固体燃料煤的燃烧设备PPT课件

1、o 【学习目标】 o1、了解煤燃烧技术的主要内容； o2、了解燃烧器的发展过程； o3、掌握回转窑对煤粉燃烧器的要求及设计基本原则 o4、熟悉各型窑用燃烧器的结构与性能。 一、概述 工业上固体煤的燃烧方法 层状燃烧法：直接燃烧未经加工的块煤 煤粉燃烧法：将煤粉用喷然法燃烧 沸腾燃烧法：将地质、劣质的碎煤进行流态化燃烧 燃烧效率很 高 高效，次于煤粉燃 烧 燃烧效率低，自控能力低，污染大， 水泥工业鲜有应用 因此，只介绍前两种，重点是喷煤法 二、煤粉燃烧技术 3.三种风 组织煤粉燃烧的装置？ 三.煤粉燃烧器 煤粉燃烧器，水泥行业又称喷煤管、煤粉烧嘴、煤粉喷嘴，分为窑用和炉用两种 四、回转窑用喷煤

2、管 首先是用具有一定动量的空气（一次风）携带一定量的煤粉喷入窑内实现着火燃烧。 其次在大量来自冷却机的预热空气（二次风）助燃下，煤粉实现完全燃烧。形成具有一定长度、形 状和“刚度”的稳定火焰。 从煤粉喷入窑内后到实现着火燃烧为止，所经历的一段轨迹被称为：黑火头。 有个明亮的火 焰，属于有焰 燃烧 辉焰燃烧，特 殊的无焰燃烧 不难理解，所用煤的挥发分越多、灰分越少，煤粉就越易燃烧，黑头也就越短 燃烧器的端部一定要有高温保护措施，窑防止因局部高温会是熟料温度过高、熟料发粘 而在燃烧器前方堆积的问题 传统窑用单通道喷煤管 现代窑用多通道喷煤管 现代窑用三通道喷煤管 现代窑用双通道喷煤管 现代窑用四通

3、道喷煤管 新式窑用燃烧器 可燃废弃物喷射枪 固体燃料脉冲烧嘴 固、气、液燃料掍混烧嘴 单通道燃烧器。只有一个风煤通道，为提高风速，保证刚度，通常增加倾斜16度拔哨，平行管和凤翅 1.火焰形状固定，纵向位置调整只能通过移动喷煤管完成 2.一次风量占总风量的2030，风速仅有4070m/s，个别可达到90m/s ， 火焰调节范围窄，灵活性小，对不同煤质适应性差 3。风、煤混合不均匀导致燃烧效率不高，且火焰刚度不足 4.调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，无减少CO和NOx的措施 2：三通道燃烧器 原理：利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧过程，其特点是 将喷出的空气分为多股（即内风、外风和煤

4、风），利用他们不同的风速和 方向，从而形成多个通道。 内风通道的出口端装有旋流叶片，所以又称为内旋流风。 外风通道为直流的环状通道以保持直流风与高风速从而保证火焰有一定的 长度、形状、刚度。外风又称作外轴流风 中间通道为输送煤粉的通道，称为煤风 此外三通道喷煤管还设有一个调节器和一个燃油点火点 三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外 风速和风量的比例（旋转调节器手柄），可以灵活调节火焰形状和燃烧强 度，以满足窑内煅烧熟料温度分布的要求。 （一）：三通道煤粉燃烧器法国皮拉德公司 这种喷煤管的内、外两个通道为净风道，分别为：内风通道和 外风通道 内风通道出口端装有旋转叶片

5、，内净风：内旋流风（有助于风、 煤混合）。外净风通道为直流的环状通道以保持直流风与高风速， 保证火焰具有一定的长度、形状和“刚度”。 内、外风之间的通道为输送煤粉的通道：煤风通道 各通道出口处一般设有“钝体”，“钝体”起到了火焰稳定器 的作用，具体来说，就是钝体能加强高温烟气的回流，保持煤粉着 火燃烧所需的高温。 此外，三通道喷煤管还设有一个调节器和一个燃油点火器。 此窑用三通道喷煤管一次风比例为12%14%，一次风的风速 为120m/s PYRO-Jet喷嘴不像一般三通道喷嘴那样从环形缝隙喷出， 而是沿喷嘴外圆排成环状的818个独立喷 嘴喷出，提高了喷射速度或者在保持一定喷出速度的情况下减少

6、外净风量，从而减少不能预热的一次风量 该喷煤管各风道之间还采取了较大的风速差。 一次风的比例为6%8%。 该喷煤管也适合于低活性、低质燃料，包括挥发份含量较低的贫 煤、无烟煤、焦炭、质量较差的褐煤以及石油焦等。 采用该喷煤管的回转窑内其烧成带窑皮均齐，窑龄延长，操作稳 定，熟料的质量和产量都有提高。另外，较低的一次风量是火焰高 温区含氧量降低其高速直流风能迅速均匀的分散煤粉与热气流，这 即可缩小喷煤管出口附近的超高温区域，又能缩短煤粉和热气流在 火焰高温区的停留时间，从而降低NOx生成量。 Rwirlax是将swirlax轴流风与煤风间的一段环形分隔壁去掉形成一个混合室 1）工作原理 如图1所

7、示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风 传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴 流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可 调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO 的燃烧更为充分，并起稳流的作用。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速 度，燃烧是非常迅速和完全的。 图1四通道煤粉燃烧器火焰中各种气流及煤粉流动示意图 3）特点 第一：与三通道喷煤管相比，增加了中心风通道。 中心风的作用：能防止因煤粉回流和窑灰沉积堵塞喷煤管管口、能使窑内火焰更稳定、 能延长喷煤

8、管使用寿命、能降低NOx生成量、能保护窑皮和延长耐火衬料寿命、能 减少相关工艺事故、能辅助调节火焰形状、能改善熟料质量。 第二：在保证各项优良性能的同时，将一次风量降到4%7%。 第三：各风道之间采取很大的风速差，以充分发挥高温气流的“卷吸“效应、“回流” 效应来确保着火所需的高温条件 1-外净风通道 2-旋流风通道 3-风煤通道 4-中心冷风通道 5-燃油点火装置 1、Rotaflam燃烧器 部开启以减少阀门压损； 第六：一次风量降为6%。 奥地利尤尼滋姆水泥公司M.A.S要用燃烧器 德国洪堡公司KHD PyroJet喷射燃烧器 武汉理工大学EPIC窑用四通道煤粉燃烧器 泰国SIAM公司 合

9、肥水泥研究院HP型窑用四通道煤粉燃烧器 其它国产燃烧器 衡量燃烧器性能优劣的重要指标是一次风用量。旋流式煤粉燃烧器是利用直流风与旋流风形成组合 射流及中心风形成的平衡流的方式来强化煤粉燃烧，由于燃烧器的结构特殊，煤粉被送入燃烧区域 内，通过涡流、回流等方式和喷射效能，使煤粉与燃烧空气充分混合，迅速点燃并充分燃烧。当前 性能优良的四风道煤粉燃烧器一次风用量可降到57，甚至34，既可以烧优质烟煤，也可以 烧劣质煤、低挥发份煤、无烟煤、石油焦、煤页岩、废轮胎和生活垃圾等。甚至烧两种以上燃料的 五风道，燃烧器将向着最优化及CO和NOx排放量最低的方向发展。 在一定范围内降低一次风所用比例，从而增加二次

10、风的利用，提高了燃烧速度和系统热效率。国内 外的理论分析和生产统计均表明:一次风每降低1%，熟料单位热耗便可降低(23)4.18kj/kg熟料.同 时，我们知道中心风约占一次风量的2%4%,采用小孔形式喷出多股低速射流风,能稳定火焰,保护 喷嘴头部,减少NOx有害气体; 最近研究表明，过分强调一次风的用量，会由于燃烧器缺少一次风的 冷却而导致燃烧器喷口处高温，降低燃烧器的使用寿命。目前国外实践已表明，一次风量可降至 3%4%。 新型煤粉燃烧器 分解炉用喷煤管有三种安装取向:水 平安装（安装在分解炉炉体） 垂直安装（安装在分解炉炉体或 者 三次风入炉处） 倾斜安装（从分解炉顶部插入） 分解炉内的

11、燃料燃烧是一种特 殊的无焰燃烧因为分解炉内温 度较回转窑燃烧带内温度低得 多，所以对炉用喷煤管的性能 要求不像对窑用喷煤管苛求 和窑用喷煤管一样，炉用喷煤管也分单通道、双通道、三通道 目前的炉用喷煤管多使用双通道或者三通道喷煤管 但因单通道炉用喷煤管火焰中心区所具有的还原气氛能降低炉 气中的NOx浓度所以目前国际上单通道炉用喷煤管的应用又有恢 复与扩大的趋势 单通道（内置风翅） 双通道（煤风通道、内净风通道） 三通道（外净风通道、内净风通道、煤风通道） 对于炉用喷煤管，除了喷煤管的结构要合理优化以外，喷煤管设置部位和安装角度也 要与三次风入炉位置以及下料点位置匹配，以保证燃料能迅速喷入炽热三次

12、风中快速 燃烧。同时也要避免生料涌入刚着火或者尚未着火的燃料区而影响到其着火燃烧。炉 用喷煤管的喷煤位置以及角度也要同三次风的入炉角度合理匹配避免吹扫炉壁耐火衬 料 选型原则 1、根据环境保护的要求来选取喷煤管 2、根据原料、燃料的具体条件来选取喷煤管 3、根据投资条件以及与整个窑系统其他设备的匹配状况来选取喷 煤管 二、煤粉燃烧技术 3.三种风 组织煤粉燃烧的装置？ 三.煤粉燃烧器 煤粉燃烧器，水泥行业又称喷煤管、煤粉烧嘴、煤粉喷嘴，分为窑用和炉用两种 四、回转窑用喷煤管 首先是用具有一定动量的空气（一次风）携带一定量的煤粉喷入窑内实现着火燃烧。 其次在大量来自冷却机的预热空气（二次风）助燃

13、下，煤粉实现完全燃烧。形成具有一定长度、形 状和“刚度”的稳定火焰。 从煤粉喷入窑内后到实现着火燃烧为止，所经历的一段轨迹被称为：黑火头。 有个明亮的火 焰，属于有焰 燃烧 辉焰燃烧，特 殊的无焰燃烧 单通道燃烧器。只有一个风煤通道，为提高风速，保证刚度，通常增加倾斜16度拔哨，平行管和凤翅 2：三通道燃烧器 原理：利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧过程，其特点是 将喷出的空气分为多股（即内风、外风和煤风），利用他们不同的风速和 方向，从而形成多个通道。 内风通道的出口端装有旋流叶片，所以又称为内旋流风。 外风通道为直流的环状通道以保持直流风与高风速从而保证火焰有一定的 长度、形状、刚度。外风又称作外轴流风 中间通道为输送煤粉的通道，称为煤风 此外三通道喷煤管还设有一个调节器和一个燃油点火点 三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外 风速和风量的比例（旋转调节器手柄），可以灵活调节火焰形状和燃烧强 度，以满足窑内煅烧熟料温度分布的要求。 2：三通道燃烧器 原理：利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧过程，其特点是 将喷出的空气分为多股（即内风、外风和煤风），利用他们不同的风速和 方向，