燃烧器参数、选型、诊断课件

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一次风机
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• 燃烧器与熟料质量的关系 • 燃烧器特点、参数 • 燃烧器适应性
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一、预分解窑熟料岩相
• 优质水泥熟料来源于较高含量的硅酸盐矿物，而硅酸盐矿物含量的高低与 回转窑内的温度场密切相关。
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燃烧器使用存在问题
• 燃烧器使用中的困惑 • １.参数不全、不知 • （１）设计几何尺寸不知 • （２）设计各风道风速不知 • （３）风机选型依据不知 • ２.调节范围不清楚 • 燃烧器配置适应煤种的范畴不知
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• ３.燃烧器工作原理不熟悉 • （１）扩散角度 • （２）卷吸量、旋流强度 • （３）煤燃烧距离
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大窑熟料
图5 A矿晶体边缘发生分解，棱角不完整 1%硝酸酒精浸蚀，反光200X
图6 大部分A矿晶体发生分解 1%硝酸酒精浸蚀，反光200X
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大窑熟料
图7 集中分布的树叶状、手指状B矿 矿
图8 集中分布的树叶状、手指状B
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小窑 熟料
图1 结晶规则的短柱状A矿
图2结晶规则的短柱状A矿
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利用劣质煤（指无烟煤、贫煤及褐煤）代替优质烟煤煅烧水泥 熟料，虽然可大大降低水泥成本，提高水泥厂的经济效益，但 是劣质煤尤其是低热值煤的使用，易引起烧成带温度低、飞沙 料增多，熟料产、质量下降。还可产生灰分沉积及窑内液相量 的过早出现，引起窑内结圈，结蛋，磨蚀耐火砖，影响窑内通 风和窑的运行，因此开发适应水泥预分解窑使用低热值煤的燃 烧器是解决水泥窑生产优质熟料的重要措施。
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二、燃烧器种类、特点
• 回转窑燃烧器是烧成系统的重要工艺设备，它不仅 影响窑系统的热耗及操作性能，还对熟料质量和有 害物质排放量产生影响，因此，一台好的燃烧器应 有以下特点：
• （1）在点火及操作期间火焰稳定； • （2）着火点接近喷嘴；
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概念
• （3）明亮有力的火焰； • （4）火焰粗细及长度可调； • （5）燃烧器端部可更换； • （6）较低的一次风量； • （7）结构紧凑、活动部件少； • （8）可烧替代燃料； • （9）较低的氮氧化物的排放。
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• ２．2 一次风的作用 • （1）控制燃料和空气的混合。 • （2）帮助火焰的稳定。
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火焰带回流的差别
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燃烧器参数
• 回转窑用燃烧器的设计一般有两种常用模式： • 动能型： 数学表达式为P×V2，即一次风量与
风速平方的乘积。 • 冲量型： 数学表达式为P×V，即一次风量与
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• 如果燃烧器的冲量不足而影响燃料与二次风 的混合，则每增加1％的过剩氧含量，就会增 加2％的热耗。这也是低一次风量
• 燃烧器产生低的NOx 排放的主要原因。因此， 在设计燃烧器时，必须考虑降低一次风量及 较低的过剩氧含量。
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• 水泥厂广泛使用的燃烧器都可归为这两大类 型：高动能型和高冲量型。也可简单划分为 “洪堡”型和“皮拉德”型。
风速的乘积（％·m／ s）。一次风量为占化学 需氧量的百分数。
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• 回转窑用燃烧器都是喷射卷吸型燃烧器，其 设计有两种方式：
• 第一种：高动能型。即：较高的一次风
（＞300m/s），较低的一次风量，通常为
5％～10％。
• 第二种：高冲量型。即：相对较高的一次风 量，较低的一次风速，以提供足够的冲量来 产生回流。
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小窑熟料
图3 A矿晶体不规则，晶体尺寸普遍偏小
图4 A矿晶体不规则，晶体尺寸 普遍偏小
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图11 A矿受液相溶蚀，边缘残缺不全 图12 尺寸差异巨大的A矿
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• 因此，只有具有优良性能的燃烧器(包括:型式、规格、设置部 位等)，才能保证喂入窑系统的燃料在燃烧空间内与高温二次 空气迅速混合，及时起火完全燃烧，并按照要求提供充足的 热量，形成一个合理的温度场及热工制度，从而使回转窑系 统充分发挥其应有的功能，实现优质、高效、低耗、长期安 全运转，并满足环境保护规定的要求。
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• ２ 燃料的燃烧特性 • 所有的燃烧过程都可分为以下几个步骤： • 混合－点火－化学反应－热量的传播 • ２．1 燃料和空气混合 • 对大多数燃烧器而言，燃料和气流的混合是
因为燃烧器的喷射卷吸产生的。
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• （1）自由射流的混合
• 当燃烧器的喷射为自由射流时，因为射流边 界与周围气流之间的摩擦力(卷吸力)，使周围 气流加速进入射流，使射流范围扩大。这个 过程由燃烧器的冲量控制，直到周围气流与 射流的速度相同时为止。燃烧器的冲量越大， 卷吸的气流越多。由于是自由射流，这个过 程将持续到卷吸力完全释放为止。
图1 液相分布富裕区域的A 矿，尺寸 巨大、有一定量地包裹物，明富裕区域的A矿， 尺寸巨大、外形不完整
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大窑熟料
图3多孔区域分布的小堆B矿及尺寸 巨大的A矿晶体——浸蚀程度较重
图4 多孔区域分布的小堆B矿及尺寸 巨大的A矿晶体——浸蚀程度较重
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燃烧器选择
报告人：齐砚勇
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• 水泥回转窑作为水泥熟料生产的关键装备，其具燃料燃烧、 气固换热、化学反应、物料输送等多重功能，然而燃料释放 能量的过程是实现其它功能的基础。随着国内能源供应的日 益紧张，目前新型干法水泥厂普遍使用的煤炭，价格急速上 涨，因此采用劣质煤尤其是低热值煤生产水泥熟料是降低水 泥生产成本的必然趋势。
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• （2）受限射流的混合大部分燃烧器，比如回 转窑用燃烧器的喷射都为受限射流，射流受 两种方式的限制：
• （2.1）周围气流（比如二次风）的量是受控 制且有限的；
• （2.2）射流的扩散边界受回转窑壳体的限制。
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• 当受限射流的冲量超过完全卷吸二次风量的 需要时， 将有回流产生。此时，二次风像自 由射流一样，被射流卷吸， 当二次风被完全 卷吸时，过剩的冲量将把燃烧产生的废气卷 吸回来，产生外部回流。