tái)的效果看，燃燒器可分為旋流式和分割式，分割式 四風(fēng)道燃燒器通道分為外軸流風(fēng)、煤風(fēng)、內(nèi)軸流風(fēng)、內(nèi)旋流風(fēng)，其中外軸流風(fēng)是 軸向噴射的，風(fēng)道為連續(xù)成形，由于分割式燃燒器將煤風(fēng)分割成四股噴射，煤粉噴出后在圓周方向不均勻，在形成火焰完整性方面與旋流式有一定差距，而且增 加了煤風(fēng)通道的磨損。衡量燃燒器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)是一次風(fēng)用量。旋流式煤粉燃燒器是利用直 流風(fēng)與旋流風(fēng)形成組合射流及中心風(fēng)形成的平衡流的方式

2、來強(qiáng)化煤粉燃燒，由于燃燒器的結(jié)構(gòu)特殊，煤粉被送入燃燒區(qū)域內(nèi)，通過渦流、回流等方式和噴射效能， 使煤粉與燃燒空氣充分混合、迅速點(diǎn)燃并充分燃燒。當(dāng)前性能優(yōu)良的四風(fēng)道煤粉 燃燒器一次風(fēng)用量可降到5%7%,甚至3%4%,既可以燒優(yōu)質(zhì)煙煤，也可以 燒劣質(zhì)煤、低揮發(fā)分煤、無煙煤、石油焦、煤頁巖、廢輪胎和生活垃圾等?；剞D(zhuǎn)窯對(duì)煤粉燃燒器的要求1對(duì)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(shí)，能保證在較 低空氣過剩系數(shù)下完全燃燒，CO和NOx排放量最低。2火焰形狀能使整個(gè)燒成帶具有強(qiáng)而均勻的熱輻射，有利于熟料結(jié)粒、礦物 品相正常發(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。3外風(fēng)采用環(huán)形間斷噴

3、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(gè)小噴嘴噴射。4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。5采用火焰穩(wěn)定器，受喂煤量、煤質(zhì)和窯情變化波動(dòng)的影響小，火焰更加穩(wěn) 定。6結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。窯內(nèi)煤粉點(diǎn)燃的模式窯內(nèi)煤粉的點(diǎn)燃(著火)，隨煤質(zhì)的差異及其加熱速率的不同，有三種模式。1均相點(diǎn)燃。當(dāng)其揮發(fā)分含量較多，加熱速率不很快時(shí)，因揮發(fā)物首先析出 而著火，隨之固定碳開始燃燒。2非均相點(diǎn)燃。當(dāng)其揮發(fā)分較少，加熱速率很快時(shí)，揮發(fā)分還來不及析出， 其中的固定碳已

4、經(jīng)達(dá)到了燃點(diǎn)溫度而首先著火。3聯(lián)合點(diǎn)燃。當(dāng)揮發(fā)分和固定碳同時(shí)點(diǎn)燃時(shí)，則稱為聯(lián)合點(diǎn)燃。采用煙煤為 燃料的水泥窯，多屬均相點(diǎn)燃；無煙煤則應(yīng)考慮到非均相點(diǎn)燃的情況。一次風(fēng)溫度因一次風(fēng)溫度較低(室溫)，其用量越少則煤粉空氣混合體達(dá)到燃點(diǎn)溫度所需 的熱量越少，越容易著火燃燒。一次風(fēng)用量少，意味著煤粉燃燒時(shí)所用的二次風(fēng) 多。經(jīng)驗(yàn)表明每減少1.0%一次風(fēng)量將節(jié)省熟料熱耗4.8kJ/kg0燃燒器推動(dòng)力煤粉與二次風(fēng)的混合速度和質(zhì)量，以及其本身的燃燒速率均隨著燃燒器推動(dòng) 力M值的增大而提高，M值是一次風(fēng)的質(zhì)量流量 m與其噴出速度v值的乘積， 即M(N)=m(kg/s) xV(m/s)相對(duì)燃燒推動(dòng)力，即一次風(fēng)百分?jǐn)?shù)

5、與其風(fēng)速之乘積。增加一次風(fēng)量顯然是不 可取的，所以提高一次風(fēng)速是增強(qiáng)燃燒推動(dòng)力的主要手段，但V值太大，阻力驟增，風(fēng)機(jī)電耗上升，在一定的燃燒條件范圍內(nèi)，V值有一最佳范圍。強(qiáng)化窯內(nèi)煤粉燃燒過程的主要技術(shù)措施1使煤與風(fēng)，尤其是二次風(fēng)迅速充分混合。2有效地卷吸高溫?zé)煔饣亓鳌?加大燃燒器的推動(dòng)力?？刂婆c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，即旋流數(shù) S值(角動(dòng)量與線動(dòng)量之比)。影響S值的因素主要 有軸流風(fēng)量、風(fēng)速，旋流風(fēng)量、風(fēng)速，以及兩者之比，操作過程中一般都可以分 別予以調(diào)節(jié)。旋流葉片傾角a及其阻塞系數(shù) 對(duì)S值有相當(dāng)大的影響，因結(jié)構(gòu)上 的限制，a和 值通常在操作中是

6、不能調(diào)節(jié)的，只是在燃燒器設(shè)計(jì)時(shí)予以優(yōu)化選定。奧地利的UMtherm-Cemcon公司推出一種MAS型燃燒器的a 口角可調(diào)。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煤粉的燃燒屬受限射流火焰，在二次空氣供給量一定時(shí)，按一 次射流動(dòng)量通量大小可分兩種情況。1當(dāng)一次射流動(dòng)量通量不大時(shí)，二次空氣足夠引射，即射流在擴(kuò)展到窯壁前， 引射量不受影響。2當(dāng)一次射流動(dòng)量通量大到一定值時(shí)，二次空氣不能滿足引射量的要求，在 射流量到窯壁之前的某個(gè)位置，二次空氣被引射完畢，過剩的射流動(dòng)量隨即開始 引射下游區(qū)域的燃燒煙氣，形成外部回流區(qū)。外回流的產(chǎn)生一方面使下游熾熱燃燒煙氣的回流增加了上游火焰化學(xué)活性 基團(tuán)和溫度濃度，從而增加煤粉后期燃燒速度；另一

7、方面沖淡了可燃混合物中氧 含量和擠占燃燒空間，這會(huì)引起燃燒速度降低，增加了火焰長度，所以外回流的 大小有一最佳范圍。適度的外回流對(duì)煤粉與空氣混合過程有促進(jìn)作用沒有外回流，則表明并非所有的二次空氣都被帶入一次射流火焰中。 值得指出的另一個(gè)重要方面是，適度的 外回流可以防止“掃窯皮”現(xiàn)象，防止一次射流擴(kuò)展碰撞窯皮。經(jīng)驗(yàn)表明，在射 流擴(kuò)展的理論碰撞點(diǎn)附近常常發(fā)生耐火磚磨損過快現(xiàn)象，導(dǎo)致窯運(yùn)轉(zhuǎn)周期縮短。在使用低揮發(fā)分燃燒時(shí)，火焰的氣體流場(chǎng)是非常重要的，因?yàn)榈蛽]發(fā)燃料一 般具有較高的著火點(diǎn)，加之由于揮發(fā)分含量低、揮發(fā)分燃燒所產(chǎn)生的熱量不足以 使炭粒加熱到著火溫度而使燃燒持續(xù)進(jìn)行。確保低揮發(fā)煤持續(xù)點(diǎn)燃的最

8、簡(jiǎn)便方法 是增加火焰內(nèi)循環(huán)量，使下游熾熱的燃燒產(chǎn)物回流到火焰根部以提高該處一次風(fēng) 和煤粉溫度。內(nèi)循環(huán)的產(chǎn)生及其大小主要取決于燃燒器出口結(jié)構(gòu)參數(shù)。綜上分析，噴煤管出口動(dòng)量通量和旋流強(qiáng)度是窯頭火焰設(shè)計(jì)和操作的重要參 數(shù)。噴煤管出口動(dòng)量通量是射流股對(duì)來自冷卻機(jī)二次空氣引射能力的度量。過小的動(dòng)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，煤灰降落不均而影響熟料質(zhì)量，甚至引起結(jié)前圈。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。過大的動(dòng)量通量會(huì)引起過大的外回流， 一方面擠占火焰下游的燃燒空間； 另 一方面降低火焰下游氧濃度，

9、同樣導(dǎo)致燃燒不完全，窯尾溫度升高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)。隨著 旋流強(qiáng)度的增加，火焰變粗、變短.可強(qiáng)化火焰對(duì)熟料的熱輻射。但過強(qiáng)的旋流 會(huì)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。雖然大多數(shù)多通道燃燒器的旋流 強(qiáng)度可在操作中調(diào)節(jié)，但極限參數(shù)的限定是很重要的，也是必需的。幾種燃燒器的結(jié)構(gòu)性能KHD 公司 PYRO-Jet燃燒器KHD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 燃燒器具原理如圖6-1所示。PYRO-Jet燃燒器是一種多通道結(jié)構(gòu)噴嘴，具中心 附加1個(gè)或

10、2個(gè)氣態(tài)或液態(tài)燃料管子，有時(shí)在中央還有一個(gè)點(diǎn)火噴嘴。通道結(jié)構(gòu) 如下。州用中心空氣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當(dāng)于三通道噴嘴的外流風(fēng)1點(diǎn)火噴嘴（液體或氣體燃料通道）。一次空工 z由此可見，旋流風(fēng)及送煤風(fēng)同一般三通道相同。而PYRO-Jett噴嘴不像一圖6T PYRCH把常搓幫原理般三通道噴嘴那樣從環(huán)形縫隙噴出，而是沿噴嘴外圓排成環(huán)狀的多個(gè)獨(dú)立噴嘴噴出， 其壓力為1bar左右（1bar=104Pa）, 由一個(gè)旋轉(zhuǎn)活塞風(fēng)機(jī)供風(fēng)。噴嘴的作用是為了將高溫二次風(fēng)卷向噴嘴， 加快煤粉 燃燒。各種風(fēng)道的風(fēng)速及風(fēng)量百分比由圖可看出。

11、確定煤通道的尺寸需要十分認(rèn)真，因?yàn)槊旱闹鹚俣仁菦Q定噴嘴速度的主要因素，一般為2235m/s。PYRO-Jet噴嘴的一次風(fēng)量?jī)H為6%9%。減少一次風(fēng)量可以增加二次風(fēng)的熱 回收量，減小設(shè)備規(guī)格。PYRO-Jet可降低NOx排放量，對(duì)不同的窯 NOx的降低幅度為15%30%。 這種燃燒器的一次風(fēng)被分成三部分：噴射風(fēng)、煤粉輸送風(fēng)和旋轉(zhuǎn)風(fēng)。噴射風(fēng)、旋轉(zhuǎn)風(fēng)分別以不高于440m/s和160m/s的高流速噴出燃燒器。煤粉在噴射風(fēng)和旋 轉(zhuǎn)風(fēng)之問以24m/s的速度噴出，在燃燒器出口截面中心形成一個(gè)低壓區(qū)域，引起火焰氣體回流。由于軸向風(fēng)速非常高，強(qiáng)烈地加速了靠近火焰的二次風(fēng)的流速， 從而強(qiáng)化了燃料與空氣的混合，提

12、前了燃料的著火燃燒，使著火點(diǎn)更靠近燃燒器， 這樣空氣中的氮（N2）在高溫區(qū)停留時(shí)間很短，使得 NOx的生成受到抑制。另外， 由于PYRO-Jet燃燒器出口截面中心有回流，使火焰溫度分布較為均勻，一次風(fēng) 量減少，二次風(fēng)量增加.并且降低了二次風(fēng)溫，這些因素都有利于NOx濃度的降低。PYRO-Jet燃燒器性能特點(diǎn) 火焰形狀好，火焰明亮，強(qiáng)勁有力?；鹧嫘螤羁烧{(diào)，調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，可重復(fù)性好。燃燒特性好。由于煤粉和空氣特別是高溫二次風(fēng)能快速充分混合，使煤 粉能夠迅速點(diǎn)燃并充分燃燒。特殊設(shè)計(jì)使旋流風(fēng)和軸流風(fēng)分別在火焰內(nèi)外形成一 個(gè)回流區(qū).使火焰內(nèi)部熱量分布均勻，溫度峰值趨于平坦。 能在保證熟料質(zhì)量的前提下降低

13、燒成溫度。 PYRO-Jet優(yōu)良的燃燒特性保 證了窯內(nèi)熱工制度的穩(wěn)定和熟料的成球，使過去傳統(tǒng)的保守操作方法 （常過燒）不 再必要.既降低了窯的熱耗又降低了水泥磨的電耗。一次風(fēng)量小。由于噴射效應(yīng)的作用，以 4%6%的一次風(fēng)量（不包括送煤 風(fēng)）獲得足夠的燃燒推動(dòng)力。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。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。窯皮均勻穩(wěn)定，火磚壽命長。提高窯產(chǎn)量。由于火焰明亮有力，熱量分布均勻，熟料煨燒強(qiáng)度得到加 強(qiáng)。另外，由于窯皮好，窯操作穩(wěn)定.火磚壽命長.窯的產(chǎn)量可提高10%左右。降低能耗。由

14、于一次風(fēng)量減小.燒成溫度可降低，窯運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，煤粉燃 燒充分，系統(tǒng)熱耗降低（最高達(dá)160kJ/kg）。另外，由于可避免熟料過燒，水泥磨系統(tǒng)電耗也可相應(yīng)降低； 污染小，CO、NOx排放量低PYRO-Jet燃燒器對(duì)生產(chǎn)的保證為了保證在燃燒器澆注料損壞和需要更換 備件時(shí)維持窯的連續(xù)生產(chǎn)，PYRO-Jet燃燒器采用了一用一備的設(shè)備配置。這樣 不僅保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，同時(shí)也延長了設(shè)備的使用壽命。PYRO-Jet具有以下特點(diǎn)。通過降低一次空氣比，可節(jié)約熱量 6%8%。能燃燒固體、氣體和液體及石油焦等多種燃料降低NOx生成。窯操作穩(wěn)定。采用陶瓷抗磨損涂層，延長噴嘴壽命。6.2.2 Duoflex 燃燒器丹麥F

15、.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(yàn)的基礎(chǔ)上，于1996年推出了新型的第三代水泥窯用噴煤管一一雙調(diào)節(jié) 伸縮式Duoflex燃燒器，其主要特點(diǎn)如下。一次風(fēng)量(6%8%)前提下，優(yōu)化選擇一次風(fēng)噴出速度和一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓， 燃燒器的推動(dòng)力大幅度提高，強(qiáng)化燃燒速率，充分滿足各種煤質(zhì)及二次燃料的燃 燒條件，同時(shí)還能維持一次風(fēng)機(jī)的單位電耗較低。(2)為降低因提高一次風(fēng)噴出速度而引起的通道阻力損失，在旋流風(fēng)和軸流 風(fēng)出口端較大的空間處使兩者預(yù)混合，之后由同一個(gè)環(huán)形通道噴出。由于噴煤管前端的縮口形狀，使軸流風(fēng)相混時(shí)賦有趨向中心的流場(chǎng)， 對(duì)旋流風(fēng)具有較強(qiáng)的

16、穿 透力，以利一次風(fēng)保持很高的旋流強(qiáng)度，有助于對(duì)燃燒煙氣的卷吸回流作用。(3)將煤風(fēng)管置于旋流風(fēng)和軸流風(fēng)管的雙重包圍之中，借以適當(dāng)提高火焰根 部CO2濃度，減少O2含量，同時(shí)在不影響著火燃燒速率的條件下維持較低溫度 水平，從而有效抑制熱力NOx的生成量。(4)為了抵消高旋流強(qiáng)度在火焰根部可能產(chǎn)生的剩余負(fù)壓，防止未點(diǎn)燃的煤 粉被卷吸而壓向噴嘴出口，造成回火，影響火焰穩(wěn)定燃燒，在煤風(fēng)管內(nèi)增設(shè)了一 中心風(fēng)管，其中通風(fēng)量約為一次風(fēng)總量的 1%,在中心管出口處設(shè)有多孔板，將 中心風(fēng)均勻地分布呈諸多流速較高的風(fēng)束， 防止煤粉回火，實(shí)為一個(gè)功能良好的 火焰穩(wěn)定器。止匕外，中心風(fēng)管還具有冷卻和保護(hù)點(diǎn)火用油(氣

17、)管的作用。(5)煤風(fēng)管可前后伸縮，采用手動(dòng)蝸輪調(diào)節(jié)，并有精確的位置刻度指示，借助煤風(fēng)管的伸縮，可在維持軸流風(fēng)和旋流風(fēng)比例不變的情況下，調(diào)節(jié)一次風(fēng)出口通道面積達(dá)1:2即一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)范圍可達(dá)到 50%100%,而且在操作過程中 就可以進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。對(duì)于適應(yīng)煤質(zhì)變化，及時(shí)控制調(diào)節(jié)燃燒與火焰形狀十分方 便?！半p調(diào)節(jié)”，其含意是只要前后移動(dòng)噴風(fēng)管的位置， 就可以按比例同時(shí)減少或 增加軸流風(fēng)量與旋流風(fēng)量，相應(yīng)起到減增一次風(fēng)總量的作用，而不需分別去調(diào)節(jié) 軸流風(fēng)和旋流風(fēng)的兩個(gè)進(jìn)口閥門， 不需要考慮兩者的風(fēng)量和兩者的比例關(guān)系， 減 少了調(diào)節(jié)難度和流體阻力。(6)煤風(fēng)管伸縮處采用膨脹節(jié)相連，確保密封，其伸縮長

18、度范圍一般為 100mm左右，視燃燒器規(guī)格而異，當(dāng)其退縮到最后端位置時(shí)一次風(fēng)出口面積最 大，相應(yīng)地一次風(fēng)量也最大，這時(shí)在燃燒器出口端就形成了一段約100mm的攏焰罩，對(duì)火焰根部有一定的緊縮作用 (見圖6-2)o反之，當(dāng)其伸到最前端位置與 噴煤管外套管出口幾乎相齊時(shí)，則出口面積最小，風(fēng)量最小，攏焰罩的長度將趨 于零。一般生產(chǎn)情況下，大都將煤風(fēng)管的伸縮距離放在中同位置， 攏焰罩的長度 也居中，以便前后調(diào)節(jié)。(7)燃燒器各層管徑都加大，以加強(qiáng)其總體鋼度與強(qiáng)度，管道之間的前后兩端 相互連接或相互支撐的接觸處均進(jìn)行精密機(jī)加工，后端用法蘭連接，前端由定位突塊、包壓彈簧和定壓鋼珠等精密部件組成的緊配合裝置相

19、連。這種結(jié)構(gòu)同時(shí)還具有內(nèi)外套管之間的調(diào)中、定位與鎖定功能，確保各層通道的同心度。設(shè)計(jì)中準(zhǔn) 確地考慮了熱脹冷縮的因素，套管間允許一定的軸向位移，另有一刻度標(biāo)記專用 于測(cè)量其熱脹冷縮產(chǎn)生的位移，以便操作中煤風(fēng)管位置的準(zhǔn)確復(fù)位或校正一次風(fēng) 的出口面積等參數(shù)。立過調(diào)”項(xiàng)嘴面和改變次空氣成圖6-2 利用煤風(fēng)管的伸縮，政變次風(fēng)出口而根調(diào)節(jié)一次風(fēng)量(8)加大了煤風(fēng)管進(jìn)口部位的空間(面積)，降低該處風(fēng)速，同時(shí)縮小了煤粉 進(jìn)的角度，在所有易磨損的部位都敷上耐磨澆注料，盡量減少磨損，延長使用壽命。噴嘴前端及其部件都用耐熱合金鋼制成。噴嘴外部包有約120mm厚的耐火澆注料，所有澆注料的壽命完全可以與窯頭的耐火磚相匹

20、配，甚至更長。(9)中心管較大，留有一定的空間，可以增設(shè)二次燃料的噴射管，替代部分 煤粉，以各水泥窯日后燒廢料之需要。FLS公司推出的三種水泥回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器Swirlex型、Centrax型和Duoflex型的性能比較見表6-1,可以看出，新型Duoflex燃燒器的性能優(yōu)越，技 術(shù)先進(jìn)，使用效果良好。表6-1 FLS公司三種燃燒器性能比較型號(hào)SwirlexCentraxDuoflex一次風(fēng)量(不含送煤粉用風(fēng))/%894568一次風(fēng)噴出速度/ (m/s)110120軸向320,徑向150180250一次風(fēng)機(jī)出口壓力/ mbar130750250燃燒器推動(dòng)力/ (% m/s)8809601200

21、140012501780一次風(fēng)機(jī)單位電耗 /(kW h/kg熟料)約0.2約0.50.30.4煤風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速/ (m/s)25 3025 3025 30煤風(fēng)管內(nèi)煤風(fēng)比/ (ks/ms)3.583.563.5 8送煤風(fēng)機(jī)壓力/ mbar100150100200100200煤與一次、二次風(fēng)的混合正常較好很好燃燒空氣的卷吸回流正常較強(qiáng)強(qiáng)勁穩(wěn)定中心風(fēng)?；鹧娣€(wěn)定器，攏焰罩無無有火焰形狀正常啟力強(qiáng)勁緊縮噴嘴在窯內(nèi)的位置與方向調(diào)節(jié)前后、左右、上下前后、左右、上下前后、左右、上下火焰調(diào)節(jié)手段兩個(gè)閥門分別調(diào)節(jié)兩個(gè)閥門分別調(diào)節(jié)煤粉管伸縮為主閥門調(diào)節(jié)為輔火焰調(diào)節(jié)精度正常正常靈敏、方便NOx減少量/%0約15約30窯筒

22、體溫度正常較低最低窯頭火磚壽命正常較長取k燃料適應(yīng)性褐煤煙煤、無煙煤煙煤、無煙煤、可燃廢料熟料結(jié)晶、結(jié)粒與強(qiáng)度正常較好最好6.2.3皮拉得公司煤粉燃燒器20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（見圖6-3）。一次風(fēng)壓達(dá)到12kPa時(shí)，其用 量為12%14%。當(dāng)壓力達(dá)到35kPa時(shí)，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(gè)閥門調(diào)節(jié)圖6-3次拉得旋流式雙道相檜燃燒淵I 外中軸流風(fēng)道* 2煤風(fēng)道* 3 -內(nèi)冷底流應(yīng)謂i 4一燃油點(diǎn)火裝置f5 細(xì)旋葉

23、片1 6 外凈風(fēng)潮”腳 7 內(nèi)凈風(fēng)調(diào)節(jié)兩H8一燃風(fēng)進(jìn)口，9一耐明JE皮拉得公司旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器，稱為Rotaflam型（見圖6-4）。其主要特點(diǎn)是內(nèi)凈風(fēng)通過穩(wěn)定器上的許多小孔噴出. 所以又把內(nèi)凈風(fēng)稱為中心風(fēng)。將外 凈風(fēng)分成兩股：外層外凈風(fēng)稍有發(fā)散軸向噴射，內(nèi)層外凈風(fēng)靠螺旋葉片產(chǎn)生旋流 噴射，將煤風(fēng)夾在兩股外凈風(fēng)與中心風(fēng)之間。將燃燒器最外層套管伸出一部分，稱為攏焰罩，就像照相機(jī)的遮光罩一樣。外層的環(huán)形間隙改為間斷間隙， 可保證受熱時(shí)不變形。采用優(yōu)質(zhì)耐熱鋼，延長了燃燒器的壽命。一次風(fēng)降到6%。Rotaflam型旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器的特點(diǎn)如下(1)火焰穩(wěn)定器穩(wěn)定器內(nèi)凈 風(fēng)道的直徑比一般燃燒器

24、要大得多，前部 設(shè)置一塊圓形板，上面鉆有許多 小孔(見圖678中的序號(hào)6)。 其主要作用如下。在火焰根部產(chǎn)生一個(gè)較 大的回流區(qū)，可減弱一次風(fēng)的旋 轉(zhuǎn)，使火焰更加穩(wěn)定，溫度容易 提高，形狀更適合回轉(zhuǎn)窯的要 求。RmNlam響腕流上因肢通摸，同燃燒器J軸何外中風(fēng)；工 旋流外凈;3撥I由凈鳳 4中心Mlh 5 燃油點(diǎn)火裝置，G 火焰棺定器： 7-韓旋料片*白一批培翼及第一層套管9T 一層套臂 IU第二層叁管：】L一第國以登智火焰穩(wěn)定器的直徑較 大，煤風(fēng)環(huán)形層的厚度減薄，煤 風(fēng)混合均勻充分，一次風(fēng)容易穿過較薄的火焰層進(jìn)入到其中，縮短了 “黑火頭” 煤風(fēng)在兩層外凈風(fēng)之內(nèi)降低火焰根部的局部高溫抑制 NOx

25、的生成。外凈風(fēng)分成兩股之后，軸流外凈風(fēng)的風(fēng)速可以大大提高，在火焰根部中心區(qū)形 成較大的一次回流區(qū)和在窯皮附近形成第二回流區(qū)，對(duì)保護(hù)窯皮有利。(2)攏焰罩?jǐn)n焰罩產(chǎn)生碗狀效應(yīng)，可避免空氣的過早擴(kuò)散，在火焰根部形成 一股縮頸，降低窯口溫度，使窯體溫度分布合理，火焰的峰值溫度降低。這樣， 一方面能延長窯口護(hù)板的使用壽命，另一方面還可避免窯口簡(jiǎn)體出現(xiàn)喇叭形。(3)軸向外凈風(fēng)的分孔式噴射軸向外凈風(fēng)改變了原來的連續(xù)式環(huán)形問隙噴 射，采用了均勻間斷式的小孔噴射。小孔為均勻排列的小矩形，由第一層套管內(nèi) 壁加工出的矩形溝槽和第二層套管組裝后形成。6.2.4 TC型旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(見圖6-5和

26、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。圖6-5 TC型四風(fēng)道噴嘴結(jié)構(gòu)】 汕嘴噴央；2一泄槍:* 3一中心風(fēng)管;一燥回管手、一旋流鳳凰竹4 6物流風(fēng)風(fēng)管；7一抓釘:8耐火澆注料手9-油愴進(jìn)油膏+ 10一回油管 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 30%50% ,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。 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倍以上，即對(duì)外風(fēng)出口風(fēng) 速調(diào)節(jié)比大，所以對(duì)火焰的調(diào)整非常噴頭外環(huán)前端設(shè)置攏焰罩，以減少 火焰擴(kuò)散，對(duì)保護(hù)窯皮，點(diǎn)火有好處，能起 到穩(wěn)燃保焰的作用.

27、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 部的抗圖溫變形能力。煤粉入口處采用高抗磨損的特殊 材料，且易于更換8007 20010_派鳳品94%現(xiàn)風(fēng)風(fēng)速 / 00=20-30m/s產(chǎn)生的回流風(fēng)一次風(fēng)量6%外凈鳳風(fēng)速八=100400mH圖6-611：型燃燒器原理中心鳳鳳中J =40-60iri/s內(nèi)凈 風(fēng)風(fēng)遽80m/s(2 )其主要的燃燒特點(diǎn)火焰形狀規(guī)整適宜，活潑有力溫度高，窯內(nèi)溫度分布合理。熱力集中穩(wěn)定，卷吸二次風(fēng)能力強(qiáng)?；鹧嬲{(diào)節(jié)靈活，簡(jiǎn)單方便，可調(diào)范圍大，達(dá) 1:6以上。熱工制度合理，對(duì)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。(3)四通道煤粉燃燒器的操

28、作噴煤管的點(diǎn)燃點(diǎn)火后，先將噴油量適當(dāng)加大，同時(shí)開啟進(jìn)煤風(fēng)機(jī)，以保護(hù)噴煤管，開啟窯尾廢氣排風(fēng)機(jī)，以保持窯頭有微負(fù)壓。待窯尾溫度升到200C時(shí)可以加煤，油煤混燒，同時(shí)開啟凈風(fēng)機(jī)，保持火焰順暢.在燃燒過程中逐漸減 少用油量，待窯尾溫度達(dá)到400c時(shí).撒油將凈風(fēng)量加大，點(diǎn)燃燃燒器。燃燒器位置的調(diào)整燃燒器位置，到定時(shí)檢修的時(shí)間都必須停窯檢查和調(diào) 整，窯頭截面調(diào)整為中心偏斜5060mm,下偏50mm,窯尾截面偏斜為700mm, 偏下至磚面-兩點(diǎn)連成一線，即為燃燒器的原始位置(見圖6-7)。保證既不沖刷窯 皮又能壓著料層煨燒，在正常生產(chǎn)中，還要根據(jù)窯況對(duì)燃燒器進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整， 保證火焰順暢，既不刷窯皮，又能將

29、料燒好窯回轉(zhuǎn)方向密頭截面= =【067MmM球尾截面燃燒器的位置火焰調(diào)節(jié)與窯皮控制 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中，火焰必須保持穩(wěn)定，避免出現(xiàn) 陡峭的峰值溫度，火焰較長，才能形成穩(wěn)定的窯皮，從而保護(hù)燒成帶耐火磚的使 用周期。調(diào)節(jié)火焰主要是依據(jù)窯內(nèi)溫度及其分布、窯皮情況、窯負(fù)荷曲線、物料結(jié)粒及帶起情況和窯尾溫度、負(fù)壓等因素的變化而進(jìn)行當(dāng)燒成溫度偏高時(shí)，物料黏度增加，結(jié)粒增大，多數(shù)超過50mm以上，帶起很高，負(fù)荷曲線上升，伴隨 筒體溫度升高。此時(shí)，應(yīng)減少窯頭用煤，適當(dāng)減小中心風(fēng)、徑向風(fēng)、軸向風(fēng)回路 上的手動(dòng)閥門的開度來調(diào)節(jié)火焰， 降低窯頭溫度。燒成溫度偏低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大 中心風(fēng)、徑向風(fēng)、軸向風(fēng)回路上的手動(dòng)閥門開

30、度，強(qiáng)化火焰。調(diào)整到穩(wěn)定的火焰， 提高窯頭溫度。在燒成帶掉窯皮。甚至出現(xiàn)“紅窯”時(shí)，說明燒成帶溫度不穩(wěn)定 或局部出現(xiàn)了溫度峰值，要及時(shí)拉長火焰.減少喂煤量，穩(wěn)定窯溫，并及時(shí)移動(dòng) 噴煤管位置，控制熟料結(jié)粒，及時(shí)補(bǔ)掛窯皮。(4)使用效果火焰的形狀容易調(diào)節(jié)，使用四通道燃燒器燃料周圍的一次風(fēng)非常均勻， 火焰沿窯軸向噴射很深，活潑有力，形狀長短適宜，對(duì)燃燒非常有利，同時(shí)可方 便地用調(diào)節(jié)手動(dòng)蝶閥來調(diào)節(jié)風(fēng)的比例，以改變火焰的形態(tài)。適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)中心風(fēng)等 的手動(dòng)蝶閥的開度，火焰變粗變短，溫度集中，便于提高窯頭溫度，尤其是在遇 到物料預(yù)分解不好，有跑生料趨勢(shì)時(shí)，調(diào)節(jié)火焰強(qiáng)化煨燒，并與適當(dāng)減料降窯速 相配合，可有效地

31、阻止生料跑出；而適當(dāng)加大徑向風(fēng)、軸向風(fēng)，火焰變得細(xì)長， 可加強(qiáng)物料的預(yù)燒，有效地降低熟料 f-CaO,適應(yīng)窯內(nèi)情況的各種變化。對(duì)煤的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)燃燒無煙煤具有更強(qiáng)的適應(yīng)性隨著煤質(zhì)的不斷下降，煤粉水分和細(xì)度也很不穩(wěn)定，但四通道煤粉燃燒器卻均能適應(yīng)， 滿足窯物料 煨燒的需要。該燃燒器與原三通道煤粉燃燒器性能相似，但結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。該燃燒器對(duì)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。不僅使煤粉 燃燒完全，而且可以最大限度地降低 NOx的生成量，是一種典型的節(jié)能、環(huán)保 型回轉(zhuǎn)窯用煤粉燃燒器。能有效地保護(hù)窯皮平整堅(jiān)固，長度厚度適宜。由于四通道噴煤管容易控 制火焰形態(tài)，避免了對(duì)窯的沖刷，窯內(nèi)物料

32、結(jié)粒均勻，有效地保護(hù)了窯皮，也避 免了窯的前結(jié)圈。燃燒器的最內(nèi)層為中心風(fēng)道，在它的頭部裝有火焰穩(wěn)定器，只有少量的空氣 通過。火焰穩(wěn)定器由耐熱鋼板組成，圓板上面均勻地分布著小孔，允許中心風(fēng)接 觸圓板面上的火焰，此處的風(fēng)速約為 80m/s。煤粉風(fēng)道位于中心風(fēng)道的外層，煤風(fēng)夾帶著煤粉氣流以很小的分散度將煤粉 噴入，與一次風(fēng)混合后進(jìn)行燃燒，風(fēng)速為 23m/s左右。環(huán)流風(fēng)風(fēng)道的頭部裝有一 個(gè)20。的旋流裝置，它使環(huán)流風(fēng)在出口處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，同時(shí)向四周噴射，旋流器 的旋轉(zhuǎn)方向與回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)方向一致。噴煤管的最外層為軸流風(fēng)道，其頭部為帶槽形通道的出口，可以單獨(dú)噴射空 氣，通過改變出口截面，改變出口風(fēng)速，改變火焰

33、形狀。外部套管位于燃燒器的最外部，這個(gè)部件比其他頭部裝置長出62mm,其目的是為了在產(chǎn)生碗狀效應(yīng)時(shí)發(fā)生氣體膨脹。在噴煤管的外風(fēng)管上設(shè)有防止噴煤管 彎曲的筋板。煤風(fēng)入風(fēng)管為上下分半式結(jié)構(gòu)，中分面通過螺栓和定位銷連接，在其內(nèi)部設(shè) 有分半式可更換耐磨套。在煤粉管入口處的磨損三角區(qū)內(nèi)設(shè)有耐磨層， 耐磨性強(qiáng)o 另外分半式耐磨套的被沖刷面亦設(shè)有耐磨層，這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在更換時(shí)非常方 便，不需將噴煤管抽出，直接更換。在噴煤管的煤粉入口處設(shè)有檢查孔，可隨時(shí)檢查其磨損情況。每個(gè)風(fēng)管的相應(yīng)位置設(shè)有絲杠調(diào)節(jié)裝置和相應(yīng)的膨脹節(jié)，通過調(diào)節(jié)絲杠的伸縮，可調(diào)節(jié)相應(yīng)的風(fēng)管，其調(diào)節(jié)范圍為沿軸向土 50mm,并專門設(shè)置了調(diào)節(jié)手柄

34、。油槍的頭部結(jié)構(gòu)，主要由壓緊螺母、霧化片、分油器、接頭組成。油槍的頭部是一種霧化燃燒器，噴嘴本體連接兩個(gè)平行的油管，分別為進(jìn)油 管和回油管，用支撐板定位這兩根油管，保證燃燒器對(duì)準(zhǔn)噴煤管中心，通過調(diào)節(jié) 回油管路上的回油節(jié)流裝置來控制噴嘴處的壓力，從而調(diào)節(jié)其霧化效果。在每根油管端部裝有一個(gè)專門的快速密封接頭， 可以不使用任何工具將安裝 在相應(yīng)油管上的連接頭迅速地鎖定。在更換油槍的過程中，出于快速接頭的作用， 每一端都裝上一個(gè)防止回流的裝置，在斷開時(shí)，能有效防止油流出來。工藝送煤風(fēng)管與燃燒器之間可以用伸縮節(jié)裝置連接，兩端可伸縮管的球形連 接裝置可保證水平、垂直及軸向方向調(diào)整燃燒器位置，其調(diào)整角度為

35、10 ,調(diào) 整距離為1500mm。TC型四通道煤粉燃燒器設(shè)計(jì)了行走小車，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、車架、車輪、調(diào)節(jié) 裝置、較接支架五部分組成。蝸輪絲杠調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以使噴煤管出口端面中心沿圓 周方向3。范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，從而可以方便地調(diào)節(jié)噴煤管的位置，使其達(dá)到最佳 的效果。減速電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，噴煤臂可以向前或向后移動(dòng)，以熱態(tài)窯口為基點(diǎn)， 噴煤管允許向前移動(dòng)1070mm,此時(shí)，設(shè)在軌道上的限位開關(guān)動(dòng)作，小車停止向 前移動(dòng)，再次啟動(dòng)時(shí)，小車僅允許向后移動(dòng)。噴煤管亦允許退出窯口 200mm,在該位置設(shè)置了第二個(gè)開關(guān)，開關(guān)動(dòng)作后 小車停止移動(dòng)，再啟動(dòng)時(shí)，小車允許向前或向后移動(dòng)。導(dǎo)軌的尾端設(shè)有檢修時(shí)噴 煤管移出回轉(zhuǎn)窯極限位置

36、的限位開關(guān)。綜上所述，TC型四通道噴煤管是新一代的燃燒設(shè)備，噴煤管的噴嘴部分如 內(nèi)、外、煤三個(gè)風(fēng)道的出口端和螺旋葉片均采用耐熱鑄鋼制作。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0.51.5倍，以適應(yīng)不同煤質(zhì)時(shí)對(duì)噴煤管出口風(fēng)速的要求。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(dòng)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(jì)的基部形成循環(huán)渦流，在冷窯點(diǎn)火時(shí)可以產(chǎn)生理想的穩(wěn)定性。(5)燃燒器操作煤風(fēng)管位于軸流風(fēng)和旋流風(fēng)的內(nèi)側(cè)，出于軸流風(fēng)外部套管延 伸形成的碗狀效應(yīng)，因而在

37、燃燒器的端部形成旋流效應(yīng)而產(chǎn)生穩(wěn)定的火焰，燃燒器噴嘴借助于中心火焰穩(wěn)定器造成的循環(huán)流動(dòng)保證火焰穩(wěn)定?；鹧嬷行牡牧己脿顩r明顯地降低NOx的形成。火焰一開始沒有強(qiáng)渦流，避免了溫度峰值，這可能 與剩余空氣燃燒有關(guān)系(顆粒排放形成一個(gè)外部一次火焰)，由于一次空氣強(qiáng)烈沖 擊和縫隙中的外部軸向風(fēng)分布有助于逐步與二次空氣混合，徑向風(fēng)和軸向風(fēng)的可單獨(dú)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)可以改進(jìn)火焰形狀。6.2.5 NC型燃燒器(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型三通道煤粉燃燒器主要由3個(gè)環(huán)形通道組成， 從外向內(nèi)依次為外風(fēng)、煤風(fēng)和內(nèi)風(fēng)通道。最外層為外風(fēng)，具出口處采用周向

38、均布 的小噴嘴；第二層為煤風(fēng)，具出口處采用環(huán)形噴嘴；第三層為內(nèi)風(fēng)，其出口處加 有1個(gè)特殊設(shè)計(jì)的旋流器。在煤粉入口及出口等處均進(jìn)行了特殊的防磨損處理，煤粉喂入處設(shè)有1個(gè)帶蓋的檢查孔，打開檢查蓋能查看煤粉口區(qū)域的磨損情況。 在外風(fēng)和內(nèi)風(fēng)入口管道 上均設(shè)有調(diào)節(jié)其風(fēng)量的手動(dòng)蝶閥及反應(yīng)其壓力大小的壓力表。在外風(fēng)管上采取了 防止噴煤管彎曲變形的技術(shù)措施。(2)機(jī)理NC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。結(jié)兩(11)離愁噴嘴(C)外風(fēng)噴噴圖6-8NC型三通道煤粉燃燒器燃燒器外風(fēng)為直

39、流風(fēng)，通過周向均布的小噴嘴形成了多個(gè)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(dòng)量。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(shí)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。內(nèi)風(fēng)為旋 流風(fēng)，風(fēng)速達(dá)140200m/s,特殊設(shè)計(jì)的旋流器能產(chǎn)生高速旋流風(fēng)，強(qiáng)度大，混 合強(qiáng)烈，動(dòng)量和熱量傳遞迅速，保證煤粉能在極短時(shí)間及距離內(nèi)與氧氣相接觸， 并在燃燒器噴嘴前形成一個(gè)回流區(qū)，回流區(qū)中心為負(fù)壓，能將高溫?zé)煔饣亓鞯交?焰起始處，從而使煤粉快速著火，

40、并形成穩(wěn)定火焰。(3) NC型三通道煤粉燃燒器的特點(diǎn)一次風(fēng)(包括煤風(fēng))用量少，約占總風(fēng)量的10%,能降低熱耗、煤耗。煤粉燃燒速度快，火焰明亮、“黑火頭”短且順暢、活潑有力，高溫區(qū)域 適中。火焰形狀合理，操作靈活方便，調(diào)節(jié)范圍大。對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可燃燒劣質(zhì)煤。點(diǎn)火方便，升溫快。減少NOx有害氣體的生成量。4 )NC型三通道煤粉燃燒器的調(diào)節(jié)影響燃燒器火焰形狀的因素很多，如排風(fēng)量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)溫、內(nèi)外風(fēng)比例及煤質(zhì)等，對(duì)火焰形狀影響最大的是窯內(nèi) 燒成帶的燃燒空氣量和內(nèi)外風(fēng)比例及煤質(zhì)。 在操作過程中，應(yīng)結(jié)合煤質(zhì)、窯皮情 況、窯內(nèi)溫度及其分布、窯負(fù)荷曲線、物料的結(jié)粒及帶起情況和窯尾溫度、入窯 分解率

41、、負(fù)壓、廢氣成分等因素的變化，合理調(diào)整內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)及煤風(fēng)比例，調(diào)節(jié) 火焰的形狀和熱力強(qiáng)度。當(dāng)煤風(fēng)一定時(shí)，內(nèi)風(fēng)決定火焰形狀，外風(fēng)決定火焰長短。外風(fēng)量增加，內(nèi)風(fēng) 量相應(yīng)減少，則火焰被拉長，有利于保護(hù)耐火材料和窯皮，但氣流混合和交換能 力差，不利于強(qiáng)化煤粉燃燒；如果外風(fēng)量減少，內(nèi)風(fēng)量增加，則火焰縮短且發(fā)散， 強(qiáng)化了煤粉的初期混合與燃燒，但不利于窯皮和內(nèi)部材料的保護(hù)。過小的外風(fēng)噴出速度將影響直流風(fēng)射流柱的穿透能力， 同時(shí)減弱對(duì)二次空氣 的卷吸，導(dǎo)致煤粉和二次空氣不能很好地混合， 造成燃燒不完全；過大的外風(fēng)噴 出速度將會(huì)引起過大的回流，強(qiáng)化了煤粉的后期混合與燃燒，使火焰核心區(qū)拉長， 同樣也導(dǎo)致燃燒不完全，

42、引起窯尾溫度升高。內(nèi)風(fēng)的旋流強(qiáng)度控制著火焰的形狀，隨著內(nèi)風(fēng)的增加，旋流強(qiáng)度也增加，火 焰變粗變短，強(qiáng)化火焰對(duì)熟料的熱輻射，但過強(qiáng)的旋流會(huì)引起火焰發(fā)散，造成局 部窯皮過熱剝落。環(huán)境保護(hù)目前，許多國家規(guī)定中除對(duì)粉塵排放提出更加嚴(yán)格的要外， 對(duì)NOx排放標(biāo)也 有規(guī)定。為達(dá)到環(huán)境規(guī)定的 NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，目前國際上除在預(yù)分解窯系統(tǒng)的分 解爐區(qū)采用還原措施降低 NOx排放量外，還可以采用一次風(fēng)量低的新型多通道燃燒器以減少NOx在窯內(nèi)高溫區(qū)的生成量，新型多通道燃燒器具有其獨(dú)到的功 效。NOx的形成在預(yù)分解窯系統(tǒng)中形成的 NOx 一般分為兩部分，一是在回轉(zhuǎn) 窯內(nèi)助燃空氣中的N2與02在高溫下化合生成的NOx,

43、稱為“熱力NOx”，另一 部分是燃料中含氮的有機(jī)物燃燒后，氮元素以化合物 NOx的形式釋放，由于這 部分NOx來自燃料，稱為“燃料NOx”。根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)理論計(jì)算，只有在高于 1200c以上，生成的熱力NOx不可忽略。試驗(yàn)表明：熱力NOx的生成量隨溫度的升高呈非線性急劇增長， 由于回轉(zhuǎn)窯 內(nèi)物料溫度高達(dá)1450c左右，火焰溫度達(dá)1800 C,有時(shí)高達(dá)2000 C ,因此回轉(zhuǎn) 窯內(nèi)煨燒熟料產(chǎn)生的NOx,既有熱力NOx,也有燃料NOx。燃料NOx在低于1200 c也能生成，在分解爐內(nèi)，溫度一般在 850900 c之 間，產(chǎn)生的NOx絕大部分是燃料NOx。NOx的分解已生成的NOx,能通過各種反應(yīng)使

44、之分解。在一定溫度下， NOx受還原劑作用被還原成 N2,如CO、C、H2、碳?xì)浠衔锒寄苓€原 NOx。在 預(yù)分解系統(tǒng)中常有以下反應(yīng)。NO+C N+CONO+CON+CO2當(dāng)溫度為8301100c時(shí)，分解爐內(nèi)還能發(fā)生如下反應(yīng)。N+NO N2+ON表示來自燃料內(nèi)氮的化合物中的氮，在此反應(yīng)中起還原劑作用。另外， NOx在煤物料表面受催化作用也能分解。在回轉(zhuǎn)窯中，NOx的濃度主要取決于火焰的溫度、過?？諝庀禂?shù)及空氣中氮 (N2)在火焰高溫區(qū)的停留時(shí)聞。其次，也和火焰的形狀、長度、火焰中氣流的速 度、流態(tài)、二次風(fēng)的溫度、燃料的類型及制備、燃料調(diào)節(jié)的均勻性、燃料與二次 風(fēng)的混合情況、燒成帶的熱負(fù)荷等因素

45、有關(guān)。(3)二次風(fēng)、三次風(fēng)抽取方式與NOx濃度的關(guān)系 實(shí)踐證明，冷卻機(jī)與窯的 連接方式，即如何從冷卻機(jī)抽取二次風(fēng)、三次風(fēng)對(duì)煨燒中 NOx濃度也有較大影 響。由熱力NOx的形成機(jī)理可知，火焰溫度越高，熱力 NOx也越高，降低二次風(fēng)溫，進(jìn)而降低火焰溫度，可以減少熱力NOx的生成。而三次風(fēng)溫的升高對(duì)熱力NOx的生成沒有影響。因?yàn)闊崃?NOx要在1200c才會(huì)有明顯的生成反應(yīng)，而 分解爐內(nèi)的溫度一般在 850900c之間。事實(shí)上洪堡公司改變二次風(fēng)抽取方式 后，三次風(fēng)的溫度比分解爐的高。為減少窯頭罩尺寸，有利于煨燒操作，許多預(yù)分解窯系統(tǒng)的二次風(fēng)、三次風(fēng) 都是在冷卻機(jī)不同部位單獨(dú)抽取的，二次風(fēng)、三次風(fēng)之間

46、的溫差在300400c之間變化，二次風(fēng)溫約1100c或更高，三次風(fēng)溫在800c左右。洪堡公司基于節(jié) 能、降NOx的目的，經(jīng)分析認(rèn)為，三次風(fēng)溫盡可能地提高，而二次風(fēng)溫的降低 更有利于減少NOx的濃度，三次風(fēng)應(yīng)盡可能在遠(yuǎn)離冷卻機(jī)出口的地方抽取。洪 堡公司確定二次風(fēng)、三次風(fēng)均在窯頭罩內(nèi)抽取。這樣，二次風(fēng)、三次風(fēng)的溫度相 同，均在9501050c之間。提高三次風(fēng)溫，降低了二次風(fēng)溫，既有利于節(jié)能， 也利于減少NOx。至于SO2的排放，由于來自原燃料中的硫主要以硫酸鹽、 硫化物和有機(jī)硫的 形態(tài)進(jìn)窯內(nèi)，燃燒后生成的SO2隨廢氣排出。在預(yù)分解窯系統(tǒng)中，由于分解爐內(nèi) 碳酸鹽分解生成大量游離石灰，具有較強(qiáng)的對(duì)SO

47、2的吸收能力，故有利與降低SO2的釋放濃度，但是當(dāng)爐內(nèi)燃料燃盡率低，大量未燃盡炭粒混入物料，將會(huì)使 已經(jīng)生成的硫酸鹽還原成SO2,從而增加SO2的排放量，并加劇硫的循環(huán)，造成 預(yù)熱器黏結(jié)堵塞。以上過程的發(fā)生雖然同窯用燃燒器關(guān)系不大，但同分解爐及爐 用燃燒器的性能具有密切關(guān)系。因此窯用及爐用燃燒器都必須根據(jù)水泥窯工況及 所在國家、地區(qū)環(huán)境保護(hù)規(guī)定進(jìn)行選取。為了降低 NOx排放量，采用新型多通 道燃燒器是十分必要的。煤粉制備水泥廠煤粉制備系統(tǒng)有兩種選擇方案，即風(fēng)掃鋼球磨和輾磨。風(fēng)掃鋼球磨因其操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠和對(duì)原煤的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) 在中國水泥行業(yè)一直被廣泛采用；但風(fēng)掃鋼球磨單位電耗高，一般系統(tǒng)電耗在 2729kW/t煤；噪聲大