HP 强涡流型多通道燃烧器的开发与应用.doc

HP 强涡流型多通道燃烧器的开发与应用2009-5-13作者: 丁奇生 李松，合肥水泥研究设计院,安徽合肥2300511 概述 众所周知，在回转窑煅烧水泥熟料的过程中，窑用煤粉燃烧器将煤粉和空气的混合物喷入回转窑内，煤粉在高温下点着并燃烧，为熟料的煅烧提供热能，因此，燃烧器的性能及操作好坏关系到熟料产量、质量、热耗以及环境保护、回转窑耐火砖的使用寿命等问题。 早期窑用煤粉燃烧器均采用单风道结构，一次风量约占燃烧总风量的2030，一次风速40 70m/s，其功能主要在于输送煤粉，对煤、风的混合以及二次风的抽吸作用甚小，火焰也不便调节，常伴有不完全燃烧、热损失大等弊病，不适应水泥工业烧劣质煤的趋势。研制开发HP强涡流型多通道燃烧器就是为了对以上单风道燃烧器的弊病进行改进，达到以下目的： (1)减少一次风的用量，增由对高温二次风的利用，提高系统热效率。 (2)增强煤粉与燃烧空气的混合，提高煤粉燃烧速率。 (3)增强燃烧器于推力，加强对二次风的吸卷，提高火焰温度。 (4)有利于低挥发分、低活性燃料的利用。 (5)提高窑系统生产效率，实现优质、高产、低耗和减少NOx生成量。(6)增加对各通道风量、风速的调节手段，使火焰形状和温度场便于灵活调控。2 HP强涡流型多通道燃烧器的结构和性能特点 在同转窑中，煤粉与燃烧空气的混合主要取决于煤粉和二次空气的混合。一次风射流的出口动量和旋流强度越强，吸卷二次风的能力就越强，而一次风的强度与风量、风速及各通道的配合比例相关。因此，当风量一定时,各通道的风速及调节好内、外风量的配比是保征煤粉与助燃空气的混合达到理想燃烧效果的关键。 HP强涡流型多通道燃烧器具有以下结构和性能特点： (1)该燃烧器头部无活动部件，外流风管端部不是环缝结构，而是设计成一组可更换的各自分开、排成一环的喷嘴口，解决了老式燃烧器的变形和火焰跑偏问题。这种内散型外风喷嘴可保征任何情况下火焰形状的对称，其喷嘴在局部高温环境中不易变形，不会发生偏火刷窑皮现象。 改进后的外风喷嘴结构可以达到比外风环状结构燃烧器更高的喷射速度，以吸入更多的高温二次风，并能以较少的一次风量获得足够的燃烧动力，这对采用劣质煤、无烟煤作为叫转窑燃料的水泥厂极为有利。 (2)该燃烧器的中心设置了火焰稳定装置，内层净风管出口处装有可更换的角度不同的旋流器，煤粉入口处设有金属及非金属双层耐磨保护，消除了煤粉在入口处的磨损。燃烧器高速的外流风与旋转的内流风配合，使得煤粉与空气能快速达到最佳混合状态：外风喷嘴与内风风翅更换方便。由于采用了大速差原理，因此高温烟气回流效应强，使得煤粉能够迅速点燃并充分燃烧，保证了回转窑热工制度的稳定和熟料的成球，有利于提高熟料的产、质量。 该燃烧器不但可适用于低挥发分煤、高灰分低热值煤、不同燃料(煤、油、气)的混烧，而且煤粉燃烧通过量可在1:10的范围内正常操作，可调范围较宽。 (3)该燃烧器的正常使用，不但可使窑皮温度均匀稳定，耐火砖寿命延长，而且可使窑产量提高510。由于燃烧器的喷射效应，仅以48的净风就可获得足够的燃烧推力，因此一次风量减少，加之煤粉燃烧充分，系统热耗降低(最高可降l50kJ/kg)。另外，由于避免了熟料过烧，水泥磨电耗也可相应降低，起到了节能降耗的作用。 综上所迷，HP强涡流型善通道燃烧器采用了热回流技术和浓缩燃烧技术，它具有以下特点：火焰稳定，燃烧效率高；火焰形状调节灵活方便，不冲刷窑皮；组合各种角度的内风旋流器及不同口径的外风喷嘴，使HP型燃烧器对煤种适应性强，可烧烟煤、灰分3540的劣质煤、水分大的褐煤、低挥发分煤及无烟煤；一次风量低(8)；结构新颖，坚同耐用，不易磨损和变形，使用寿命长；可减少N0x排放2030。该燃烧器配有点火助燃系统，喷油采和低压回流式油枪。3 HP强涡流型多通道燃烧器应用情况HP强涡流型多通道燃烧器已在全国20多个省(区)的100多台不同类型回转窑上应用，分别使用烟煤、褐煤、劣质煤及无烟煤，为推动我国水泥工业的技术进步做出了重要贡献。以下为HP强涡流型多通道燃烧器应用的典型例子：3.1 应用于燃烧低挥发分煤的生产线 在内蒙古赤峰市元宝山水泥厂 3m 45m新型干法窑上使用的HP强涡流型多通道燃烧器，可烧水分15的褐煤，挥发分15的低挥发分煤。3.2 应用于燃烧劣质煤的生产线 在湖南印山集团印山台水泥有限公司 3.2m 52m新型干法窑上使用的HP强涡流型多通道燃烧器，使用挥发分l5l8、灰分4045、热值仅17000kJ/kg的劣质煤。3.3 应用于既能烧烟煤也能烧无烟煤的生产线 在浙江江山虎球水泥有限公司1000t/d新型干法窑使用的HP强涡流型四通道燃烧器，业主要求该既能烧无烟煤，也能烧烟煤。 应用于上述3条对煤质要求迥然不同生产线的HP强涡流型多通道燃烧器，均取得了良好的使用效果，熟料的产量，质量较好，对回转窑耐火砖的保护基本到位，一次风量低，用煤量合理，燃烧器结构坚固，维修量小，经济效益十分显著。4 结束语 HP强涡流型多通道燃烧器采和热回流技术和浓缩燃烧技术，火焰稳定，燃烧效率高；火焰形状调节灵活方便，不冲刷窑皮；对煤种适应性强，可烧烟煤、灰分3540的劣质煤、水分大的褐煤、低挥发分煤及无烟煤；一次风量低(8)；结构新颖，坚固耐用，使用寿命长；可减少NOx排放2030。HP强涡流型多通道燃烧器