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1、武汉理工大学燃烧器讲义,新型干法回转窑燃烧器进展和介绍 EPIC武汉理工大燃烧器介绍 一、 概述 二、 技术原理 三、 技术性能 四、 结构简介 五、 主要工作原理 六、 安装 ,七 . 试运转 八 . 操作要点与参数 九 . 维护与安全技术 十 . 故障排除 十一 . 安全事项 十二 . 生产中煤管的认识以及调整 十三 . 售后服务,回转窑燃烧器的发展 与介绍,回转窑燃烧器发展到今天，已有4代产品。 1）单通道燃烧器。单通道燃烧器一次风用量大，火焰调节范围窄，灵活性小，对不同煤质适应性差。适用于长回转窑，除湿法窑外，也适用于干法窑生产。 2）三通道燃烧器。20世纪80年代初，随关回转窑变短以
2、及预热器和分解炉系统的开发，三通道燃烧器被开发出来，它节省了一次空气量，燃烧煤粉时能取得短、分散、强涡流形的火焰。（ 3）第三代燃烧器。20世纪90年代末开发的第三代燃烧器的火焰的细长，但比较集中。优点是火焰温度高，燃烧器出口处的速度高，减少了一次空气量。 4）四通道燃烧器。四通道燃烧器是最新的一代燃烧设备，专门用于回转窑。其设计可以使用权火焰的基部形成循环涡流，在冷窑点火时产生理想的稳定火焰。主要的特点是节能（通过大幅度减少一次空气量）和减少环境污染（通过降低NOx排放量。）,四通道燃烧器的理论依据,四通道燃烧器是科研人员根据冷、热态实验基地的技术参数，对国内上百家水泥厂进行实地考察，以国内
3、外三通道煤粉燃烧器为基础开发出来的。采用现代最新燃烧技术-大速差和强旋流理论，使火焰的内部范围的燃料聚集；通过降低一次空气消耗量来降低火焰根部范围内的氧含量并降低温度峰值；优化燃烧器喷嘴系统，通过调节喷嘴的几何形状来改变一次风量。,2.1、一次空气量与轴向喷射速度,燃烧器的作用首先是保证火焰的长度。火焰长度主要取决于煤粉与燃烧空气的混合速率，而混合速率主要由燃烧器单位推力（即一次空气的动量和单位时间输送空气的流量）所决定。如果推力大，火焰短，煤粉的潜热就会在一个小的体积内释放，因而火焰温度变得很高；如果减小推力而使火焰长度延长，火焰温度将会下降。 火焰是经喷射气流形成的，确定气流喷射量的大小是
4、动量（M）。 M=AV 式中： M-动量，%m/s; A-一次空气体积百分数，%； V -轴向风喷速，m/s。,2.2节能节耗,对同一种煤来说，其完全燃烧所需的动量是一定的。而对同一型式的燃烧器来说，其动量有一定的范围，因而一次空气百分数用量愈低，其轴向喷速愈高。不同型式燃烧器的动量范围是不同的，因而其喷速也不等，但各种燃烧器的喷速均符合上述规律。早期燃烧器轴向喷速在100m/s-150/s左右，随着一次风量的降低，目前均设计在200m/s以上。轴向喷速增加，相应增加了火焰长度，降低了峰值温度，有利于窑皮和耐火砖的使用周期。 窑内燃料燃烧时，供燃烧用的空气一是通过燃烧器向窑内喷射的低温一次空气
5、，另一是从篦冷机来的高温二次空气。在燃烧过程中，一次空气量比例降低，则二次空气量比例就增高。经估算当二次风温为900时，每降低1%的一次风量，多用的二次空气可使燃料热耗降13.5kj/kg。早期的三通道燃烧器一次空气量在12%-15%以上。经优化，四通道燃烧器一次空气量已降到7%以下，大大节省了能量。,2.3旋流强度与燃料的挥发分含量,除了火焰长度外，燃烧器还应保持火焰具有合适的气体流场。回转窑内的燃烧过程是受扩散控制的，在燃烧着火温度较高的燃料时，火焰的气体流畅是非常重要的。确保燃料正常着火并稳定燃烧的最简便的方法是使热的燃烧产物重新回到燃烧器端部与较冷的一次风及燃料混合。故要求设计上应设计
6、上应充分考虑燃烧器出口部分的流场，可采用大速差及稳燃腔的结构。对于挥发分低的煤和无烟煤，在回转窑内燃烧时，着火点高，温度低且最大热量区靠后。为使其挥发分快速挥发燃烧，增加燃烧温度并加快碳粒燃烧，提高火焰温度，缩短最大热流距窑头的位置，必须有较强的旋流强度。所以，应增设可调旋流装置，形成旋流风,新型四通道燃烧器的技综上所述理论依据术方案应符合如下要求,（1）所需一次风量低，且燃烧的火焰温度高，峰值均衡； （2）煤种适应性强，不同挥发分的燃煤均能稳定燃烧； （3）轴向风、煤风、环流风及中心风均可调节，使其动量在一可调 节的范围内； （4）燃烧器使用寿命应显著延长，尤其是煤风人口和头部喷嘴处； （5
7、）内外风出口截面调节灵活方便； （6）内外风阀门调节灵活方便，调节特性好； （7）燃烧器头部有一高温烟气回形成的负压区，可避免产生局部高温，沿窑长 的温度曲线变化平衡，因而可有效抑制“燃料NOx”和“高温NOx”的产生，降幅达 20%-30%，烟气排放达国家环保标准,EPIC型武汉理工大燃烧器介绍,现场图如下,燃烧器正在运行,如图,一 概述,EPIC四通道煤粉燃烧器系列产品是武汉理工大学（原武汉工业大学）“211工程”建设项目开发的新产品，课题研究人员根据冷、热态实验基地的技术参数，以国内外的三通道煤粉燃烧器为基础，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水泥窑
8、的结构和性能，运用大型计算机仿真技术研制的新一代EPIC四通道煤粉燃烧器。该产品集国外同类先进产品众家之长，适用于我国水泥生产行业各类回转窑，总体性能达到国际多通道煤粉燃烧器水平。 用户在使用本产品之前请详细阅读本说明书,技术性能,燃烧器的工艺特性 回转窑燃烧器不仅为燃烧提供了燃料和氧化剂，同时也是火焰成型最主要的动力装置。因此，精确的工艺，将提供良好的工况，对熟料煅烧，成本减少都十分的重要,一次风,一次风是对水泥烧成系统影响最大的人工风，它不仅起到输送煤粉的作用，而且对火焰成形燃料燃烧吸卷二次风的数量都有很大的影响，因此精确的控制有助于熟料产质量的提高和煤电资源的节省,一次风率,一次风的温度
9、很低，过多的参与燃烧过程则明显的降低了着火条件增大风机电耗也不利于煤粉的燃烧而造成资源的浪费。但由于一次风起着输送燃料和火焰成形的作用因而不可取消，因此只有尽量降低一次冷风在总风量（包括一次风二次风窑尾高温烟气）中的占有率以保证燃烧器的燃烧效果。,一次风输出方式,利用多个通道输出一次风，不仅可以降低一次风率而且高速的外轴流风还可以大量的引射高温的二次风，内部的旋流输出风可以增大火焰内部回流区，改善燃料着火条件，中心风调节黑火头以避免燃烧器由于高温被烧坏。同时，各个风道的出口形状也影响着燃烧，相比与环隙式出口，如果外轴流净风采用数个环绕的圆型孔出风，这不仅减小出口面积，而且在保证了出口动量的基础
10、上，增加了火焰刚度，减少了一次风量，更多的吸卷了二次风。国外某公司的新型双通道燃烧器，一次风基本上由一组环绕着燃烧器的软管输出，不仅大大降低一次风率而且可以简便地调节旋流强度,火焰形状可调性好,EPIC四通道煤粉燃烧器具有多种调节手段，内外风的不同比例及出口喷射流型可在总风量不变的条件下大范围无级调整，从而可获得能适应任意工况的火焰形状,四通道头部照片,头部,外风道高速喷嘴,煤粉通道,内风通道,中心风堵板,旋流体,碗型罩,节能降耗：,由于一次风量低，且直流风和旋流风可调至最佳比例，有利于煤粉完全燃烧，因而EPIC四通道煤粉燃烧器可有效降低煤耗，理论和实践表明每减少1%的一次风量可降低热耗8.7
11、010.46kJ/kg燃料。同时，二次风温显著提高。,对煤的适应性强，可用于低挥发份煤或无烟煤,根据燃烧挥发份含量（%），适当调整煤粉细度（一般0.080mm筛余百分数控制在挥发份百分数的0.50.75倍），同时相应调节燃烧器的推力，可实现将低挥发分煤或无烟煤用于回转窑煅烧。,低NOx排放量,正常作业时EPIC四通道煤粉燃烧器头部有一高温烟气回流形成的负压区，可避免产生局部高温，沿窑长的温度曲线变化平稳，因而可有效抑制“燃烧NOx”和“高温NOx”的产生，降幅达2030%，烟气排放达国家环保排放标准。,结构合理、总体性能优良,EPIC四通道煤粉燃烧器外型美观，配套设施齐全，系统阻力小，火焰调节
12、灵便快捷，维修保养方便，总体性能达到国外多通道燃烧器水平。,新技术、新材料确保使用寿命,EPIC四通道煤粉燃烧器的易磨损部位，进行了特殊的耐磨喷涂技术，使燃烧器关键部位的耐磨寿命比普通钢提高了510倍。EPIC四通道煤粉燃烧器的头部及喷嘴采用耐热钢材质，可保证燃烧器在1100的条件下，有两年以上的寿命。,定位调节方便灵活,EPIC四通道煤粉燃烧器的悬挂装置能根据窑内工况需要伸缩偏转，调节其在窑内的工作部位，使热工制度稳定可靠。旋流风通道的内外套管都采用了轴向伸缩结构，可视工况需要实时调节，使喷口产生扩张延伸效果,技术参数,外流风风速：140280m/s 压力140mbar 旋流风风速：1102
13、60m/s 压力140mbar 煤风风速：2535m/s,结构简介,PIC四通道煤粉燃烧器是跟踪国际先进的燃烧器技术，在消化吸收的基础上，研制开发成功的。其外形结构如图1所示,配件,喷嘴总成：选用优质耐热钢，对部分部件进行了表面材质处理，提高了硬度和耐磨性能； 旋转框架：能旋转调整3； 直流风压力表：00.06MPa； 煤风压力表：00.06MPa； 旋流风压力表：00.06MPa； 中心风压力表：00.06MPa； 配重压力杆；配合安装回转装置； 旋流风风管调整机构：旋转调整螺母可移动+15/-15mm，以补偿由温度引起的风道长度差，调节火焰旋流强度及火焰形状； 油枪：点火或补火时用； 直流
14、风蝶阀：控制直流风风量及风压； 旋流风蝶阀：控制旋流风风量及风压； 中心风蝶阀：控制中心风风量及风压。 中心风蝶阀：控制中心风风量及风压,工作原理,EPIC四通道煤粉燃烧器，采用四个通道，喷嘴结构图见图2，由内向外依次为中心风通道、旋流风通道、煤风通道、直流风通道。中心风主要调节燃烧出口处回流区的位置及大小，同时起保护燃烧器头部的作用；旋流风道采用螺旋叶片的轴流式旋流器，其气动阻力小，旋流强度大，旋流风的高速回旋气流，可产生内部回流区，卷吸窑内高温气体，从而起到稳定燃烧的作用；煤风（煤粉与气体混合物）具有输送煤粉与调节火焰的作用；直流风喷口采用1216个周向分布的专用喷嘴，喷射高速气流，卷吸二
15、次高温风，确保煤粉与热烟气充分混合，强化燃烧。,图片,剖视图 正视图,六、安 装,6-1安装方式 1）、吊装行车式 2）、地轨小车式 3）、根据用户现有的安装条件安装。 4）油泵的安装应考虑到油泵的工作性能，考虑其吸程，扬程，尽量将油池设定靠近窑头，缩短油泵与油池的距离，油泵吸油管道口应没入油池底部,吊装示意图,吊装行走车,示意图,地轨行走小车,定位,燃烧器安装定位图见图3，一般燃烧器安装在窑的第象,安装注意事项,无论何种安装方式，除配重压力杆外，不得有任何施力件或受力件，搭接在燃烧器本体上，否则伸缩节补偿伸缩作用会因此受到限制而失效，进而导致头部结构破坏。 如果采用刚性伸缩管作煤风管或净风管，须确保该伸缩管的伸缩所需力度小于燃烧器伸缩节的伸缩力度极限，不得使伸缩节产生拉伸形变。 所有法兰连接须用铜导线接地以防静电感应，接地紧固件须用耐腐蚀金属材,试运转,1)对燃烧器设备进行气密性及调节控制系统常规检查。 2）在节流阀完全敞开状况下一次风机试车4小时，记录燃烧器系统中的压力分配。 3）直流风表压和旋流风表压均能同时达到0.039MPa以上。 4）在无煤粉的条件下，开启煤风机试车，确保煤风表压能达到0.002MPa。 5）试调节（8）
