關(guān)于回轉(zhuǎn)窯煅燒火焰的知識

關(guān)于回轉(zhuǎn)窯煅燒火焰的知識一、影響火焰長短有哪些因素煅燒熟料過程中，窯內(nèi)情況變化較大，因此影響火焰長短的因素也較多。假設(shè)其他條件不變，造成火焰長的因素有如下幾點：①排風(fēng)大；②料少；③煅燒溫度低；④慢車；⑤煤粉濕粗，灰分大，揮發(fā)分低，固定碳多；⑥煤管位置高，伸入窯里多；⑦煤多一次風(fēng)小，一、二次風(fēng)溫度低；⑧煤管口徑大，拔銷角度小，平梢長；⑨停窯止燒。假設(shè)其他條件不變，造成火焰短的因素有如下幾點：①排風(fēng)??；②料層厚；③窯速快；④一次風(fēng)大，二次風(fēng)小，煤適當(dāng)；⑤燒逼火，火點溫度高；⑥煤粉揮發(fā)物高，一、二次風(fēng)溫高；⑦煤管位置過低，偏料，偏外；⑧煤管口徑小，角度大，平梢短，裝風(fēng)翅；⑨結(jié)圈。二、回轉(zhuǎn)窯對火焰有何要求適宜的火焰及窯內(nèi)溫度的合理分布，對熟料產(chǎn)、質(zhì)量的提高，窯皮厚度和長度，窯襯壽命，燃料消耗，筒體溫度，減少污染和環(huán)境的保護(hù)都具有十分重要的作用。

因此，水泥回轉(zhuǎn)窯對火焰有嚴(yán)格的要求，尤其是在新型干法回轉(zhuǎn)窯中要求火焰的形狀、溫度和強度，與回轉(zhuǎn)窯煅燒熟料相適應(yīng)。

保證在整個火焰長度上都能進(jìn)行高效率的熱交換，同時又不能使窯皮產(chǎn)生局部過熱、出現(xiàn)峰值溫度，應(yīng)能適應(yīng)窯情的變化。

要滿足這些要求，應(yīng)具備下列條件：①一次風(fēng)的送風(fēng)量盡量少，并能使煤風(fēng)混合充分均勻，盡可能充分利用高溫的二次風(fēng)，達(dá)到增產(chǎn)節(jié)能的目的。②燃燒效率和煤粉的燃盡率高，避免因不完全燃燒而產(chǎn)生熟料質(zhì)量下降和工藝事故的發(fā)生。③火焰形狀良好穩(wěn)定，適應(yīng)窯況的變化需要，窯內(nèi)溫度場分布合理，避免峰值溫度出現(xiàn)，火焰無脈沖現(xiàn)象。④火焰形狀根據(jù)需要調(diào)節(jié)方便、靈活。⑤煤粉燃燒器安全可靠，使用壽命長，不回火，并能適應(yīng)高溫和耐磨。⑥對煤質(zhì)的適應(yīng)性要強，可適應(yīng)煤質(zhì)波動變化的需要。⑦點火容易升溫快，以縮短無效時間，減輕勞動強度。⑧火焰射流中應(yīng)有熱煙氣返混，提高煤粉燃燒的環(huán)境溫度，降低氧濃度，既增加燃燒速率，降低燃盡時間，又可減少NOx的產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)。三、火焰形狀對煅燒有什么影響實踐證明，火焰與煅燒的關(guān)系密不可分，唇齒相依?；鹧娴男螤詈线m與否，是煅燒的關(guān)鍵，它與煤質(zhì)、煤嘴、窯型、熟料冷卻機型、煤粉制備、配料成分、風(fēng)煤配合、一和二次風(fēng)溫度、窯速快慢、操作控制、產(chǎn)量高低等因素有關(guān)。我們需要的火焰形狀是：有適當(dāng)長度的高溫部分，順暢，完整，不散，不亂，不涮窯皮，無局部高溫，便于控制，有利于穩(wěn)定窯速，產(chǎn)量高，質(zhì)量好，安全運轉(zhuǎn)周期長。否則，將直接導(dǎo)致煅燒不正常，窯速不穩(wěn)定，產(chǎn)量質(zhì)量低，窯皮沒保證，看火工操作被動。四、何為回轉(zhuǎn)窯良好的火焰形狀在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，為了達(dá)到煅燒熟料所需要的溫度和使物料在高溫下停留一定時間，要求燃燒帶有一定的長度、位置和溫度，并使火焰形狀完整，活潑有力，分布均勻。所謂良好的火焰形狀是指：①火焰溫度比較高，高溫部分比較長，有利于熟料的燒成。②局部溫度不過高，少損壞并易于維護(hù)窯皮，延長運轉(zhuǎn)周期。③兩端低溫部分不拖長，前后不易結(jié)圈，來料穩(wěn)定，有利于觀察窯內(nèi)物料情況，便于操作。④高溫部分的位置適當(dāng)，使熱能在窯內(nèi)合理分布，實現(xiàn)合理的強化生產(chǎn)。五、何為白火焰回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料由噴嘴噴出后，從著火燃燒至燃燒基本結(jié)束的一段，為燃料與空氣中氧氣激烈化合的階段，此時產(chǎn)生強烈的光和熱輻射，形成一定長度白色發(fā)亮的高溫火焰稱作白火焰。根據(jù)普通煤和少量過?？諝馊紵睦碚?，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的最高燃燒溫度可達(dá)2000℃以上。實際最高火焰溫度決定于燃燒速度和其他因素，一般在1700℃左右?；鹧娴淖罡邷囟燃捌溟L度對熟料的形成有很大影響。它應(yīng)使物料在燒成帶停留約15～20min，并使物料溫度最高達(dá)1450℃左右，以保證熟料順利形成。各種不同條件的煅燒，如正?；鹧骒褵?，低溫長帶煅燒，短焰急燒以及強化煅燒等，所形成的最高火焰溫度和長度各不相同。六、回轉(zhuǎn)窯為何要控制火焰的粗細(xì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的火焰粗細(xì)應(yīng)與其截面積大小相適應(yīng)。一般來說，火焰應(yīng)均勻地充滿整個窯截面，外廓與窯皮之間保持100～200ｍｍ的空隙，即近料而不觸料，近窯皮而不觸窯皮。這樣有利于熱量的交換、熟料的煅燒，又不致?lián)p傷窯皮和耐火磚?；鹧娴拇旨?xì)對于一般的燃燒器，都可以在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，但是有一定的限度。因此，必須根據(jù)窯型，選擇與其適應(yīng)的燃燒器，否則將會出現(xiàn)窯皮掛不牢、耐火磚剝落、筒體溫度高、紅窯、熟料的燒失量大、易出黃心料，進(jìn)而使熱耗高、熟料質(zhì)量差、產(chǎn)量低、磚耗高等不正常現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。七、何為回轉(zhuǎn)窯火焰的完整性回轉(zhuǎn)窯火焰的完整性表示火焰在其任何一個橫斷面上均呈現(xiàn)圓形，通過中心線的縱斷面呈柳葉形，最好是棒槌形。任何一種燃燒器，如果沒有外界因素的影響，都可以形成這樣的規(guī)整性火焰。但實際上在窯內(nèi)的情況則大不相同，影響因素甚多，諸如燃燒器與窯的相對位置，燃燒器本身的性能，窯的工況，窯尾排風(fēng)機的吸力，二次風(fēng)的強度和分布，窯內(nèi)結(jié)圈與否等因素，對火焰的規(guī)整性均有影響。八、何為回轉(zhuǎn)窯火焰的根部火焰開始著火部分離燃燒器噴出口的距離稱為火焰根部。火焰根部太短，即燃料從噴出口噴出后立刻燃燒，很容易燒壞噴頭，不利于窯的安全運轉(zhuǎn)?；鹧娓刻L，即黑火頭太長則影響火焰的有效長度，同時意味著燃燒器對所用燃料不適應(yīng)，或者燃料的質(zhì)量不能滿足要求。通?；鹧娓糠Q為黑火頭，一般窯型黑火頭在300～1000ｍｍ，在新型干法窯、多風(fēng)道燃燒器中，黑火頭可以大大縮短，有的基本沒黑火頭，因此窯體也可縮短。九、回轉(zhuǎn)窯什么樣的火焰形狀最理想理想的火焰形狀是在任何斷面上保持圓形，縱向剖面應(yīng)為“棒槌形”，如下圖所示。這種火焰形狀既可以保護(hù)窯口，使火焰長度在整個燒成帶進(jìn)行高效的熱交換，提高窯的產(chǎn)、質(zhì)量，降低熱耗，保護(hù)窯皮和耐火磚，延長使用壽命，同時能保護(hù)燃燒器噴頭不會過早燒壞，保證筒體溫度均衡。如果火焰過短、過肥、無黑火頭的火焰，這種火焰會使窯前部溫度過高，對燒成和窯皮、耐火磚等不利。如果火焰過長、過細(xì)、根部過長，即黑火頭過長的火焰形狀，此種火焰不能滿足熟料煅燒的要求，能導(dǎo)致尾溫過高，極易造成煤粉后燃，煤灰沉積，產(chǎn)生結(jié)皮、結(jié)圈等不正?，F(xiàn)象?；剞D(zhuǎn)窯最理想的棒槌形火焰形狀如果火焰不規(guī)整，即偏火現(xiàn)象，這是由于多風(fēng)道燃燒器層間鋼板磨漏，造成煤風(fēng)混竄，噴頭圓形間隙誤差過大、失圓或內(nèi)管支架磨損，失圓的噴嘴噴出的風(fēng)煤不均。噴頭各層鋼管燒損變形，是由燃燒器與窯的相對位置不當(dāng)?shù)仍蛩?。如果火焰尖端返回成蘑菇狀的不?guī)整火焰形狀，通常是由于結(jié)后圈氣流阻力增大、窯尾排風(fēng)不足、抽力過小，也就是窯尾負(fù)壓減小、窯內(nèi)結(jié)大球等原因引起。十、回轉(zhuǎn)窯對火焰的溫度有何要求回轉(zhuǎn)窯水泥熟料的燒成溫度為1300～1450℃，要求火焰溫度即氣體溫度應(yīng)達(dá)到1540～1700℃，火焰溫度應(yīng)比燒成溫度高出約350～500℃?；鹧鏈囟冗^低時，熟料燒成難，f-CaO高，燒失量大；火焰溫度過高時，容易產(chǎn)生熟料過燒現(xiàn)象，燒壞窯襯，經(jīng)常發(fā)生紅窯現(xiàn)象，不但浪費能源，而且熟料質(zhì)量下降。新型干法預(yù)分解窯與其他窯型不同，生產(chǎn)上要求“薄料快燒”。物料在窯內(nèi)升溫速度快，由于料層薄，傳熱和反應(yīng)速度加快，熟料燒成所需的能量就越低，窯產(chǎn)量高。要提高物料的升溫速率，就必須提高火焰溫度，在保證熟料質(zhì)量的前提下，物料在高溫?zé)蓭Ａ魰r間越短，燒成的熟料質(zhì)量越好，28d的強度越高。欲縮短物料在高溫帶的停留時間，則必須提高火焰溫度，加快窯速，即“薄料快燒”。因此，提高火焰溫度是提高窯產(chǎn)量和降低消耗的基本前提，火焰溫度不高，窯速也不能加快，甚至?xí)苌蚯窡?。十一、何謂回轉(zhuǎn)窯火焰的性質(zhì)火焰的性質(zhì)系指火焰是氧化焰還是還原焰。回轉(zhuǎn)窯煅燒時應(yīng)保證火焰為氧化焰，因為還原焰影響熟料質(zhì)量并對設(shè)備（收塵）產(chǎn)生損害，產(chǎn)生還原焰的主要原因是煤粉過多，相對燃燒空氣量供應(yīng)不足、缺氧造成的。為了保證能夠形成氧化焰，必須供給足夠的空氣量，即保證過?？諝庀禂?shù)控制在適合的范圍內(nèi)。一、二次風(fēng)總量與燃燒所需空氣量之比，稱為“過?？諝庀禂?shù)”。過剩空氣系數(shù)過大，不但浪費能源，而且降低火焰溫度。對于新型干法窯，過剩空氣系數(shù)一般控制在a＝1.05～1.10之間。十二、何謂回轉(zhuǎn)窯火焰的強度火焰強度包括火焰的軟硬、方向及發(fā)光性等，理想的火焰，必須保證在整個火焰長度上都能進(jìn)行高度的熱交換，同時又不允許產(chǎn)生局部過熱?；剞D(zhuǎn)窯要求具有方向性的硬焰，即從窯頭觀察窯內(nèi)的火焰硬而有力，火焰尖端向窯尾方向有力地延伸，而不是在窯內(nèi)軟弱無力、飄忽不定或呈發(fā)散狀態(tài)?；鹧娴念伾窗l(fā)光性，火焰的顏色發(fā)紅，窯產(chǎn)、質(zhì)量就會降低。在實際操作時，可根據(jù)火焰的顏色來判斷火焰的溫度，根據(jù)觀察窯皮的顏色來判斷燒成帶物料的溫度。當(dāng)火焰顏色和窯皮顏色層次不分明時，說明燒成帶溫度正常。十三、何為火焰的傳播和傳播速度煤粉自噴煤嘴噴出，經(jīng)過一段距離后才燃燒，煤粉燃燒后形成燃燒的焰面，并產(chǎn)生熱量，使溫度升高。熱量總是從高溫向低溫傳遞，由于焰面后面未燃燒的煤粉比焰面溫度低，因此焰面不斷向焰面后面未燃燒的煤粉傳熱，使其達(dá)到著火溫度而燃燒，形成新的焰面，這種焰面不斷向未燃物方向移動的現(xiàn)象叫火焰的傳播，傳播的速度稱火焰?zhèn)鞑ニ俣?。但煤粉是以一定速度不停地噴入窯內(nèi)的，所以火焰既有一個向窯尾方向運動的速度，又有向后傳播的速度，當(dāng)噴出速度過大，火焰來不及向后傳播時，燃燒即將中斷，火焰熄滅；當(dāng)噴出速度過小，火焰將不斷向后傳播，直至傳入噴煤管內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為“回火”；若發(fā)生“回火”將易引起爆炸的危險，所以噴出速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣纫浜虾??；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣扰c煤粉的揮發(fā)分、水分、細(xì)度、風(fēng)煤混合程度等因素有關(guān)。當(dāng)煤粉揮發(fā)分大、水分少、顆粒細(xì)、風(fēng)煤混合均勻，火焰?zhèn)鞑ニ俣染涂?，否則相反。十四、影響回轉(zhuǎn)窯煤粉火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩赜心男σ粋€固定的多風(fēng)道燃燒器來說，風(fēng)量和風(fēng)速的調(diào)節(jié)、氣流的速度、煤粉的質(zhì)量和喂煤方式等因素，對火焰的傳播速度影響很大。（１）調(diào)節(jié)方面的影響在回轉(zhuǎn)窯操作過程中，必須保持熱工制度的穩(wěn)定，而前提是火焰必須穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)內(nèi)流的徑向風(fēng)和外流的軸向風(fēng)之比，就可改變火焰的形狀。適宜的火焰形狀，其本身就表明火焰?zhèn)鞑ニ俣群侠?，軸向、徑向速度匹配恰當(dāng)。一般多風(fēng)道燃燒器由兩臺風(fēng)機供風(fēng)。內(nèi)外凈風(fēng)由一臺風(fēng)機供給，通過供風(fēng)管道上的閥門來調(diào)節(jié)內(nèi)外凈風(fēng)的比例，通過風(fēng)機進(jìn)口上的閥門或放風(fēng)閥門來調(diào)節(jié)內(nèi)外凈風(fēng)的總量。當(dāng)總量調(diào)定之后，增大外風(fēng)時相應(yīng)內(nèi)風(fēng)減少，這時便會產(chǎn)生細(xì)而長的火焰，也就是氣流的軸向速度增大，徑向速度減少。這時的火焰黑火頭加長，射流速度衰減較慢，射流與周圍介質(zhì)摻混的能力差，不能形成很好的動量交換，影響熟料的煅燒效果。當(dāng)內(nèi)風(fēng)增大時外風(fēng)就會減少，即軸向速度減小，徑向速度和切向速度增大，因為內(nèi)風(fēng)的出口均設(shè)置螺旋葉片，所以射流的擴散角增大，形成的回流區(qū)也大。由于射流速度衰減快而旋轉(zhuǎn)加劇，使射程減小，火焰變得短而粗，黑火頭也隨之縮短，熱力釋放比較集中。實踐表明，旋流強度越大，旋轉(zhuǎn)射流與周圍介質(zhì)的混合能力越強，卷吸的二次風(fēng)越多，進(jìn)行動量交換的效果就越好，對熟料的煅燒有利。因此，調(diào)節(jié)內(nèi)流風(fēng)的大小，可以改變火焰的熱力強度和火焰的傳播速度。由此可見，內(nèi)外流凈風(fēng)是用來調(diào)節(jié)火焰形狀和強度的兩股射流，煤流風(fēng)一般不需要調(diào)節(jié)，只要能把所用煤粉輸送出去，保持煤粉在管道中不沉積，其射流不產(chǎn)生脈沖現(xiàn)象即可。（２）可燃?xì)饬魉俣鹊挠绊憣麸L(fēng)和煤風(fēng)所形成的氣流，稱為“可燃?xì)饬鳌?。?dāng)射流從噴嘴噴出后射流速度逐步衰減到與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗟?，著火后就會保持穩(wěn)定的燃燒過程。根據(jù)不同的窯型、生產(chǎn)能力進(jìn)行熱工計算，按物料平衡和熱量平衡，求出燒成每1kg熟料所需的燃料量和空氣量。然后根據(jù)入窯總空氣量和一次風(fēng)量的比例，確定燃燒器內(nèi)流風(fēng)、煤風(fēng)和外流風(fēng)的風(fēng)量、風(fēng)速的合理匹配關(guān)系，才能達(dá)到合理而穩(wěn)定的燃燒。（３）煤粉物理化學(xué)性質(zhì)的影響燃料的化學(xué)成分和物理性能對燃燒現(xiàn)象和燃燒過程均有重要影響。如煤的品種質(zhì)量、煤粉細(xì)度和水分、灰分和揮發(fā)分等，對著火溫度和火焰的傳播速度都有影響。煤粉越細(xì)，著火溫度越低；水分和灰分越大，火焰的傳播速度越低。（４）喂煤定量穩(wěn)定對火焰的影響供煤系統(tǒng)設(shè)置定量檢測，用微機控制煤粉的喂給，使其均勻穩(wěn)定，對火焰?zhèn)鞑サ姆€(wěn)定具有十分重要的意義。因為只有準(zhǔn)確控制喂煤量，才能控制燃料燃燒時所需要的空氣量，使燃燒量與風(fēng)量匹配合理，從而保證穩(wěn)定的燃燒，進(jìn)而保證火焰?zhèn)鞑サ姆€(wěn)定。十五、為什么說回轉(zhuǎn)窯火焰形狀不合理容易導(dǎo)致紅窯回轉(zhuǎn)窯在實際生產(chǎn)中，由于燃燒器在窯筒體橫斷面上的位置不合理，火焰偏離物料而偏向上窯皮；或者窯頭漏入冷風(fēng)量過大，冷風(fēng)流沖擊使火焰上??；或者二次風(fēng)量過大造成火焰上?。换蛘呷紵鲀?nèi)風(fēng)過大，外風(fēng)過小，二次風(fēng)溫高，窯尾負(fù)壓減小，造成火焰過度集中；或者燃燒器內(nèi)風(fēng)旋流器角度過大，擴散嚴(yán)重等等原因，都會使火焰的形狀變得很不規(guī)矩，極易燒壞窯皮，縮短窯襯的使用壽命，使筒體溫度升高，出現(xiàn)紅窯。如某廠的三風(fēng)道燃燒器的位置調(diào)整不當(dāng)，經(jīng)常出現(xiàn)火焰掃窯皮現(xiàn)象，使耐火磚壽命嚴(yán)重縮短。在距窯頭6～8ｍ處經(jīng)常紅窯。經(jīng)正確調(diào)整后，紅窯情況大大好轉(zhuǎn)。十六、一次風(fēng)大為何火焰反而短在實際操作中，一次風(fēng)大火焰短，與理論上講的一次風(fēng)大火焰長恰恰相反，這是為什么呢？因為一次風(fēng)大，吹力大，射程遠(yuǎn)，火焰應(yīng)長，是指的單一情況，不包括其他因素，而窯內(nèi)火焰長度不僅決定于一次風(fēng)大小，還有許多其他因素，例如：煤粉燃燒速度對火焰的影響就很大。當(dāng)一次風(fēng)大時，不僅射程遠(yuǎn)，燃燒速度也快，一次風(fēng)小時，不僅射程近，燃燒速度也慢。射程遠(yuǎn)近和燃燒速度快慢，皆與一次風(fēng)大小成正比，但一個使火焰伸長，另一個則使火焰縮短，共同作用在火焰上，方向相反，相互抵消后，火焰的變化則決定于哪個因素占主導(dǎo)地位。通常燃燒速度快慢對火焰作用的力量要大于射程遠(yuǎn)近對火焰作用的力量。因而在實際操作中出現(xiàn)一次風(fēng)大火焰短，一次風(fēng)小火焰長，是合乎邏輯的。這種現(xiàn)象是指一般情況而言。如風(fēng)大煤小，風(fēng)小煤大等特殊情況，則是另一回事。十七、回轉(zhuǎn)窯停燒后為什么火焰有時進(jìn)不去回轉(zhuǎn)窯停燒后，開始連續(xù)轉(zhuǎn)窯前，有時會發(fā)生火焰伸不進(jìn)去，被壓縮回來，從窯頭和冷卻