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多通道回轉(zhuǎn)窯燃燒器結(jié)構(gòu)、原理及操作維護(hù)介紹

添加時(shí)間：2025/6/13 17:39:48 瀏覽次數(shù)：51
  • 燃燒器的發(fā)展概況：20世紀(jì)70年代以前，回轉(zhuǎn)窯廣泛使用單風(fēng)道煤粉燃燒器，即燃燒管。它的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，是一根很長(zhǎng)的前端有一段較小直徑通常被稱(chēng)為噴嘴的圓管。由于回轉(zhuǎn)窯煅燒熟料對(duì)火焰有較嚴(yán)格的要求，人們?cè)谑褂眠@種單風(fēng)道燃燒器時(shí)早已力不從心，由于存在許多缺點(diǎn)，所以出現(xiàn)了不斷改進(jìn)的多種單風(fēng)道燃燒器。盡管有些改進(jìn)取得了一定的效果，但煤粉與一次風(fēng)仍在噴煤管內(nèi)混合，因此沒(méi)有重大的技術(shù)突破。

單風(fēng)道燃燒器主要存在以下缺點(diǎn)：

  1. 一次風(fēng)量大，占總風(fēng)量的20%~40%；
  2. 燒成溫度不易提高；
  3. 容易結(jié)圈、結(jié)皮、結(jié)塊、結(jié)蛋等工藝事故；
  4. 火焰形狀不易控制
  5. 煤粉品質(zhì)要求高；
  6. NOx有害氣體成分多。

為解決上述缺點(diǎn)，20世紀(jì)70年代國(guó)際上出現(xiàn)了雙風(fēng)道燃燒器，比單風(fēng)道燃燒器的性能有了較大的改善，這就啟迪了人們研究更先進(jìn)的燃燒器，主要途徑是增加風(fēng)道。于是80年代相繼出現(xiàn)了三、四、五風(fēng)道燃燒器。

三風(fēng)道是對(duì)單風(fēng)道的一次根本變革，所謂三風(fēng)道是指中間煤粉通道，內(nèi)部的旋流風(fēng)道和外部的軸流風(fēng)道，即煤風(fēng)與凈風(fēng)從不同的通道噴出，旨在使風(fēng)、煤充分混合。

三風(fēng)道工作原理：輸送空氣吹送煤粉從煤風(fēng)道中噴出，輸送過(guò)程中實(shí)現(xiàn)風(fēng)、煤的預(yù)混合，這與單風(fēng)道是相似的。當(dāng)煤粉從煤風(fēng)道噴出時(shí)，首先遇到是來(lái)自?xún)?nèi)風(fēng)道的徑向旋流風(fēng)的擾動(dòng)并打散，使軸向流動(dòng)的煤粉顆粒改變流動(dòng)方向與速度實(shí)現(xiàn)第一次風(fēng)煤混合。其后，遇到了軸向高速流動(dòng)的外凈風(fēng)，又一次改變了噴射方向與速度的改變，實(shí)現(xiàn)了第二次風(fēng)煤的混合，同時(shí)，外凈風(fēng)對(duì)火焰起到了包裹和收攏的作用。

由于外、內(nèi)凈風(fēng)在出口處相對(duì)二次風(fēng)具有相當(dāng)高的風(fēng)速，因而影響周?chē)鷧^(qū)域，使火焰中心形成一個(gè)低壓區(qū)，從而使混合后的煤風(fēng)再次與較高溫度的二次風(fēng)形成第三次混合。 三次混合擾動(dòng)，借助于空氣流動(dòng)的速度差、方向差、壓力差，不但使風(fēng)煤混合得更加均勻，而且二次風(fēng)的回流及時(shí)的補(bǔ)充煤粉燃燒所需要的新鮮空氣，以使得煤粉完全燃燒。

至于火焰形狀通過(guò)調(diào)節(jié)外風(fēng)量和內(nèi)風(fēng)量的比例及改變風(fēng)速可以達(dá)到調(diào)節(jié)自如的目的。

下面主要介紹鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)的四風(fēng)道燃燒器，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

  1. 采用火焰穩(wěn)定器，使火焰根部能保證穩(wěn)定的渦流循環(huán)，降低內(nèi)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)，從而使一次風(fēng)量可降低一半，約5%~8%；
  2. 采用攏焰罩，可避免氣流的迅速擴(kuò)張，產(chǎn)生碗狀效應(yīng)，使火焰更加合理，避免窯頭高溫，延長(zhǎng)窯口護(hù)板壽命，煤粉燃燼率達(dá)98.12%；
  3. 外凈風(fēng)由環(huán)形間隙改為間斷的小孔噴射，二次風(fēng)能從相隔小孔的間隙中進(jìn)入火焰根部，提高CO2含量，從而降低純氧含量，避免生成更多的NOx氣體；
  4. 旋流葉片安裝在風(fēng)道前端，以延緩煤粉與一次凈風(fēng)的混合。

另外，四風(fēng)道與三風(fēng)道有一個(gè)重要的區(qū)別，就是多加了一股中心風(fēng)，中心風(fēng)的風(fēng)量不要很大，一般占一次風(fēng)量的1.9%即可。作用主要是為了抵消射流中心負(fù)壓區(qū)的回流，防止煤粉回流堵塞噴燃管頭部的噴孔，避免回流燒壞噴燃管頭部，以延長(zhǎng)壽命，其次是從中心供一部分氧使煤粉更容易燃燒，降低NOx（火焰中心區(qū)燃燒集中，中心風(fēng)是冷風(fēng)，使煤風(fēng)能在低氧濃度下燃燒完全，溫度又不過(guò)高，所以可以減少NOx生成量。）

  • 水泥回轉(zhuǎn)窯對(duì)火焰的要求： 獲得適宜的火焰對(duì)窯內(nèi)溫度的合理分布，熟料產(chǎn)量的提高和結(jié)粒狀況，窯皮厚度與長(zhǎng)度的恰當(dāng)與否，窯襯壽命的長(zhǎng)短，燃料消耗的減少，筒體溫度的降低。 所謂適宜的火焰是指火焰形狀、溫度、強(qiáng)度與回轉(zhuǎn)窯煅燒熟料相適應(yīng)，保證在整個(gè)火焰長(zhǎng)度上都能進(jìn)行高效率的熱交換，同時(shí)又不能在短的區(qū)段上使窯皮局部過(guò)熱，出現(xiàn)峰值溫度。 應(yīng)具備以下條件：
  1. 煤風(fēng)混合均勻充分，降低一次風(fēng)量，提高對(duì)二次風(fēng)卷吸能力，充分利用高溫的二次風(fēng)；
  2. 燃燒效率和燃燼率高，避免后燃，將熱量釋放在燒成帶；
  3. 火焰形狀良好、穩(wěn)定，使窯溫分布合理，避免峰值溫度出現(xiàn)，不產(chǎn)生脈沖現(xiàn)象；
  4. 調(diào)節(jié)靈活方便，可隨心所欲形成不同的火焰；
  5. 安全可靠，使用壽命長(zhǎng)；
  6. 對(duì)燃料適應(yīng)性強(qiáng)；
  7. 點(diǎn)火容易，升溫快；
  8. 不需過(guò)多過(guò)剩空氣，以減少燃料生成氣體量，降低廢氣排放量；
  9. 低NOx排放；
  10. 與窯規(guī)格，喂煤系統(tǒng)，鼓風(fēng)系統(tǒng)及窯空氣動(dòng)力學(xué)相配。

火焰形狀：

  1. 長(zhǎng)度：燒成帶火焰長(zhǎng)度，必須保證物料有足夠的停留時(shí)間，才能燒出高質(zhì)量的熟料，這一段是火焰高溫部分，約占整個(gè)火焰長(zhǎng)度的50%~60%，它所形成的窯皮比較牢固，所以堅(jiān)固窯皮或生窯皮，火焰兩頭部分窯皮較松散，時(shí)長(zhǎng)時(shí)消，成為松散窯皮，后部的也稱(chēng)為副窯皮。
  2. 火焰的粗細(xì)：應(yīng)與窯端面積大小相適應(yīng)，一般而言，火焰均勻地充滿(mǎn)整個(gè)窯端面，外廓與窯皮保持100~200mm空隙，即近料而不觸料，近窯皮而不觸窯皮，只有這樣才能即有利于熟料煅燒，又不致于燒損窯皮與耐火磚；
  3. 火焰規(guī)整性：在任一斷面上均呈圓形，通過(guò)中心線(xiàn)端面呈柳葉形，最好是棒槌形；
  4. 火焰根部（黑火頭）：火焰開(kāi)始著火部分離燃燒器噴出口距離。
  • 多風(fēng)道燃燒器的操作：
  • 1、噴煤管中心在窯口截面的坐標(biāo)位置：實(shí)踐表明，噴煤管中心稍偏于物料較好，若火焰過(guò)逼近物料表面，一部分未燃燒的煤粉就會(huì)被裹進(jìn)物料層內(nèi)，因缺氧而得不到充分的燃燒，增加熱耗；若火焰離物料太遠(yuǎn)而偏向窯襯，這樣不僅使耐火磚壽命降低，而且還會(huì)使窯筒體表面高溫。
  • 2.噴煤管端部伸到窯中的距離：雖然，任一種回轉(zhuǎn)窯燃燒器都設(shè)有能夠隨意調(diào)節(jié)噴煤管伸縮距離的機(jī)構(gòu)，但在熱工制度穩(wěn)定的條件下，噴燃管伸入窯口有一最佳值，這個(gè)距離與燃燒器種類(lèi)、煤粉性質(zhì)、物料性質(zhì)、冷卻機(jī)形式都有關(guān)。總的來(lái)說(shuō)，越伸入窯內(nèi)，高溫點(diǎn)越后移，冷卻帶增加，等于縮短了窯長(zhǎng)，尾溫隨之升高。反之，火焰前移，冷卻帶縮短，甚至沒(méi)有冷卻帶，這時(shí)出窯熟料溫度很高，使窯頭罩和護(hù)鐵溫度升高。
  • 3.燃燒器中心線(xiàn)與窯內(nèi)襯交點(diǎn)：由于燃燒器噴燃管中心線(xiàn)一般都是水平的，而回轉(zhuǎn)窯筒體則是傾斜的，所以在理論上，燃燒器噴燃管中心線(xiàn)與窯襯有一交點(diǎn)。
  • 常見(jiàn)故障及處理：
  1. 噴煤管變形；
  2. 耐火澆注料損壞；
  3. 外風(fēng)噴出口環(huán)形間隙變形；
  4. 煤風(fēng)吹入處套管磨穿；
  5. 噴出口堵塞；
  6. 內(nèi)外風(fēng)閥門(mén)不靈；
  7. 噴出口表面磨損；
  8. 內(nèi)風(fēng)管前端內(nèi)支架磨損嚴(yán)重；
  9. 煤風(fēng)道異物堵塞。