浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化

浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数的

合理选择和优化

1.研究意义

回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。

水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对 C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为 1550K （1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的 C2S和之前未被反应的 CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相 C3S。

从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～

2. 回转窑用燃烧器对性能的要求

根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命?

3. 煤粉燃烧和火焰形成过程

煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。

3.1煤粒反应过程：

图1 煤粒反应模型

3.2火焰的燃烧过程：

图2 火焰燃烧各个阶段区域

A区：黑火头，长0.1-1.0m，在该区域燃料和助燃空气充分混合，但燃料尚未点燃，处于加热阶段。温度逐渐上升到600℃。

B区：火焰的诞生地，挥发物质和助燃轻质油析出和燃烧生成CO2和H2O。所达温度600-1100℃。A区和B区的边界称为火焰的起点。

C区：煤燃烧和燃油裂化释放出碳。温度上升到1100-1600℃。

D区：H2和CO2还原反应生成CO和H。温度上升到高于1600℃。

E区：H和CO燃烧重新得到CO2和H2O，伴随有白炽粒子。

F区：燃烧的最后阶段，生成CO2和H2O，并伴有过剩空气。

3.3火焰形状的调节

3.3.1火焰粗短的调节：增大旋流风出风面积和角度，火焰变粗，同时增大外轴流风的风速，保证外轴流风包裹火焰形状，即减小外轴风的出风面积，提高外轴风的风速和风压。

标尺直观判断：旋流风标尺数字变大，外轴风标尺数字变小。

3.3.2火焰细长的调节：减小旋流风出风面积和角度，火焰变细，同时减小外轴流风的风速，保证外轴流风包裹火焰形状，即增大外轴风的出风面积，减小外轴风的风速和风压。

标尺直观判断：旋流风标尺数字变小，外轴风标尺数字变大。

增加推力意味着供给煤管的轴向风更多的能量。

增加旋转力意味着增加放射性能量从而增加了气流量。

图3 火焰调整示意图

4回转窑内煤粉燃烧模型的建立

4.1假设条件

回转窑内煤粉燃烧数学模型包括烟气的紊流、气体燃烧和辐射现象。这里用到两个假设：一是烟气流动为稳态条件，且窑内压力恒定；二是烟气按不可压缩流对待。

4.2物理模型

回转窑的原型规格为ф4×60m?去除燃烧带内衬及窑皮的厚度之后，有效内径为ф3.4m。模拟区域取为20m，包括了从窑头开始至烧成带结束的连续区域。

网格化的回转窑模型：

图4 回转窑模型

基于四通道煤粉燃烧器已在新型干法水泥生产线上得以广泛应用，本文也选取四通道煤粉燃烧器进行模拟。四风道煤粉燃烧器的结构见图，选取的计算区域见图

图5 燃烧器模型

1-外净风道；2-煤风道；3-内净风道；4-中心风道；5-点火油枪通道

4.3煤燃烧模型

煤粉由四通道煤粉燃烧器送入，煤粉与高温空气在进入窑内后进行混合，其燃烧特征符合非预混燃烧模型，因此煤粉的气相燃烧模型采用非预混燃烧模型?

煤粉的流动用离散相模型来模拟，此模型可以预测出单个煤粒的运动轨迹?离散项的轨迹与气相连续方程交替计算也包含了煤粒与气体间的热量、动量和质量的传递?

4.4辐射模型

由于回转窑内的辐射换热主要体现在气体与颗粒之间。在气体与煤粉湍流运动的基础上，引入非预混燃烧模型计算煤粉的燃烧，与此

同时耦合计算气体与煤粉颗粒之间的辐射换热。

4.5初始条件及边界条件

二次风、煤风和内净风进口采用风速边界条件，根据实测工况参数范围直接设定入窑速度?燃烧器的中心风、外净风出口速度很大，为可压缩流,进口采用质量边界条件,直接设定入窑质量流率?出口采用压力边界条件，出口压力设定为-70Pa。对于近壁面，以及气固界面，沿烟气流动方向采用壁面函数?

计算选取的各种初始条件及边界条件见表：

煤粉低位发热量 (DAF)为25.27MJ/kg，热值为1000J/(kg〃K)，密度为 1.01kg/m3。一次风和二次风为净空气，由 21%的氧气和79%的氮气组成。

5 模拟结果及分析

本文采用同规格生产线的热工标定实测参数作为初始参数进行计算。着重研究了空气过剩系数、内外风量比及二次风温度对窑内温度分布的影响。

测试工况下内外风量比为 0.47，二次风量为 24.38kg/s，窑头过

剩空气系数为1.12，二次风温度为1373K?窑内温度分布模拟结果见图。

窑内温度分布的主要影响因素内外风量比 R、空气过剩系数n、二次风温度T(K)和旋流角a(°)的值列在图下方?

图6 模拟工况下窑内温度分布图

由图6可以看出，火焰形状呈向外波动的棒槌形，这与从工程经验所知的实际火焰形状相符。如图6指示，煤粉在离燃烧器喷嘴较远的一个窄而短的区域内高温燃烧，喷嘴附近的烟气温度均比较低，黑火头较长，这使得实际的烧成带较短，而使冷却带延长，预热分解带也相应缩短,这种窑内温度分布会降低窑的有效传热面积，因此不能满足水泥烧结所需的温度要求?同时由于高温区域较小，煤粉极易燃烧不完全，未来得及燃烧的煤粒或在物料内燃烧,或被物料带出，还有的甚至被烟气带出窑外，造成较大的机械损失及化学不完全燃烧热损失，甚至出现结皮、烧损衬料与窑壁等事故?回转窑的现场热工测试结果也证明了这一点?

5.1过剩空气系数n对燃烧过程的影响

在燃烧器的主要操作参数中，窑头空气过剩系数对窑内火焰形状及烟气温度分布有重要影响，同时也关系着燃烧器性能的发挥?因此通过调整空气过剩系数 n来改善窑内火焰形状及烟气温度分布。在R=0.47， T=1373K， a=15°条件下，空气过剩系数从 1.0到 1.2的范围变化时窑内火焰形状和烟气温度分布情况，结果见图 7?

图7.1 空气过剩系数n=1.0时窑内火焰形状及烟气温度分布

图7.2 空气过剩系数n=1.05时窑内火焰形状及烟气温度分布

图7.3 空气过剩系数n=1.12时窑内火焰形状及烟气温度分布

图7.4 空气过剩系数n=1.2时窑内火焰形状及烟气温度分布图7.1~7.4是不同空气过剩系数时回转窑内火焰形状及烟气温度分布情况?由图可知，随着空气过剩系数的增大，高温区域逐渐向后移动且变得狭长，平均温度下降?

空气过剩系数 n=1.0时，火焰短而粗，平均温度较高，火焰长度11m，熟料烧成温度有效区间长度为 6.5m，黑火头长度3.5m?根据工程经验，回转窑内黑火头的长度一般在 0.5 m-1 m范围内为好?黑火头过长，会降低对回转窑的有效传热面积，对煅烧不利，进而影响产品质量；黑火头过短，会使出窑熟料温度过高，导致冷却机负荷增加，易烧坏喷煤嘴?

空气过剩系数为1.12时，火焰长度为13m，熟料烧成温度有效区间长度为 8m，火焰形状为良好的棒槌状，但黑火头长度为4m，长度过长?当过剩空气系数n=1.2时，火焰变细变长，火焰平均温度降低，熟料烧成温度有效区间长度为 6m，窑壁区域烟气温度下降，燃烧区域较长?空气过剩系数过大造成的长火焰适于在点火烘窑或当窑温过高、耐火内衬有烧损时使用，且过多的助燃空气还会造成烟气排放损失?

空气过剩系数n=1.05时，煤粉在燃烧器喷嘴前方燃烧，火焰集中，熟料烧成温度有效区间长度为9m，黑火头长度为 1.0m，符合黑火头最佳长度为0.5m-1.0m的要求，火焰形状和长度适中,有利于强化生产，属于比较理想的活泼型火焰?煤粉燃烧中心温度高达2000K煤粉燃烧集中在距燃烧器喷嘴较远处一个“窄而短”的区域?这使得在燃烧带较长距离释放出热量，可成倍增加烧成带的长度,成倍提高烧成熟料能力，从而成倍增加窑产量?这种火焰尤其适用于新型的干法窑?并且可以看到在靠近燃烧器头部的位臵，形成了一个长度适中的低温区域，这可以用于冷却燃烧器的喷嘴，起到保护燃烧器的作用?

由以上对比结果可知，空气过剩系数对火焰形状及性能有重要影响，过剩空气系数较小时，火焰粗而短，平均温度比较高；当过剩空气系数过大时，火焰细而长，火焰平均温度降低，燃烧区域变长，且过多的助燃空气还会延迟煤粉燃烧的时间，这是喷嘴附近烟气温度较低，黑火头较长的主要原因?图中显示最佳的空气过剩系数为 1.05，可根据窑况在合适的范围内进行调节?

5.2内外风量比R对燃烧过程的影响

在实际生产过程中，经常通过调节内、外风量的方法来调节火焰形状?所以现在研究不同内、外风量比时窑内火焰形状、烟气温度分布的变化规律?确定空气过剩系数 n=1.05，在 a=15°，T=1373K条件下， R值从0.37到 0.8的范围内变化，比较不同内外风量比时窑内烟气温度分布情况?内外风量的变化会引起一次风量的变化，通过调整二次风量来保证1.05的空气过剩系数?模拟结果见图8?

图8.1 内外风比R=0.37时窑内火焰形状及烟气温度分布

图8.2 内外风比R=0.47时窑内火焰形状及烟气温度分布

图8.3 内外风比R=0.6时窑内火焰形状及烟气温度分布

图8.4 内外风比R=0.37时窑内火焰形状及烟气温度分布图 8.1~8.4为不同内外风量比时窑内温度分布情况?虽然旋流内风所占比例较小，旋流强度不大，但煤粉喷出后的着火不仅需要靠外风对高温二次空气的卷吸作用来预热煤粉，而且要与内风进行混合?由图 (a)(b)所示，内外风量比由0.37增大到0.47，由于内风量的增加使得内风速度增加了15m/s，有利于径向上烟气和煤粉的混合，但外风量的减小使得外风速度降低了6m/s，降低了外风对高温二次风的卷吸，但旋流程度大大增强，而卷吸影响相对较小， 0.47的内外风量比使得窑内高温区域在径向和轴向都能扩展，火焰变粗变短，黑火头长度适中，可较好地保护燃烧器喷嘴，窑内火焰形状及其温度

分布都能满足窑头冷却带、燃烧带的温度要求，可保证水泥熟料的烧成质量?

保持内风量不变，通过降低外风量增大内外风量比?随着内外风量比进一步增大，由图 (c)所示,0.6的内外风量比，外风道速度降低了 69m/s，图 (d)所示， 0.8的内外风量比使得外风速度降低了129m/s，大大降低了外风对高温二次风的卷吸作用，延迟了煤粉的点火时间，使火焰变细变长，黑火头较长，轴向流动和温度衰减加快，窑内温度分布不利于强化生产?可根据水泥工艺对火焰形状和温度分布的要求选择不同的内外风量比。

一般地，内外风量比不宜过小或过大，根据模拟结果，本课题所用的四风道煤粉燃烧器的最佳内外风量比为0.47。根据窑的工况可调整内外风量比的值在 0.47附近。

3.2.3二次风温度T对燃烧过程的影响

在回转窑的主要操作参数中，二次风起到预热煤粉、使煤粉着火的作用，因此二次风的温度对煤粉的燃烧具有重要作用?确定 R=0.47，R=1.05， a=15°，二次风温度取值从1000K到 1550K的范围内变化时，对比窑内火焰形状和烟气温度分布情况，计算结果见图3.8?

图 3.8为不同的二次风温度时窑内烟气温度分布情况?高温二次风被外风卷吸，把热量传递给一次风与煤粉，进而预热并点燃煤粉?随着二次风温度的提高，煤粉着火位臵越靠近喷嘴，火焰形状变粗变短?如图 (a)和图 (b)所示，温度T=1000K与T=1250K时，火焰形状细长，煤粉燃烧延后，且黑火头较长， T=1000K时，火焰最高温度为1600K， T=1250K时，火焰最高温度为 1800K，都无法达到水泥烧结所需的温度要求?如图 (c)所示，温度T=1373K时，火焰形状肥瘦适宜，黑火头长度适中，且最高温度达到 2000K，火焰温度分布能够满足水泥回转窑的工艺要求?二次风温度再升高，当二次风温度T=1550K时，如图 (d)所示，火焰最高温度为 1900K，火焰高温燃烧区域缩短，火焰温度分布不符合水泥生产的温度要求?

因此，内外风量比一定时，二次风温度过高或过低都不适合，根据模拟计算，二次风温度应取 1373K?与工况条件下相比，优化之后的操作参数为空气过剩系数由1.12调整到了1.05，而二次风温度与内外风量比的值不变。操作参数优化后，黑火头长度适中，火焰形状肥瘦适宜，火焰高温区域集中，大大提高窑的有效传热面积，有利于熟料的强化生产，保证了熟料的烧成质量。

3.2.4操作参数优化后窑内温度场、速度场及浓度场

对本课题选用的同规格的回转窑及其所用的四风道煤粉燃烧器而言，最佳的内外风量的比约为0.47，烧成带过剩空气系数为 1.05，二次风温度为 1373K，此时燃料煤粉能得到充分的燃烧，窑内温度分布也能满足水泥熟料烧成的需要?

操作参数优化后回转窑内轴向温度分布见图 3.9，不同横截面上的温度分布见图3.10。

横截面温度分布

图3.9为操作参数优化后回转窑内轴向温度分布图，图 3.10为参数优化后窑内不同横截面上的温度云图。由图3.9可知窑内煤粉燃烧形成的火焰为理想的活泼型火焰，火焰形状肥瘦适宜，高温区域集中，这样的火焰形状与温度分布符合水泥熟料烧成的工艺要求。由图3.10可知窑内各横断面的火焰近似呈圆形，火焰肥瘦与窑壁断面相适应，并能均匀地布满整个窑断面。火焰外廓与窑皮之间有一定的空隙，这种火焰对熟料烧成质量以及煤粉的燃烧效率都比较有利，火焰高温区域集中在水泥熟料的烧成位臵，满足水泥熟料烧成带的高温要求。

速度场可以显示煤粉与烟气的运动特性，用于评判煤粉燃烧情况。参数优化之后窑内烟气轴向流动速度见图 3.11，横截面上运动速度见图 3.12。

(a) z=0面的速度矢量图

（b）区域 1的局部放大图

(c)区域2的局部放大图

图 3.11 中心纵切面 z=0上的窑头速度矢量图

图3.12 x=1截面速度矢量图

参数优化后窑内中心纵切面 z=0上的窑头速度矢量见图 3.11，x=1截面速度矢量见图3.12。由图 3.11(a)可知回转窑总体速度场分布形态由“双峰”型向“单峰”型转变。一次风与二次风极大的速度差异使得在燃烧器喷嘴附近一次风对二次风产生强大的卷吸作用，如图 3.12所示。另外由于燃烧器旋流风引起的离心力作用，在喷嘴附近会形成内回流区，如图3.11(b)所示，内回流区一方面可以稳定火焰形状，另一方面为燃料与空气的混合提供了时间。由于二次风与一次风的速度差异太大，在远离燃烧器的窑壁附近会形成外回流区,如图3.11(c)所示。外回流区可以保护窑皮免受高温气流的冲刷，从而起到保护窑壁的作用。

（3）浓度场

沿窑长方向上 O2、CO、CO2的摩尔浓度分布见图 3.13，由此可知煤粉燃烧的特性。

图 3.13窑内O2、CO、CO2的摩尔浓度分布图 3.13是窑长方向上O2、CO、CO2的摩尔浓度分数分布曲线。在这条曲线上出现了一些反映煤粉燃烧机理的特征点，分别用符号a-f表示。在a（x=0.5）处 CO、CO2摩尔分数为0，此处煤粉挥发分开始挥发，但还未燃烧。在 a和 b(x=1m)之间， CO的浓度迅速增大，并且 O2浓度开始减少， CO2浓度开始增加，表明焦炭开始着火燃烧，燃烧过程中产生 CO。由此也表明窑内黑火头长度约为 1.0 m。在 c （x=2m）和 d(x=4m)之间出现了O2和 CO2的平缓区，这是在近壁面处产生的外回流区造成的，而 CO浓度继续增大，这表明在d之前，焦炭燃烧产生的CO速率远远大于CO的消耗速率，在 d之后由于焦炭燃烧产生的CO速率小于CO燃烧的消耗速率， CO的摩尔浓度分数

迅速降低，直到 e（x=8m）处降到为 0。在f（x=11.8m）处O2与 CO2的摩尔浓度分数达到平衡，不再发生变化，这表明焦炭燃烧完全，反应结束。

通过对参数优化之后窑内火焰形状及其温度场、速度场及浓度场的分析可知，操作参数优化后煤粉得到充分的燃烧，火焰形状及其温度分布符合水泥工艺的要求，黑火长度适中，可有效保护喷煤嘴，同时保证了水泥熟料的烧成质量。

各操作参数对窑内煤粉燃烧特性及烟气温度分布的影响规律为：过剩空气系数较小时，火焰粗而短，平均温度比较高；当过剩空气系数过大时，火焰细而长，火焰平均温度降低,燃烧区域变长，且过多的助燃空气还会延迟煤粉燃烧的时间，这是喷嘴附近烟气温度较低，黑火头较长的主要原因，模拟显示最佳的空气过剩系数为 1.05，可根据窑况在合适的范围内进行调节；内外风量比过小，不利于径向上高温烟气和煤粉的混合，会延迟煤粉的着火时间，而通过降低外风量来增大内外风量比，值过大时会大大降低了外风对高温二次风的卷吸作用，同样会延迟了煤粉的点火时间，使火焰变细变长，黑火头较长，轴向流动和温度衰减加快，模拟显示最佳的内外风量之比为0.47；在内风、外风速度一定时，二次风温度过低，火焰形状细长，煤粉燃烧延后，且黑火头较长，火焰最高温度无法达到水泥烧结所需的温度要求；二次风温度过高，火焰高温燃烧区域缩短，且黑火头长度增大，火焰温度分布不符合水泥生产的温度要求?由此可知，内外风量比一定时，二次风温度过高或过低都不适合，根据模拟计算，二次风温度

浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化

合理选择和优化 1.研究意义回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对 C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为 1550K （1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的 C2S和之前未被反应的 CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相 C3S。从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～

95％，分解吸热反应所需的热量很少，公斤熟料约200～100千焦，物料升温吸热量约为450～500千焦，而熟料矿物形成是以放热反应为主，设熟料中C2S占%， C3S占%，C3A占%，C4AF占%，反应过程放热量约为655千焦。基于窑内熟料形成热基本是一个负值，所以可以认为窑内传热已不是主要矛盾，而熟料矿物生成的晶格形成和晶体生长所需维持的高温条件及在烧成带的停留时间成为矛盾的主要方面。 2. 回转窑用燃烧器对性能的要求根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命? 3. 煤粉燃烧和火焰形成过程煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。煤粒反应过程：图1 煤粒反应模型火焰的燃烧过程：图2 火焰燃烧各个阶段区域 A区：黑火头，长，在该区域燃料和助燃空气充分混合，但燃料尚未点燃，处于加热阶段。温度逐渐上升到600℃。

皮拉德最新型燃烧器工作原理

燃烧器工作原理 ROTA2 是一种专用于新一代回转窑燃烧器的新型加热设备。这种设备具备ROTAFLAM 燃烧器的高动量以及调节简单的优点。 ?保持空气动量恒定的情况下，通过改变旋流器的轴向位置进行旋流调节。 ?通过燃烧器的进口压力控制动量。与ROTAFLAM 类似，ROTA2 的设计方案源自锅炉专用型“GRC”型Pillard （Pillard 专利号No. 71.03504）燃烧器的设计、使用经验。其特点为： ?采用中央孔的旋流效应。 ?外部轴向气流。总布局原理粉末状燃料（煤、石油焦、褐煤、无烟煤）通道的总布局——下称煤粉通道——位于中心空气与单通道空气之间（带有一个轴向出口与一个径向出口）：?使火焰基部产生再循环空气漩涡，即使在回转窑冷态启动时这种状态也能保持良好的稳定性。 ?通过出口一次风流量使火焰宽度处于可控状态。 ?产生富燃火焰（按照空气动力学形式聚缩）火焰中心达到这种状态后能够明显减少NOx 物质的形成。轴向高动量原理在外部轴向布置的一次风喷射口产生的强大脉冲激发下，可产生一个逐步与二次风混合的过程。这些轴向一次风喷口专用于在保持火焰直径可控的同时，优化二次风的吸收情况。旋流调节原理在保持一次风流量（因此，也可保持脉冲）恒定的情况下，通过特殊旋流调节器可调节火焰形状。

7.3 - 描述（图 1、2） ROTA2 燃烧器可在下列配置情况下工作： ? 采用粉末状燃料，如煤、石油焦、褐煤、无烟煤（包括一只点火枪） ? 采用油或者气体 ? 采用任何比例的混合燃料 ? 采用液体和/或固体替代燃料根据燃料类型，ROTA 2 燃烧器通常用于消耗 7 – 11% 的纯一次风。消耗量将在燃烧器运行期间进行优化。 Rota 2 燃烧器包括：图 1：燃烧器喷嘴 (1) 套管 (3) (2) (1)

煤粉燃烧器的安全技术

煤粉燃烧器的安全技术Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.

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煤粉燃烧器的安全技术简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。煤粉燃烧器是煤粉炉的主要燃烧设备。煤粉燃烧器的型式很多，一般可按气流形式分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。燃烧器（又叫喷燃器）常见的故障有喷燃器烧坏、燃烧不稳、灰火打炮、炉膛或喷口处结焦、磨损漏粉等，所以对喷燃器的安装、运行、检修等都要有一定的安全技术要求。 1?喷燃器的安全要求 1）喷燃器的安装应按设计要求进行。当燃料变化时，可根据试验结果进行必要的改进。喷燃器与水冷壁的固定时应防止水冷壁管被拉裂。喷燃器的平衡配重应按设计要求安装，保证水冷壁管不受过大的附加力和能随着水冷壁膨胀而能自由调整，不被卡涩。喷燃器及输粉管、风管亦能膨胀正常； 2）运行值班人员应根据某种和负荷的变化正确调整一、二次风的风量和风速。确保燃烧正常，防止灭火打炮、结焦和烧坏喷燃器；

回转窑用燃烧器

回转窑用燃烧器作者:单位: [2007-9-3] 关键字:回转窑-燃烧器摘要:燃烧技术，由于它对熟料质量有着决定性的影响，所以它是水泥制造过程敏感的区域之一。燃烧器技术进展从使用一根普通管子这种非常简单的喷射系统开始，延续到现代的多燃料、多通道、低NOx燃烧器。在这个技术发展过程中燃烧器制造者的任务有了很大的变化。特别是替代燃料的使用对燃烧器的设计有着持久的影响。本报告试图为用户特定的应用选择合适的燃烧系统时提供一些帮助。历史第一代回转窑燃烧器是喷射磨细燃料和／或天然气，无外加燃烧空气的普通管子。在上世纪80年代常应用三通道燃烧器来燃烧传统的燃料(煤、天然气、重油)(见图1)。这种燃烧器通过外层轴向一次风通道和燃料通道里的径向一次风通道之间的一次风的分布，使火焰得到较好的调节。这样达到了燃烧空气同燃料的良好混合，氧气进到了火焰中心。然而，由于燃料的快速点燃，伴随着高的火焰温度(这是藉助于火焰中心的供氧)，排放出大量的氮氧化物，这是这种燃烧器的缺点。由于污染物排放限值的不断降低和降低单位热耗要求的提出，尽可能降低一次风需求量的任务被提出来了。这一发展造成了低氮氧化物燃烧器的产生，它们部分地也是从使用锅炉燃烧器技术的经验中引进来的。两个一次风通道(轴向风和径向风)被布置在供燃料通道外边，一次风的总量减少到4％-6％(图2)。选择合适的窑头燃烧器现在的窑头燃烧器主要都是按照燃烧煤／石油焦炭和其它替代燃料设计和改进的。有些制造厂家(表1)生产的燃烧器有很多不同的喷咀系统，他们已经在这个行业中确立了地位。

在选择一种合适的窑头燃烧器时，一般应当记住这些准则： a．火焰形状的可调节性应适应窑的生产和燃料的种类； b．氮氧化物的排放行为； c．对传统燃料的适应性； d．对市售代用燃料的适应性； e．代用燃料的替代程度； f．确保在每种火焰形状调节时燃烧器都能得到冷却； g．燃烧器在耐火绝热材料和磨蚀方面的可靠性； h．生产费用和维护费用。目前，现代燃烧器系统正清晰地向着研发高推力的燃烧器方向发展。这主要是受一次风出口的几何形状的影响。以下将对不同燃烧器制造商在一次风推力的引进、火焰的调节和在燃烧器中烧不同的代用燃料的喷射系统进行比较。 F．L_史密斯(FLS)Duoflex燃烧器(图3) a．火焰形状的可调节性火焰形状是通过传统一次风(轴向风和径向风)的供风量和中心管(包括煤粉通道)相对风通道的轴向位移来进行调节的。轴向风和径向风是用调节器进行调节的。所有两股气流(轴向风和径向风)在它们离开燃烧器之前混合在一起，并以一股混合的一次风流从环形一次风喷咀喷出。为了产生一支细长的火焰，设计把重点放在不分散的一次风喷出上。提供一次风的风机，其额定压力通常至少为250mbar。 b．关于氮氧化物的排放行为低氮氧化物设计方案试图达到低氮氧化物的排放。当使用代用燃料时，一次风率可设定高达15％，但通常设定为10％。 c．对传统燃料的适应性

等离子点火煤粉燃烧器技术原理及其应用研究

文章编号:10072290X(2005)0120019204 等离子点火煤粉燃烧器技术原理及其应用研究孙超凡1,王公林2,刘庆鑫1,于文波2,叶向前1,陈东2,郭斌1 (1.广东省电力试验研究所,广东广州510600; 2.烟台龙源电力技术有限公司,山东烟台264006) 摘　要:介绍了广东省电力系统第1台等离子点火稳燃装置的基本原理和设计特点,探讨了该系统的燃烧机理和控制逻辑的修改,介绍了该装置的调试应用情况。调试结果表明:等离子点火装置具有节省启动调试阶段燃油的能力,运行和维护费用低廉,结构简单,操作控制方便,有较大的推广应用价值。关键词:锅炉;燃烧器;等离子点火中图分类号:T K223123文献标识码:B T echnical principle and application research of plasma ignition burner SUN Chao2fan1,W AN G Gong2lin2,L IU Qing2xin1,YU Wen2bo2,YE Xiang2qian1,C HEN Dong2,GUO Bin1 (11Gua ngdong Power Test&Research Institute,Gua ngzhou510600,China;21Ya ntai L ongyua n Power Technology Co., L t d.,Ya ntai,Sha ndong264006,China) Abstract:This p ap er int roduces t he basic p rinciple and design characteristics of t he plasma ignition bur ner which is t he first one built in Gua ngdong Province.Its combustion mecha nism and logical cont rol syste m are discussed wit h t he commissioning test of t he plasma ignition system described.The commissioning results show t hat t he plasma ignition bur ner is wort h sp reading due t o its characteristics of oil saving,low operation a nd mainte nance costs,simple st ructure a nd easy manip ulation. K ey w ords:boiler;bur ner;plasma ignition 广州恒运热电厂C厂6号锅炉系东方锅炉厂生产的D G980/1317220型自然循环汽包炉。该炉采用四角切圆布置,有A,B,C,D,E共5层燃烧器,2层油枪。配中速辊式直吹磨煤机。设计煤种为山西大同烟煤,其实际燃煤特性(收到基):固定碳4413%,灰分1915%,全水分9%,挥发分2512%,低位发热量21635kJ/kg。为节省启动调试阶段的燃油及运行、调峰阶段的助燃用油,根据6号锅炉的实际情况,该厂采用了烟台龙源电力技术有限公司生产的DL Z2200型等离子点火煤粉燃烧器,将A层(对应C磨煤机)4只主燃烧器改造为等离子点火煤粉燃烧器,与一次风管成60°夹角。该装置在广东地区推广应用尚属首次,本文主要对其工作原理和调试应用进行研究。1　工作原理 111　点火机理 DL Z2200型等离子点火煤粉燃烧器利用直流电流(大于200A)在介质气压大于011M Pa的条件下接触引弧,并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体。该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T>5000K的梯度极大的局部高温区,煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用,并在10ms内迅速释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气向中进行,使混合物组分的粒级发生了变化,因而使煤粉的燃烧速度加快,也有助于煤粉的燃烧,这样就大大地减少煤粉燃烧所需要的引燃能量。等离子体内含有大量化学活性粒子,如原子(C,H和O)、原子团(O H,H2和O2)、离子(O2-,H2-,O H-,O-和H+)和电子等,可加　第18卷第1期广东电力V ol118No11 2005年1月GUANG DONG E LECTRIC POWER J a n12005　收稿日期:2004205231

中央煤粉燃烧器技术方案

1 回转窑煤粉烧嘴技术方案

目录 1．总则 2．煤粉烧嘴设计要求 3．功能指标、保证值和考核办法4．监造及见证、出厂验收5．安装验收和技术服务 6．附件图纸

1 总则 1.1新型中央煤粉烧嘴是北京**环保设备有限公司研制开发的新一代的燃烧设备，该项目课题组研究人员基于多年的实践经验，根据冷、热态实验的技术参数，以国内外的煤粉烧嘴为基础，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合全国原煤资源的特性以及我国工业炉的燃料燃烧特点，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。该燃烧器适用于冶金球团工程的回转窑以及建材水泥行业和石灰行业的及工业窑炉加热装置，具有一次风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，并有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；其独特的结构设计，具有灵便快捷的火焰调节手段，可使火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，可提高工业窑炉的煅烧能力，充分发掘了设备的潜在能力以增加产量。 1.2本技术方案是适用于太钢**铁矿项目200万t/a链篦机-回转窑球团工程煤粉燃烧器设备订货、设计、制造、检验、试验及交货等方面提出基本要求和最低要求。 1.3本技术方案未经卖方北京**环保设备有限公司允许，严禁买方转载和复制。 1.4本技术方案是根据北京**国际工程技术有限公司提供煤粉燃烧器的技术规格书要求编制而成。新型煤粉燃烧器由北京**环保设备有限公司完成制造，用户在使用之前要仔细使用手册和相关技术说明，安装、操作及维护等问题作了较为详细的介绍。 2、燃烧器性能保证的前提条件用户需为本燃烧器的使用提供基本的使用条件，以保证HDF-K55型回转窑用四风道煤粉燃烧器达到良好的使用效果。本燃烧器性能保证的前提条件如下： ●相关工艺系统正常； ●窑头二次风温约1100℃左右； ●送煤风配置误差最大不超过10%； ●送煤粉的空气中不得含有大颗粒的异物或棉纱等物； ●燃烧器的喷嘴及煤粉入口处不允许出现堵塞现象。 2．煤粉烧嘴设计要求 2.1适应的煤粉成份

燃烧器说明书

（感谢您选择本公司的产品，使用前请仔细阅读本说明书）回转窑多通道煤气两用燃烧器说明书郑州恒华建材机械配件有限责任公司

目录一、概述....................................................... 二型、系列煤煤气两用燃烧器的结构和工作原理-------------------- 三、现场安装要求 ---------------------------------------------------------- 四、点火及火焰的调整 ---------------------------------------------------- 五、维护和检俢 ------------------------------------------------------------ 六、常见故障及排除 ------------------------------------------------------ 七、对操作人员的要求 --------------------------------------------------- 八、对煤粉系统的要求 -------------------------------------------------- 九、特殊说明 --------------------------------------------------------------- 概述

水泥工业是耗能大户，其能耗主要包括：一是热耗约占80％，二是电耗约占20％，当前绝大部分的回转窑都是烧煤，目前我国许多水泥厂的煤耗占水泥成本的30％以上，因此成为当今水泥行业十分关注的，也是最重要的技术经济指标。而节煤的根本途径就是采用先进的工艺技术装备。在二十世纪七十年代以前，回转窑普遍使用单风道煤粉燃烧器，它的结构简单，但能耗高、环境污染大。随着世界能源的日益紧张，国外一些水泥行业发达国家的著名公司在新型干法窑上率先使用双风道和三风道煤粉燃烧器。我国起步较晚，于九十年代相继有几家设计院和公司推出三风道和四风道煤粉燃烧器，在推广于新型干法窑的同时，也广泛推广于湿法窑，取得了较为满意的效果。我公司在吸收消化国外著名公司先进技术的同时，扬长补短，吸取众家之长，克服局部不足，研究和设计制造出HH 系列多风道燃烧器。为了进一步完善HH 系列多通道煤气两用燃烧器，HH 系列多通道煤气两用燃烧器是国内唯一通过鉴定的最新一代高效节能燃烧器，结构属国内首创，主要技术经济指标处于国内领先水平，可替代同类进口产品，产品已在全国十多个省、区的预热器窑、预分解窑和湿法窑上，利用工业废气作为燃料煅烧物料，达到节能减排废物利用的目的。二OO 一年，我公司又开发出适应性更强的五-六风道

回转窑三通道燃烧器与四通道燃烧器比较

我公司Φ3.2m×52m五级旋风预热器窑在原三通道燃烧器磨损严重，多处漏风和窜风的情况下，使用了襄樊大力工业控制有限公司的SR型四通道燃烧器，通过近2个月的试烧，取得了一些效果。 1 工作原理如图1所示，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 2 结构组成该四通道燃烧器的结构组成如图2所示。图2 四通道煤粉燃烧器结构示意

管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。喷嘴:由特殊材料加工，各管道的出口面积可调，从而调节喷出的速度，是保证火焰形状及寿命的关键部件之一。金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调节火焰形状的主要部件。蝶阀:用于调节风量。压力表:间接显示燃烧器内风口喷出速度。保护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。燃烧器的调节方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各风量和比例。旋动调节螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调节各喷出口面积大小从而调节喷出的速度。 3 调节使用 1)使用第1周时，发现火焰形状规则但火力不够，窑内温度低，不易控制。按照说明书把煤风管内压3mm后，旋流风量增大，火焰形状变得活泼有力，烧成范围也逐渐变宽，没有再出现烧成温度低而不易提起的现象。 2)使用第3周时，火焰突然分散发叉，多方面分析原因甚至停窑清理风道也无济于事。后来通过一次风风机电流的变化，发现固定燃油管的1个螺丝松动，造成中心风的挡板向窑内缓慢伸进了约30mm，导致喷出气流发散致使火焰发散分叉，后把中心风挡板向外退移约20mm固定好，火焰形状立即恢复正常，见图3。图3 中心风挡板变化情况 3)使用第7周时，因煤质较差(发热量连续4d平均在15884kJ/kg左右)，窑内温度不易提起，后来采取降低煤粉筛余值，把喷煤管退至窑口处，提高二次风温和煤粉燃烧度(燃烧速度和燃烧程度)，保证了生产的正常进行和窑况的安全与稳定。煤的工业分析见表1。

四风道煤粉燃烧器的操作与要求

EPIC四风道煤粉燃烧器的操作与要求窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏及调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合，达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧化成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及生料易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，以及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般控制在窑头截面Ｘ轴稍偏左(右)位置或稍偏第三（四）象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（0.0）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（0.0）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在4-8KPa之间比较理想，旋流风在35-45KPa，轴流风在

回转窑燃烧器

回转窑燃烧器回转窑燃烧器采用煤、气混烧四通道燃烧器。调节灵活方便，操作自如，各个风道的喷出速度在操作时均可随意调节，可调出不同窑况下所需要的任何火焰，窑煅烧温度容易控制。当前回转窑煤粉燃烧器的发展趋势是：由三风道向四风道发展；由分割式向旋流式发展；由烧优质烟煤向烧低质煤和废燃料发展；在大中型生产线上，由引进向国产发展。四风道煤粉燃烧器的特点：一次风用量小，节能显著；风速高，推力大；调节灵活，火焰形状可以多变；火焰形状好，没有峰值温度；外风从间断出口喷出，永不变形。四风道煤粉燃烧器为低质煤的运用提供了技术支持。一些四风道煤粉燃烧器头部件易烧损磨蚀，下煤处易磨漏磨穿，中间容易弯曲，浇注料寿命短，企业在选用时必须重视，对国内外燃烧器要正确评认，应认真落实性价比。在燃烧器的采购中应搞清楚有关煤粉燃烧器名词术语的基本概念，还要了解国内外煤粉燃烧器市场状况，做到准确地采购。燃烧装置：①采用煤粉作燃料时，根据窑型的大小匹配两通道、三通道或四通道的不同喷煤燃烧装置，具有燃烧充分，火焰活泼有力，刚度好，不伤窑皮，可维修性强，后期维修费用低，关键部件采用耐高温陶瓷元件，工作性能稳定可靠，系统投资小等特点。②煤气燃烧系统由煤气烧嘴、控制阀组等组成。煤气通过管道送至阀组调控后，进入回转窑烧嘴，与一、二次风混合燃烧。煤气流量调节灵活。煤气烧嘴由多个空心套筒和一个螺旋导流体组成，助燃风和煤气在烧嘴通

道内形成旋流或直流，使煤气和空气混合更均匀燃烧效果更理想，同时还可以通过控制各流向风的多少使烧嘴火焰形状根据生产情况自主调节。燃烧系统还设有自动吹扫、放散、紧急切断等措施，安全可靠。

史密斯5000tpd燃烧器介绍讲解

史密斯公司5000t/d燃烧器介绍 1．丹麦史密斯公司简介众所周知，史密斯全球公司是世界上最大的水泥专业公司。它不仅提供水泥工厂的成套设计，而且研发各种顶尖的水泥装备，它是引领世界水泥工业的先驱。从1906年开始，该公司就向中国唐山启新洋灰公司提供了回转窑和磨机，在100多年的历史中，史密斯公司向中国市场提供了很多水泥生产线和各种装备，对中国水泥工业的发展起到了推动作用。特别是近20年，史密斯公司在中国市场上的发展更为抢眼。他们向中国最大的水泥集团-海螺集团提供四套10000t/d的水泥装备，它们包括生料磨、回转窑和窑尾系统，该生产线是中国最大，也是世界上目前单线最大生产能力的生产线。史密斯公司经过多年的开发和研究，向世界水泥市场推出了一批性能优良、质量可靠和能力大的水泥装备，通过不断的改进和完善，他们越来越被更多的用户所选用。目前，史密斯公司向中国市场提供的主要设备如下：ATOX辊磨用于粉磨水泥原料；OK辊磨用于粉磨水泥或矿渣；SF-推动棒式冷却机和多福乐喷煤管。史密斯公司尽最大努力不断为中国水泥工业发展作出贡献。史密斯机械工业（青岛）有限公司位于青岛市城阳区空港工业园，是著名水泥设备供应商--丹麦斯密斯公司在中国设立的全资子公司，公司资本为660万美元。公司建于2000年，全公司职工130人，其中外国专家4人。公司设备先进齐全，有CNC等离子数控切割机车床、铣床、刨床、卷板机、锯床、摇臂转床、Co2气体保护焊、氩弧焊等各种设备。史密斯机械工业（青岛）有限公司全部采用丹麦技术，由总部精心设计产品，生产制造部门运用各种新工艺技术，精心检测运用X射线等无损检测设备，使产品具有可靠的品质保证并达到国际先进水平。

回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化

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浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数的合理选择和优化 1.研究意义回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为1550K（1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的C2S和之前未被反应的CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反

应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相C3S。从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～95％，分解吸热反应所需的热量很少，公斤熟料约200～100千焦，物料升温吸热量约为450～500千焦，而熟料矿物形成是以放热反应为主，设熟料中C2S占0.20%，C3S占0.60%，C3A占0.08%，C4AF占0.10%，反应过程放热量约为655千焦。基于窑内熟料形成热基本是一个负值，所以可以认为窑内传热已不是主要矛盾，而熟料矿物生成的晶格形成和晶体生长所需维持的高温条件及在烧成带的停留时间成为矛盾的主要方面。 2. 回转窑用燃烧器对性能的要求根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命? 3. 煤粉燃烧和火焰形成过程煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。 3.1煤粒反应过程：

浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化

浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数的合理选择和优化 1.研究意义回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对 C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为 1550K （1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的 C2S和之前未被反应的 CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相 C3S。从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～

95％，分解吸热反应所需的热量很少，公斤熟料约200～100千焦，物料升温吸热量约为450～500千焦，而熟料矿物形成是以放热反应为主，设熟料中C2S占0.20%， C3S占0.60%，C3A占0.08%，C4AF 占0.10%，反应过程放热量约为655千焦。基于窑内熟料形成热基本是一个负值，所以可以认为窑内传热已不是主要矛盾，而熟料矿物生成的晶格形成和晶体生长所需维持的高温条件及在烧成带的停留时间成为矛盾的主要方面。 2. 回转窑用燃烧器对性能的要求根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命? 3. 煤粉燃烧和火焰形成过程煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。 3.1煤粒反应过程：图1 煤粒反应模型

四通道煤粉燃烧器

四通道煤粉燃烧器中图分类号:TQ172.622.24 1 工作原理如图1所示，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 2 结构组成该四通道燃烧器的结构组成如图2所示。图2 四通道煤粉燃烧器结构示意管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。喷嘴:由特殊材料加工，各管道的出口面积可调，从而调节喷出的速度，是

保证火焰形状及寿命的关键部件之一。金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调节火焰形状的主要部件。蝶阀:用于调节风量。压力表:间接显示燃烧器内风口喷出速度。保护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。燃烧器的调节方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各风量和比例。旋动调节螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调节各喷出口面积大小从而调节喷出的速度。 3多通道燃烧器的特点。 1)在线调节灵活方便，可以根据不同要求，对火焰长短、粗细、强弱随机调整。 2)火焰形状更为规则完整，稳定，不扫“窑皮”，有利于窑衬的长期安全使用。 3)节能:送煤风机以及电动机处节省了大量电能，同时煤粉的充分燃烧也减少了不少能耗。 4)二次风量的相应增加，使熟料冷却更为充分，快速，从而提高了熟料质量， 5)可烧劣质煤，风煤混合更为充分，燃烧更为快速完全，降低了废气中CO ，有利于电除尘器的安全运行和环保。和NO x

电厂煤粉燃烧器烧损原因及预防措施

电厂煤粉燃烧器烧损原因分析及预防措施石建伟，沈观培，李娜（广州宇阳电力科技有限公司，510080） 1引言某1000MW级燃煤电厂锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前后各三层，每层8支煤粉燃烧器。为了降低油耗，锅炉燃烧器点火系统进行了改造，前墙底层改用等离子点火方式，后墙底层采用微油点火。但是，在锅炉首次点火后到吹管结束一周左右时间内，整层煤粉燃烧器均发生烧损。燃烧器的损坏，不仅会增加检修费用和检修工作量，破坏炉内燃烧工况，也易带来水冷壁结焦和高温腐蚀等问题，使锅炉运行的安全性和经济性受到影响[1]。吹管结束停炉后对整层燃烧器进行了改进设计，延长等离子点火距离，相应缩短一、外筒长度，同时减小外筒外径以增加其与一次风套筒间隙，加强冷却。然而，投运仅1d，燃烧器再次严重烧损，随后相应等离子发生器断弧。本文就这次燃烧器烧损做出原因分析并提出预防措施。 2锅炉设备概况锅炉为高效超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前墙使用深圳东方锅炉控制有限公司研究的等离子体点火系统，后墙使用该公司的微油点火系统。 3燃烧器烧损情况简述 2012年7月5日，锅炉使用等离子点火启动。7月6日0点10分，DCS显示A12燃烧器一、外筒壁温从230℃左右骤升至近1300℃。相应等离子发生器断弧停运。初步判断该燃烧器已经烧毁。0点29分，全炉膛火焰丧失导致MFT。7月16日锅炉冷却后，进入炉膛检查，发现A12燃烧器烧损情况如图1所示。其中图1为烧损的燃烧器。图2为正常燃烧器。通过对烧损的燃烧器进行观察，发现内筒损害情况较外筒轻微。内筒发生部分变形但尚未到熔融流动状态。外筒更靠近炉膛，其有大概1/3圆周被烧化，熔融金属下落并与二次风套筒内壁金属粘结在一起。内、外套筒热电偶测点均位于膨胀缝隔开的多个弧面的其中一段上（顶部弧面，如图3，4所示），可以看出热膨胀缝的存在对热电偶测量整个套筒的温度具有一定的影响，热电偶有可能无法及时测量到套筒壁面的最高温度。 4燃烧器烧损原因探讨在等离子点火层煤粉燃烧器整层烧损后，进行了一次风调平试验。试验中发现等离子点火层8支一次风管风压偏差很小，无需进行调平。说明燃烧器烧损与一次风调平并无关联。通过对DCS烧损燃烧器壁温历史曲线进行分析，如图4所摘要：根据被烧损的燃烧器壁温历史曲线进行分析，结合锅炉燃烧器结构以及配风方式、损坏的燃烧器形貌图片，分析判断燃烧器烧损原因，找出存在的问题，并提出若干预防措施，做好监控，尽量防止烧损。关键词：燃烧器；烧损原因；预防措施电力建设 86 广东科技２０１２．１１．第２１期

多风道煤粉燃烧器旋流数的分析与计算

多风道煤粉燃烧器旋流数的分析与计算作者：江旭昌单位:天津市博纳建材高科技研究所[2007-12-17] 关键字:多风道煤粉燃烧器-旋流度与旋流数-阻塞系数-螺旋体摘要:通过对多风道煤粉燃烧器旋流数的分析，阐明了采用强旋流的重要性。既可使火焰更加稳定，又可使燃烧强度提高，进而保证热工制度稳定，不扫窑皮，延长火砖寿命、节煤和提高回转窑的产、质量。 1、前言理论分析与生产实践均证明，回转窑用煤粉燃烧器三风道明显优于单风道，四风道明显优于三风道。多风道与单风道的重要区别就在于风煤混合由管内移到了管外，并且都有一个旋流器，借以产生旋转环形射流，如图1所示。这股旋转环形射流的强弱对多风道煤粉燃烧器的性能具有重要影响：一方面可以产生速度差、方向差和压力差，使风煤混合更为充分均匀，对煤粉提高燃烧速率有利；另一方面会使火焰稳定，进而为热工制度稳定提供必要的条件。但是，如果设计不当，旋流度太小则起不到应有的作用，使火焰发飘无力，更谈不上能够顶烧。太大则会扫窑皮烧砖，不仅使运转率大大降低，而且使产质量也不能提高，给企业造成严重损失。最近笔者接到了许多电话、传真和信函，有的亲自来单位研讨。这表明当前对四风道煤粉燃烧器的认识愈来愈深化，研究的问题亦愈来愈广泛。随着多风道，特别是旋流式四风道煤粉燃烧器的引进和推广，国内不少单位也进行了研发，但效果却相差悬殊，有好有差，个别情况还有不及单风道的。其中一个重要原因就是旋流度不合理，不匹配，不能调节到所需要的良好状态。旋流度是一个燃烧空气动力学问题，现将笔者的一些分析和体会介绍给有关读者参考，权作一个公开的回复。 a、单风道煤粉燃烧器的风煤在管内混合及喷出情况 b、四风道煤粉燃烧器的风煤在管外混合及喷出情况图1 多风道与单风道的风煤混合情况

煤粉燃烧器

煤粉燃烧器的分析摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发：旋流稳燃器：稳燃原理：旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。存在的问题： 1.预燃筒壁的积粉和结渣：不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室. 2.旋流叶片的磨损：在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果 3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。 4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。钝体直流稳燃器：稳燃原理：钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是

回转窑燃烧器

6煤粉制备技术及燃烧器 6.1煤粉燃烧器的发展回转窑煤粉燃烧器已由单风道发展到三风道、四风道和烧两种以上燃料的五风道。风道越多，性能越好，但结构越复杂，质量越大，造价越高，使用时容易弯曲变形。从煤风与空气混台的效果看，燃烧器可分为旋流式和分割式，分割式四风道燃烧器通道分为外轴流风、煤风、内轴流风、内旋流风，其中外轴流风是轴向喷射的，风道为连续成形，由于分割式燃烧器将煤风分割成四股喷射，煤粉喷出后在圆周方向不均匀，在形成火焰完整性方面与旋流式有一定差距，而且增加了煤风通道的磨损。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5%～7%，甚至3％～4%，既可以烧优质烟煤，也可以烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤、石油焦、煤页岩、废轮胎和生活垃圾等。 6.1.1回转窑对煤粉燃烧器的要求 1 对燃料具有较强的适应性，尤其是在燃烧无烟煤或劣质煤时，能保证在较低空气过剩系数下完全燃烧，CO和NO x排放量最低。 2 火焰形状能使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，有利于熟料结粒、矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘，形成稳定的窑皮，延长耐火砖使用寿命。 3 外风采用环形间断喷射，保证热态不变形，射流均匀稳定，形成良好的火焰形状，最好采用多个小喷嘴喷射。 4 采用拢焰罩技术，避免产生峰值温度，降低有害气体NO x的排放，使窑内温度分布合理，提高预烧能力。 5 采用火焰稳定器，受喂煤量、煤质和窑情变化波动的影响小，火焰更加稳定。 6 结构简单，调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，满足烧不同煤质和形成不同火焰的要求。

锅炉煤粉燃烧器说明书

LHX-高效节能型锅炉煤粉燃烧器产品说明书西安路航机电工程有限公司

一、工作原理： ①燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，他通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定的着火：连续分层次供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。煤粉燃烧器就是利用二次风旋转射流形成有利于着火的回流区，以及旋转射流内和旋转射流与周围介质之间的强烈混合来加强煤粉气流的着火特性。旋转射流的工质除了二次风外，还可以有一次风。在二次风蜗壳的入口处装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，蜗壳煤粉燃烧器的结构简单，对于燃烧烟煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃烧贫煤运行参数:一次风率r1，一、二次风量比，一、二次风速w1和w2及风速比w1 /w2有关。。锅炉燃烧器使用的是气化原理，能使燃油完全气化，整个燃烧器采用三级点火方式，先用高能点火器点燃轻柴油，再用轻柴油点燃浓煤粉，最后点燃淡煤粉，实现煤粉全部燃烧。 ②为避免工业锅炉积灰过多，本产品采取炉外排渣系统.进入锅炉体内的烟气灰渣尘只占燃料燃烧总的渣量的15%，其中只有小部分沉于锅炉体内,绝大部分烟气尘随烟气流入炉外的收尘系统.工业锅炉本体只需采用压缩空气吹灰系统即可避免锅炉本体人工掏渣。本产品的使用效果与燃油燃气的工业锅炉效果基本一致。

③本产品燃烧煤种与水煤浆燃烧煤种大大放宽，而不需要特优烟煤，而对于一般烟煤、无烟煤、褐煤等甚至劣质杂煤均可.使用其煤粉燃烬率可达到99%,炉渣含碳量为1%左右.炉渣为黄白色是农业化肥和建材的良好的混合材,以达到循环利用的目的.其耗煤量与一般链条锅炉可节省煤耗为25-30%以上。二.环保技术指标：由于燃烧系统的彻底改进，相对于链条式的工业锅炉，由燃煤层燃燃烧方式改为煤粉燃烧方式，同时又采用炉外排渣技术。其中燃烧筒（立式、卧式）的捕渣率能达到85%以上，进入工业炉的炉渣量几乎小于15%以上，只有极小部分烟尘沉于炉内,大部分随烟气流进炉后收尘系统.这样极大的减轻了炉尾部的收尘器的收尘量，进入锅炉内的细微烟尘只需要设置采用压缩空气吹灰孔即可，锅炉必须设置专用检查炉门。本公司依据水膜旋风除尘器的基本原理研发成功:文氏管双级脱硫水雾除尘器（不锈钢等钢结构见另外产品说明书），进而彻底淘汰多年普遍使用的水膜麻石除尘器，使锅炉后的除尘系统简单化，而除尘效果更优。经测算：除尘效率可达到99%，粉尘含量≤100mg/m3,SO2≤250～ 300mg/m3, NO2≤400mg/m3,总体排放指标，可达到国家城市二类地区的环保指标。三.全线实现PLC全自动热工仪表控制系统