微油点火技术

四
改造以后预期效果 由于采用新型的四通道燃烧器以及微油点火技术，针对水泥窑生产特点， 改
造以后预期可达到如下目的： 1）节省点火用油； 2）由于没有未燃尽残油附着在窑皮上，延长窑砖使用寿命； 3）新设计的燃烧器对火焰能更好的组织燃烧，降低 NOx 排放； 4）提高煤粉燃烧效率，节约吨水泥煅烧煤耗； 5）提高水泥煅烧品质； 6）对水泥窑适用煤种范围宽，从烟煤到无烟煤都可以使用； 五 经济效益和社会效益
微油点火技ห้องสมุดไป่ตู้在水泥窑的应用
一 技术开发的背景 随着国民经济的发展，燃油用量越来越大。尤其对我国而言，石油资源非常 匮乏，每年需进口 1.8 亿吨左右。在这种能源紧缺的形势下，国家发改委启动了 《节能长中期专项规划》 ，提出了“十一五”期间节约和替代石油 3800 万吨的奋 斗目标，被列为十大节能工程首位。因此，开发节油环保的新产品和新技术，不 仅具有明显的经济效益，而且有很大的社会效益。 微油点火技术作为一种新型的点火技术，具有节油环保功能，在电站锅炉改 造已经非常成熟，有的电站锅炉微油点火技术改造以后节油率甚至能达到 95% 以上。而在水泥行业，烘窑过程和维持窑温阶段是水泥行业用油主要阶段。据统 计，单条生产线的年耗油量在大约为 150 吨。我国的水泥行业的新型干法线年平 均消耗燃油量大约 12 万吨， 具有巨大的节能潜力。 开发水泥窑节油点火技术 “微 油点火”技术有着非常现实的和迫切的需要。 二 微油点火技术原理
1 微油点火技术是利用少量的油气化以后完全燃烧，产生高温火焰（1500℃～ 2000℃） ，利用微量油燃烧产生的高温火焰在距离燃烧器喷口一定距离位置点燃 煤粉气流， 煤粉通过含有大量活化性粒子的高温火核时， 挥发份迅速着火并燃烧， 同时焦炭粒子被点燃，实现多相着火。
图 1 气化油枪火焰
图 2 煤粉着火火焰
所需标准燃煤量 节约燃油量 燃油发热量 80 90% 42 116 标准燃煤发热量 燃烬率 29 90%
燃煤成本为：
煤燃成本 所需燃煤量 标煤单价 制粉单耗 所需燃煤量 电价 116 500 25 116 0.5 （万元） 6
1、经济效益分析 1.1 单条生产线经济效益 1.1.1 大油枪烘窑成本： 以水泥厂单条生产线年用油约 80t 进行核算，每吨轻柴油油价格为 7000 元 左右，因此，用回转窖现有的大油枪烘窖，每年的成本约为： 80×0.7＝56 万元 1.1.2 应用微油点火成本： 应用微油点火技术，节油率约在 90%左右，因此每年所需用油为 80×10%=8 吨，其成本为： 8×0.7＝5.6 万元 按照热量平衡，折算所需标准燃煤量为：
1 燃烧器结构 重新设计的燃烧器采用目前先进的四通道煤粉燃烧器，结构示意图如下：
图 3 燃烧器正常运行示意图
图 4 燃烧器点火运行示意图
图 5 轴风喷口示意图
图6
旋风喷口示意图
图 7 燃烧器配风盘示意图
2 改造涉及的系统 对水泥窑实现微油点火改造涉及的系统很少， 用现有的系统就完全可以满足 要求： 1）旋风和轴风用原风系统供风； 2）煤粉用原煤粉系统； 3）中心风用原中心风系统供风； 4）燃油系统，用原来点火油系统供油，油压需要 1.5～3.0MPa； 5）压缩空气系统，用原来压缩空气系统，压力需要 0.6MPa 左右； 6）电打火，需要 220V 普通电源； 7）其余与原来燃烧外形尺寸保持一致，不做改动； 3 调试 对改造以后的系统，根据水泥生产线参数以及设计参数，对各个系统风压、 油压、中心风管移动距离等做适当调整，以实际观察燃烧火焰到适当。
以上图 1 是气化油枪火焰（1500℃～2000℃） ，图 2 是气化油枪点燃冷态煤 粉燃烧的火焰。 2 水泥窑燃烧器点火节油的原理是，重新设计一个多通道煤粉燃烧器（根据水 泥窑的参数、性能、煤质等） ，保持原来燃烧器正常运行时的功能。重新设计的
燃烧器包括中心风、 煤风、 旋流风、 轴风。 在中心风管内设置微油点火气化油枪。 点火时通过一些机械装置把中心风管向后移动一定距离，微油枪着火以后，直接 给煤风，从而点燃煤粉，从而实现烘窑以及维持窑温。等窑温达到需要的温度以 后，退出油枪运行，把中心风管移动到正常位置。整个燃烧器作为正常燃烧器使 用，煅烧孰料。 3 通过上述点火方式，避免了仅仅使用原来大油枪烘窑以及维持窑温，从而达 到点火节油的目的。根据煤质以及各种参数的不同，根据电站点火改造经验，一 般可以节省点火用油达到 90%左右。 4 重新设计的燃烧器，采用多通道煤粉燃烧器，通过数值模拟以及计算优化设 计，可以更加方便的管理窑内煤风火焰，提高煤粉燃烧效率，使窑内温度更高， 更均匀，达到节省煅烧用煤量以及降低 NOx 排放，同时提高孰料煅烧质量。 三 水泥窑微油点火燃烧器结构以及系统
所以，微油点火总成本为 11.6 万元。 1.1.3 每年可节约成本约 56－11.6=44.4 万元。 1.2 整个水泥行业经济效益
目前国内有约 900 条生产线，则应用微油点火技术可节约： 44.4*900＝39960（万元） 2、社会效益 2.1 四通道微油点火燃烧器在烘窖过程中能够通过配风实现低氧燃烧，有利于减 少 NOx 的生成。 2.2 在烘窖初期即可除尘设备，有利于减少粉尘排放。 六 微油点火技术开发总体思路 针对微油点火四通道燃烧器的技术开发， 以数值模拟技术结合发电厂点火试 实践进行研发，以较成熟的试验产品进行工业试用；以工业试用后的实际情况进 行二次研发，最终实现产业化。 充分利用微油点火技术在煤粉锅炉上成功应用的经验， 并了解现阶段水泥窑 应用的四通道燃烧器特点、窑炉特点、参数性能，以及窑炉以及生产工艺对煤粉 燃烧器的要求，开发具有自主知识产权的微油点火窑用煤粉燃烧器。