1、四通道回轉(zhuǎn)窯燃燒器一、回轉(zhuǎn)窯燃燒器的開展二、四通道燃燒器的理論依據(jù)三、開發(fā)及應用四、TC型窯頭型燃燒器頭部技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)組成五、窯頭燃燒器常見故障及處理方法一、回轉(zhuǎn)窯燃燒器的開展回轉(zhuǎn)窯燃燒器開展到今天，已有 4 代產(chǎn)品。1單通道燃燒器。單通道燃燒器一次風用量大，火焰調(diào)節(jié)范 圍窄，靈活性小，對不同煤質(zhì)適應性差。適用于長回轉(zhuǎn)窯，除濕法 窯外，也適用于干法窯生產(chǎn)。2 三通道燃燒器。 20 世紀 80 年代初，隨關(guān)回轉(zhuǎn)窯變短以及 預熱器和分解爐系統(tǒng)的開發(fā)，三通道燃燒器被開發(fā)出來，它節(jié)省了 一次空氣量，燃燒煤粉時能取得短、分散、強渦流形的火焰。3 第三代燃燒器。 20 世紀 90 年代末開發(fā)的第三代燃燒

2、器的 火焰的細長，但比擬集中。優(yōu)點是火焰溫度高，燃燒器出口處的速 度高，減少了一次空氣量。4四通道燃燒器。四通道燃燒器是最新的一代燃燒設備，專 門用于回轉(zhuǎn)窯。其設計可以使用權(quán)火焰的基部形成循環(huán)渦流，在冷 窯點火時產(chǎn)生理想的穩(wěn)定火焰。主要的特點是節(jié)能通過大幅度減 少一次空氣量和減少環(huán)境污染通過降低 NOx 排放量。、四通道燃燒器的理論依據(jù)四通道燃燒器是科研人員根據(jù)冷、熱態(tài)實驗基地的技術(shù)參數(shù)， 對國內(nèi)上百家水泥廠進行實地考察，以國內(nèi)外三通道煤粉燃燒器為 根底開發(fā)出來的。采用現(xiàn)代最新燃燒技術(shù) - 大速差和強旋流理論， 使火焰的內(nèi)部范圍的燃料聚集；通過降低一次空氣消耗量來降低火 焰根部范圍內(nèi)的氧含量并

3、降低溫度峰值；優(yōu)化燃燒器噴嘴系統(tǒng)，通 過調(diào)節(jié)噴嘴的幾何形狀來改變一次風量。1、一次空氣量與軸向噴射速度燃燒器的作用首先是保證火焰的長度?；鹧骈L度主要取決于煤 粉與燃燒空氣的混合速率，而混合速率主要由燃燒器單位推力即 一次空氣的動量和單位時間輸送空氣的流量所決定。 如果推力大， 火焰短，煤粉的潛熱就會在一個小的體積內(nèi)釋放，因而火焰溫度變 得很高；如果減小推力而使火焰長度延長，火焰溫度將會下降。 火焰是經(jīng)噴射氣流形成的，確定氣流噴射量的大小是動量 M 。 M=A XV 式中：M-動量，% m/s;A- 一次空氣體積百分數(shù)， %；V - 軸向風噴速， m/s 。對同一種煤來說，其完全燃燒所需的動量是

4、一定的。而對同一 型式的燃燒器來說，其動量有一定的范圍，因而一次空氣百分數(shù)用 量愈低，其軸向噴速愈高。不同型式燃燒器的動量范圍是不同的， 因而其噴速也不等，但各種燃燒器的噴速均符合上述規(guī)律。早期燃 燒器軸向噴速在 100m/s-150/s 左右，隨著一次風量的降低，目前 均設計在 200m/s 以上。軸向噴速增加，相應增加了火焰長度，降 低了峰值溫度，有利于窯皮和耐火磚的使用周期。窯內(nèi)燃料燃燒時，供燃燒用的空氣一是通過燃燒器向窯內(nèi)噴射 的低溫一次空氣，另一是從篦冷機來的高溫二次空氣。在燃燒過程 中，一次空氣量比例降低，那么二次空氣量比例就增高。經(jīng)估算當二 次風溫為900 C時，每降低1%的一次

5、風量，多用的二次空氣可使燃 料熱耗降 13.5kj/kg 。早期的三通道燃燒器一次空氣量在 12%-15% 以上。經(jīng)優(yōu)化， 四通道燃燒器一次空氣量已降到 7%以下，大大節(jié)省 了能量。2、旋流強度與燃料的揮發(fā)分含量 除了火焰長度外，燃燒器還應保持火焰具有適宜的氣體流場。回轉(zhuǎn) 窯內(nèi)的燃燒過程是受擴散控制的，在燃燒著火溫度較高的燃料時， 火焰的氣體流暢是非常重要的。確保燃料正常著火并穩(wěn)定燃燒的最 簡便的方法是使熱的燃燒產(chǎn)物重新回到燃燒器端部與較冷的一次風 及燃料混合。故要求設計上應設計上應充分考慮燃燒器出口局部的 流場， 可采用大速差及穩(wěn)燃腔的結(jié)構(gòu)。對于揮發(fā)分低的煤和無煙煤， 在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒時，著火

6、點高，溫度低且最大熱量區(qū)靠后。為使其 揮發(fā)分快速揮發(fā)燃燒，增加燃燒溫度并加快碳粒燃燒，提高火焰溫 度，縮短最大熱流距窯頭的位置，必須有較強的旋流強度。所以， 應增設可調(diào)旋流裝置，形成旋流風3、火焰形狀與窯皮的穩(wěn)定性回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中，火焰必須保持穩(wěn)定，防止出現(xiàn)陡峭的峰值 溫度，且較長的火才能形成穩(wěn)定的窯皮，從而保護燒成帶耐火磚的 使用周期?？刹扇∪缦麓胧?將旋流空氣從輸送煤粉及空氣的內(nèi)管移至管。旋流空氣在 煤粉管內(nèi)側(cè)會造成局部的旋流，從而造成陡消的峰值溫度，而在煤 粉管外側(cè)那么火焰在較長的距離內(nèi)形成旋流，其強度較為均衡，燃料 揮發(fā)分揮發(fā)也較均衡，相應峰值溫度也較均衡。 2加大軸流風速， 并在軸

7、流噴口前端設置攏焰罩。 風速增大， 那么火焰拉長；前端設置攏焰罩，可適當減少火焰橫向擴散程度，相 應火焰均衡。3調(diào)節(jié)旋流角度和旋流噴速以及軸流噴速，從而調(diào)節(jié)火焰形4在燃燒器設計時，中心空氣采用圓形噴口平行射流，最外層的軸向空氣采用環(huán)形射流或圓形噴口平行射流，這兩種射流均能 產(chǎn)生氣流回流，因而在火焰的中間形成一個內(nèi)回流，在火焰外部也 形成一個大的回流，這兩種回流有利于煤粉中揮發(fā)分均衡揮發(fā)，減 緩峰值陡峭溫度，穩(wěn)定了火焰。4 、NOx 排放氮化物的生成量隨溫度增高而增加，在燃燒過程中，氧含量愈 高，產(chǎn)生的 NOx 也愈高。 采取措施， 通過降低火焰的峰值溫度和促 使燃燒在局部復原氣氛內(nèi)進行，可實現(xiàn)

8、降低 NOx 排放。三、開發(fā)及應用1、技術(shù)方案確實定 綜上所述理論依據(jù)， 新型四通道燃燒器的技術(shù)方案應符合如下要求。 1所需一次風量低，且燃燒的火焰溫度高，峰值均衡； 2煤種適應性強，不同揮發(fā)分的燃煤均能穩(wěn)定燃燒； 3軸向風、煤風、環(huán)流風及中心風均可調(diào)節(jié)，使其動量在一可調(diào) 節(jié)的范圍內(nèi)； 4燃燒器使用壽命應顯著延長，尤其是煤風人口和頭部噴嘴處； 5內(nèi)外風出口截面調(diào)節(jié)靈活方便； 6內(nèi)外風閥門調(diào)節(jié)靈活方便，調(diào)節(jié)特性好；7 燃燒器頭部有一高溫煙氣回形成的負壓區(qū)， 可防止產(chǎn)生局部高 溫，沿窯長的溫度曲線變化平衡，因而可有效抑制“燃燒 NOx 和 “高溫 NOx 的產(chǎn)生，降幅達 20%-30% ，煙氣排放

9、達國家環(huán)保標 準。2、結(jié)構(gòu)特點燃燒器系統(tǒng)由燃燒器本體、煤粉輸送管、行走小車、點火油槍 系統(tǒng)組成；主體外風管、環(huán)流風管、煤風風管、中心風風管、支撐 管、中心套管以及各局部進風管組成。其中燃燒器的頭部結(jié)構(gòu)是該設備的關(guān)鍵部件，如圖1所示1燃燒器最內(nèi)層為中心風道，在它的頭部裝有火焰穩(wěn)定器，只有 少量的空氣通過?；鹧娣€(wěn)定器由耐熱鋼板組成。圓板中心均勻的分 布有小孔，允許中心風接觸圓板面上的火焰，此處風速為60m/s <2煤粉風道位于中心風道的外層，煤風夾帶著煤粉氣流以委小的 分散度將煤粉噴人，與一次風混合進行燃燒。在煤粉風道的外側(cè)火 焰在較長的距離內(nèi)形成旋流，其強度較為均衡，燃料揮發(fā)分揮發(fā)也 較均

10、衡，相應峰值溫度也較均衡。此處的風速為20-25m/x可調(diào)。3丨環(huán)流風風道的頭部裝有20o 25o 30o等不同角度的旋流裝置, 它使環(huán)流風在出口處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，同時向四周噴射，旋流器的旋轉(zhuǎn)方 向與轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)方向一致。通過改變出口截面，改變出口風速，從而 改變火焰形狀。環(huán)流通風道的頭部出口風速可控制在通過調(diào)節(jié)出口 截面，改變徑向空氣流量，而改為火焰形狀。4噴煤管的最外層為軸流風道，其頭部為帶槽形通道的出口，可 以單獨噴射空氣，通過改變出口截面改變出口風速，從而改變火焰 形狀。5 外部套管位于燃燒器的最外部，比其它頭部裝置長出 50mm ， 目的是為了在產(chǎn)生碗狀效應時發(fā)生氣體膨脹。在噴煤管的外風管上

11、設有防止噴煤管彎曲的筋板。6 各風道頭部錐體的角度是噴煤管設計的關(guān)鍵， 在一次風一定的 情況下，參數(shù)的大小直接影響燃燒器的動量范圍，與噴射速度有直 接關(guān)系。7 煤風入風管為上下分半式結(jié)構(gòu)， 中分面能過螺栓和定位銷連接， 在其內(nèi)部設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)設有滲炭化鎢耐磨層，其硬度為 HRC60-63 ，有較強的耐磨性。 另外分半式內(nèi)設有外耐磨套的被沖刷面亦設有滲炭化鎢耐磨層，這 種設計的特點是在更換時非常方便， 不需將噴煤管抽出，直接更換。 在噴煤管的煤粉化鎢耐磨層， 這種設計的特點是在更換時非常方便， 不需將噴煤管抽出，直接更換。在噴煤管的煤粉入口處設有檢查孔，

12、可隨時檢查其磨損情況。8 每個風管的相應位置設有絲杠調(diào)節(jié)裝置和相應的膨脹節(jié)。 通過 調(diào)節(jié)絲杠的伸縮，可調(diào)節(jié)相應的風管，其調(diào)節(jié)范圍為沿軸向± 50mm 。為了調(diào)整方便，特設置了調(diào)節(jié)手柄。9 油槍的頭部是一種霧化燃燒器， 噴嘴本體連接到兩個平行的供 油管，分別為進油和回油，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。nI lI ； I li ii】t丄9J.丄Ll.uU-丄丄丄JJ15913172125293337侔炸A 2 EB2臨射速度與錐體傾角的關(guān)系10工藝送煤風管與燃燒器之間可以用伸縮節(jié)裝置連接，兩端可伸 縮管的球形聯(lián)接裝置可保證水平、 垂直及軸向方

13、向調(diào)整燃燒器位置， 其調(diào)整角度為10。，距離為1500mm。11特別設計了行走小車，蝸輪絲杠調(diào)節(jié)機構(gòu)可使噴煤管出口端 面中心沿圓方向350mm范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，使其到達最正確的效果。 在噴煤管工作時，以熱態(tài)窯口為基點，噴煤管允許向前移動 1050mm，此時，設在軌道上的限位開關(guān)動作，小車停止向前移動； 再次起動時，小車僅允許向后移動，噴煤管亦允許退出窯口 200mm。在該位置設置了第2個開關(guān)，開關(guān)動作后小車停止移動， 再起動時，小車允許向前或向后移動。導軌的尾端設有檢修時噴煤 管移出回轉(zhuǎn)窯極限們置的限位開關(guān)。綜上所述，新型四通道燃燒器主要特點如下：1一次風比例低，僅為5%-7%，節(jié)能降耗顯著，與

14、傳統(tǒng)燃燒器 相比節(jié)煤10%以上。2噴頭局部采用耐高溫、抗高溫氧化的特殊耐熱鋼鑄件機加工制 成，提咼了頭部的抗咼溫變形能力。3丨易磨損部位，采用獨有的防磨技術(shù)處理，耐磨性能優(yōu)異，且易 于更換。4丨火焰形狀規(guī)整適宜，活潑有力溫度高，窯內(nèi)溫度分布合理。5熱力集中穩(wěn)定，卷吸二次風能力強，提高冷卻機熱效率。6火焰調(diào)節(jié)靈活，簡單方便，可調(diào)范圍大，可達 1: 10。7熱工制度合理，可提高臺時產(chǎn)量 5%-10%，水泥熟料早期強 度提高3-5MPa。8丨低NOx排放量，降幅達20%-30%。9使用壽命長，對煤質(zhì)適應性強，可燒劣質(zhì)煤、低揮發(fā)分煤、無 煙煤和煙煤。10丨適用范圍廣，可用于各種窯型的回轉(zhuǎn)窯。四、TC型

15、窯頭型燃燒器頭部技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)組TC型窯頭型燃燒器頭部技術(shù)參數(shù) 注：燃燒器支點前后調(diào)節(jié)比例： 3 ：1 一、窯頭燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成111Ip 啊由送煤羅茨風機，轉(zhuǎn)子秤計量系統(tǒng)，一次風機燃燒器以及送風、 送煤連接管道構(gòu)成。二、各主機性能及參數(shù)1、一次風機羅茨風機? 功率：變頻調(diào)速 110kw ，最高轉(zhuǎn)速 880rpm? 風量： 8600m3/h? 風壓：最大 25000Pa2、事故風機離心風機? 功率： 11kw? 風量： 2262m3/h? 風壓： 7276Pa3、柴油燃燒裝置燃料品種： 0 柴油? 工作流量：最大 1800 l/h ，系統(tǒng)流量 36 l/min 4、送煤風機羅茨風機? 流量： 8

16、0.5 m3/min? 轉(zhuǎn)速： 1450rpm? 風壓：最大 63kpa? 功率： 160kw5、轉(zhuǎn)子秤? 壓縮空氣用量： 20Nm3/h?壓縮空氣壓力：23bar ? 煤粉水份：小于 2.5%6、燃燒器? 燃料：煤粉 柴油? 燃煤量：最大 14200kg/h? 一次風供風壓力：2500Pa? 一次風比例：小于10 %? 總長度：14660mm，進窯約8m五、窯頭燃燒器常見故障及處理方法常見故障及處理方法一現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法考前須知熄火1、氣體噴出速 度大于火焰?zhèn)鞑?速度很多，煤粉 來不及燃燒就通 過了預燃區(qū)；2、油路不暢；3、煤粉質(zhì)量不 好。1、降低一次風機轉(zhuǎn) 速；2、調(diào)大油孔，增加 油量

17、，調(diào)整油槍節(jié)流 片，保證油罐油位；3、降低煤粉細度， 提高煤粉揮發(fā)份初 期盡量用煙煤1、點火時保 證窯內(nèi)通風 順暢，謹防爆 炸！2、先點燃火 把，再開油 泵！3、不能持續(xù) 有CO !常見故障及處理方法二現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法考前須知回火1、氣體噴出的速度 小于火焰?zhèn)鞑ニ俣?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、操作用風不當。1、增加一次風機轉(zhuǎn)速， 適量增加軸流風擋板， 適量增加窯內(nèi)風速，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 原那么，風煤配合要根據(jù) 情況及時調(diào)整。1、在現(xiàn)場看火 或巡檢

18、時注意正 壓傷人！2、不能止面對 著看火孔和清料 孔！常見故障及處理方法三現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法考前須知火 焰 短 而 粗1、徑向風大，軸流 風?。?、軸向風通道堵 塞;3、煤質(zhì)由差變好；4、系統(tǒng)用風不當；5、油槍未撥；6、二次風溫過高。1、調(diào)整好內(nèi)、外流風 比例，通常為50 : 50， 標尺在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；4、窯、爐用風比例不 對，可加強窯內(nèi)通風；5、投料后及時拔出油 槍；6、降低一段篦冷機料 層厚度，增加一段風機 擋板開度，降低二次風 溫。1、注意胴體溫度 不大于380 °C；2、謹防燒窯襯；3、注意托輪溫度 變化，及時調(diào)整 工藝工況