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回转窑煤粉燃烧器的技术进展
- 2019-09-19-

对回转窑煤粉燃烧认识的深入   

  从工艺过程角度看,用于对回转窑烧成带提供热量的燃烧器应满足下述要求:   

1)对燃烧品质具有较强的适应性,特别是在燃烧无烟煤或劣质煤时,能确保在较低空气过剩系数下完全燃烧,其CO和NOx排放量降至最低限度。   

2)火焰形状应是细而不长,使整个烧成带具有强而均匀的热辐射。这一方面有利于熟料结粒、熟料矿物晶相正常发育,防止烧成带扬尘;另一方面有利于形成致密稳定的烧成带窑皮,延长耐火砖使用寿命。   3)一次风用量尽可能少,但必须保证在不正常的窑况下火焰燃烧的稳定。   

值得指出的是,在上述要求中强调了火焰形成应是“细而不长”以形成合理的燃烧带长度,而不再象以往那样强调化燃烧以适应强化煅烧要求,这是因为强化燃烧所形成的局部高温对烧成带窑皮不利,从而影响耐火砖使用寿命,另一方面局部高温将增加NOx的排放量。   

  一般情况,来自冷却机的二次风温可达900℃以上,窑头燃烧火焰温度高达1800℃左右,其燃烧一般已进入扩散控制区。扩散控制区的燃烧特点在于:煤粉燃烬时间受煤粉细度的影响较大(正比于煤粉粒径的平方),而受煤品种特性影响较小,煤粉燃烧速率取决于其扩散速率,即煤粉和助燃空气的混合速率及火焰区的湍流强度。换句话说,在燃料品种和煤粉细度一定情况下,为在整个烧成带范围内形成均匀回转窑燃烧器强度的火焰,必须控制煤粉和助燃空气的混合速率。在窑头的所有助燃空气中,二次风量一般占80%以上,所以控制煤粉和助燃空气的混合速率实质上是控制回转窑燃烧器出口射流股对二次风的引射速率。至于火焰形状除受到对二次风的引射速率和一次射流股的旋流强度等方面因素的影响外,还取决于燃烧器出口一次射流本身的“刚度”,一次射流本身的“刚度”可以一次射流最大速度沿轴向的衰减程度来衡量。上述这些都取决窑头受限射流空气动力学方面的精确设计。图1为我们实测到的典型的窑及三通道燃烧器所形成的受限射流速度场。


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