四通道回转窑燃烧器简介.doc

四通道回转窑燃烧器一、回转窑燃烧器的发展二、四通道燃烧器的理论根据三、开发及应用四、TC型窑头型燃烧器头部技术参数及构造构成五、窑头燃烧器常用故障及解决措施一、回转窑燃烧器的发展 回转窑燃烧器发展到今天，已有4代产品　　（1）单通道燃烧器单通道燃烧器一次风用量大，火焰调节范畴窄，灵活性小，对不同煤质适应性差合用于长回转窑，除湿法窑外，也合用于干法窑生产　　（2）三通道燃烧器20世纪80年代初，随关回转窑变短以及预热器和分解炉系统的开发，三通道燃烧器被开发出来，它节省了一次空气量，燃烧煤粉时能获得短、分散、强涡流形的火焰　　（3）第三代燃烧器20世纪90年代末开发的第三代燃烧器的火焰的细长，但比较集中长处是火焰温度高，燃烧器出口处的速度高，减少了一次空气量　　（4）四通道燃烧器四通道燃烧器是最新的一代燃烧设备，专门用于回转窑其设计可以使用权火焰的基部形成循环涡流，在冷窑点火时产生抱负的稳定火焰重要的特点是节能（通过大幅度减少一次空气量）和减少环境污染（通过减少NOx排放量二、四通道燃烧器的理论根据　　四通道燃烧器是科研人员根据冷、热态实验基地的技术参数，对国内上百家水泥厂进行实地考察，以国内外三通道煤粉燃烧器为基本开发出来的。

采用现代最新燃烧技术--大速差和强旋流理论，使火焰的内部范畴的燃料汇集；通过减少一次空气消耗量来减少火焰根部范畴内的氧含量并减少温度峰值；优化燃烧器喷嘴系统，通过调节喷嘴的几何形状来变化一次风量1、一次空气量与轴向喷射速度　　燃烧器的作用一方面是保证火焰的长度火焰长度重要取决于煤粉与燃烧空气的混合速率，而混合速率重要由燃烧器单位推力（即一次空气的动量和单位时间输送空气的流量）所决定如果推力大，火焰短，煤粉的潜热就会在一种小的体积内释放，因而火焰温度变得很高；如果减小推力而使火焰长度延长，火焰温度将会下降火焰是经喷射气流形成的，拟定气流喷射量的大小是动量（M）M=A×V式中：M--动量，%·m/s;A--一次空气体积百分数，%；V --轴向风喷速，m/s　　对同一种煤来说，其完全燃烧所需的动量是一定的而对同一型式的燃烧器来说，其动量有一定的范畴，因而一次空气百分数用量愈低，其轴向喷速愈高不同型式燃烧器的动量范畴是不同的，因而其喷速也不等，但多种燃烧器的喷速均符合上述规律初期燃烧器轴向喷速在100m/s-150/s左右，随着一次风量的减少，目前均设计在200m/s以上轴向喷速增长，相应增长了火焰长度，减少了峰值温度，有助于窑皮和耐火砖的使用周期。

　　窑内燃料燃烧时，供燃烧用的空气一是通过燃烧器向窑内喷射的低温一次空气，另一是从篦冷机来的高温二次空气在燃烧过程中，一次空气量比例减少，则二次空气量比例就增高经估算当二次风温为900℃时，每减少1%的一次风量，多用的二次空气可使燃料热耗降13.5kj/kg初期的三通道燃烧器一次空气量在12%-15%以上经优化，四通道燃烧器一次空气量已降到7%如下，大大节省了能量2、旋流强度与燃料的挥发分含量除了火焰长度外，燃烧器还应保持火焰具有合适的气体流场回转窑内的燃烧过程是受扩散控制的，在燃烧着火温度较高的燃料时，火焰的气体流畅是非常重要的保证燃料正常着火并稳定燃烧的最简便的措施是使热的燃烧产物重新回到燃烧器端部与较冷的一次风及燃料混合故规定设计上应设计上应充足考虑燃烧器出口部分的流场，可采用大速差及稳燃腔的构造对于挥发分低的煤和无烟煤，在回转窑内燃烧时，着火点高，温度低且最大热量区靠后为使其挥发分迅速挥发燃烧，增长燃烧温度并加快碳粒燃烧，提高火焰温度，缩短最大热流距窑头的位置，必须有较强的旋流强度因此，应增设可调旋流装置，形成旋流风3、火焰形状与窑皮的稳定性　　回转窑生产过程中，火焰必须保持稳定，避免浮现陡峭的峰值温度，且较长的火才干形成稳定的窑皮，从而保护烧成带耐火砖的使用周期。

可采用如下措施：　　（1)将旋流空气从输送煤粉及空气的内管移至管旋流空气在煤粉管内侧会导致局部的旋流，从而导致陡消的峰值温度，而在煤粉管外侧则火焰在较长的距离内形成旋流，其强度较为均衡，燃料挥发分挥发也较均衡，相应峰值温度也较均衡　　（2）加大轴流风速，并在轴流喷口前端设立拢焰罩风速增大，则火焰拉长；前端设立拢焰罩，可合适减少火焰横向扩散限度，相应火焰均衡　　（3）调节旋流角度和旋流喷速以及轴流喷速，从而调节火焰形状　　（4）在燃烧器设计时，中心空气采用圆形喷口平行射流，最外层的轴向空气采用环形射流或圆形喷口平行射流，这两种射流均能产气愤流回流，因而在火焰的中间形成一种内回流，在火焰外部也形成一种大的回流，这两种回流有助于煤粉中挥发分均衡挥发，减缓峰值陡峭温度，稳定了火焰4、NOx排放　　氮化物的生成量随温度增高而增长，在燃烧过程中，氧含量愈高，产生的NOx也愈高采用措施，通过减少火焰的峰值温度和促使燃烧在局部还原氛围内进行，可实现减少NOx排放三、开发及应用1、技术方案的拟定综上所述理论根据，新型四通道燃烧器的技术方案应符合如下规定1）所需一次风量低，且燃烧的火焰温度高，峰值均衡；（2）煤种适应性强，不同挥发分的燃煤均能稳定燃烧；（3）轴向风、煤风、环流风及中心风均可调节，使其动量在一可调节的范畴内；（4）燃烧器使用寿命应明显延长，特别是煤风人口和头部喷嘴处；（5）内外风出口截面调节灵活以便；（6）内外风阀门调节灵活以便，调节特性好；（7）燃烧器头部有一高温烟气回形成的负压区，可避免产生局部高温，沿窑长的温度曲线变化平衡，因而可有效克制“燃烧NOx”和“高温NOx”的产生，降幅达20%-30%，烟气排放达国家环保原则。

2、构造特点　　燃烧器系统由燃烧器本体、煤粉输送管、行走小车、点火油枪系统构成；主体外风管、环流风管、煤风风管、中心风风管、支撑管、中心套管以及各部分进风管构成其中燃烧器的头部构造是该设备的核心部件，如图1所示1）燃烧器最内层为中心风道，在它的头部装有火焰稳定器，只有少量的空气通过火焰稳定器由耐热钢板构成圆板中心均匀的分布有小孔，容许中心风接触圆板面上的火焰，此处风速为60m/s2）煤粉风道位于中心风道的外层，煤风夹带着煤粉气流以委小的分散度将煤粉喷人，与一次风混合进行燃烧在煤粉风道的外侧火焰在较长的距离内形成旋流，其强度较为均衡，燃料挥发分挥发也较均衡，相应峰值温度也较均衡此处的风速为20-25m/x可调3）环流风风道的头部装有20o 25o 30o等不同角度的旋流装置，它使环流风在出口处产生旋转，同步向四周喷射，旋流器的旋转方向与转窑的转方向一致通过变化出口截面，变化出口风速，从而变化火焰形状环流通风道的头部出口风速可控制在通过调节出口截面，变化径向空气流量，而改为火焰形状4）喷煤管的最外层为轴流风道，其头部为带槽形通道的出口，可以单独喷射空气，通过变化出口截面变化出口风速，从而变化火焰形状。

5）外部套管位于燃烧器的最外部，比其他头部装置长出50mm，目的是为了在产生碗状效应时发气愤体膨胀在喷煤管的外风管上设有避免喷煤管弯曲的筋板6）各风道头部锥体的角度是喷煤管设计的核心，在一次风一定的状况下，参数的大小直接影响燃烧器的动量范畴，与喷射速度有直接关系7）煤风入风管为上下分半式构造，中分面能过螺栓和定位销连接，在其内部设有分半式可更换耐磨套，在煤粉管入口处的磨损三角区内设有渗炭化钨耐磨层，其硬度为HRC60-63，有较强的耐磨性此外分半式内设有外耐磨套的被冲刷面亦设有渗炭化钨耐磨层，这种设计的特点是在更换时非常以便，不需将喷煤管抽出，直接更换在喷煤管的煤粉化钨耐磨层，这种设计的特点是在更换时非常以便，不需将喷煤管抽出，直接更换在喷煤管的煤粉入口处设有检查孔，可随时检查其磨损状况8）每个风管的相应位置设有丝杠调节装置和相应的膨胀节通过调节丝杠的伸缩，可调节相应的风管，其调节范畴为沿轴向±50mm为了调节以便，特设立了调节手柄9）油枪的头部是一种雾化燃烧器，喷嘴本体连接到两个平行的供油管，分别为进油和回油，通过调节回油管路上的回油节流装置来控制喷嘴处的压力，从而调节其雾化效果10） 工艺送煤风管与燃烧器之间可以用伸缩节装置连接，两端可伸缩管的球形联接装置可保证水平、垂直及轴向方向调节燃烧器位置，其调节角度为10o，距离为1500mm。

11）特别设计了行走小车，蜗轮丝杠调节机构可使喷煤管出口端面中心沿圆方向350mm范畴内自由调节，使其达到最佳的效果在喷煤管工作时，以热态窑口为基点，喷煤管容许向前移动1050mm，此时，设在轨道上的限位开关动作，小车停止向前移动；再次起动时，小车仅容许向后移动，喷煤管亦容许退出窑口200mm在该位置设立了第2个开关，开关动作后小车停止移动，再起动时，小车容许向前或向后移动导轨的尾端设有检修时喷煤管移出回转窑极限们置的限位开关　　 综上所述，新型四通道燃烧器重要特点如下：（1）一次风比例低，仅为5%-7%，节能降耗明显，与老式燃烧器相比节煤10%以上2）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3）易磨损部位，采用独有的防磨技术解决，耐磨性能优秀，且易于更换4）火焰形状规整合适，活泼有力温度高，窑内温度分布合理5）热力集中稳定，卷吸二次风能力强，提高冷却机热效率6）火焰调节灵活，简朴以便，可调范畴大，可达1：107）热工制度合理，可提高台时产量5%-10%，水泥熟料初期强度提高3-5MPa8）低NOx排放量，降幅达20%-30%9）使用寿命长，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、 无烟煤和烟煤。

10）合用范畴广，可用于多种窑型的回转窑　四、TC型窑头型燃烧器头部技术参数及构造组TC型窑头型燃烧器头部技术参数中心风风速40～60m/s，多孔盘圆孔直径Ф6mm，48个圆孔旋流器角度60°内风道间隙7.5mm,风速80～180m/s，截面积9361.3mm2油枪通道直径Ф86mm外风道间隙9mm,风速100～400m/s,截面积13536mm2煤风道间隙47mm,风速20～30m/s面积中心套管伸出40mm外部套管伸出62mm注：燃烧器支点前后调节比例：3：1一、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）v 功率：变频调速110kw，最高转速880rpmv 风量：8600m3/hv 风压：最大25000Pa2、事故风机（离心风机）v 功率：11kwv 风量：2262m3/hv 风压：7276Pa3、柴油燃烧装置燃料品种：0＃柴油v 工作流量：最大1800 l/h，系统流量36 l/minv 工作压力：最大4MPa，最高：5.5MPa4、送煤风机（罗茨风机）v 流量：80.5 m3/minv 转速：1450rpmv 风压：最大63kpav 功率：160kw5、转子秤v 功率：变频电机5.5kwv 压缩空气用量：20Nm3/hv 压缩空气压力：2～3barv 喂煤量：最大16.47t/hv 煤粉水份：不不小于2.5%6、燃烧器v 燃料：煤粉 柴油v 燃煤量：最大14200kg/hv 一次风供风压力：2500Pav 一次风比例：不不小于10％v 总长度：14660mm，进窑约8m。