第5章-煤粉燃烧器课件.ppt

1、第六章第六章 煤粉燃烧器煤粉燃烧器一、燃烧器发展简介一、燃烧器发展简介v20世纪70年代以前，回转窑广泛使用单通道煤粉燃烧器。v70年代，出现了双通道燃烧器，性能得以改善。v80年代相继出现三通道、四通道、五通道燃烧器，以适应燃料和窑况变化的需要。v燃烧器的发展，强化了燃料的燃烧，充分发挥了燃料燃烧的热效率。二、单通道燃烧器二、单通道燃烧器 单通道喷煤管结构简单，是一根很长的前端有一小段较小直径通常被称为喷嘴的圆管。单通道喷煤管是利用一次空气直接将煤粉喷入窑内，因为煤粉和空气之间相对速度为零，使气、煤混合物的燃烧不良，在喷煤管前端保持一段“黑火头”。(1)一次风量大(2040%)；(2)烧成温

2、度不易提高；(3)煤粉的品质要求高；(4)容易发生结圈、结皮、结块等工艺事故；(5)火焰形状不易控制；(6)NO2有害气体多。三、多通道煤粉燃烧器三、多通道煤粉燃烧器1.多通道燃烧器的功能多通道燃烧器的功能v降低一次风用量，增加对高温二次风的利用，提高系统热效率。v增加煤粉与燃烧空气的混合，提高燃烧速率。v增强燃烧器推力，加强对二次风的捐卷，提高火焰温度。v增加对各通道风量、风速的调节手段，使火焰形状和温度场容易按需要灵活控制。v有利于低挥发分、低活性燃料的利用。v提高窑系统生产效率，实现优质、高产、低耗和减少NOx生成量的目标。v燃烧器的推力，系指一次风提供的动量和单位时间输送空气的流量。即

3、：燃烧推力单位时间一次风量一次风出口风速v燃烧器推力增大时，火焰缩短，反之，延长。v燃烧器推力应控制在合理范围。2.三通道煤粉燃烧器工作原理三通道煤粉燃烧器工作原理v三通道喷煤管利用直流直流、旋流旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧。其特点是将喷出的空气分为多股，即内风、外风和煤风，各有不同的风速和方向，从而形成多个通道。v内风内风 通道出口端装有旋流叶片，所以内风又称旋流风。采用旋流风可以在火焰中心形成断面近似呈柳叶形的低压或负压区，从而造成回流，以便卷吸高温烟气。其旋转射流在初期湍流强度大、混合强烈，动量和热量传递迅速。v煤风煤风 采用高压输送，煤粉浓度高，流速较低，且风量较小，着火所需求的热

4、量就比较少，所以有良好的着火性能。v在保证不发生回火的条件下接近输送粉料的速度(2040m/s)。v外风外风 采用直流风，直流射流早期湍流强度并不是很大，但具有很强的穿透能力，使得煤粉气流着火后的末端湍流强度增加，强化了固定碳的燃尽。外风风压很高，风速一般也较高，故可以增强外风卷吸炽热燃烧烟气的能力。v内外净风出口速度可高达(75210m/s)。内、外流风把煤风加在中间，利用其速度差、方向差和压力差使煤粉与一次风充分混合。v内风、煤风和外风采用同轴套管方式制作，喷出后的混合过程是逐渐进行的。分级燃烧使三通道燃烧器的内、外风和整个燃烧过程更加合理，也使燃烧过程中的有害产物生成量减少。v煤风三者的

5、总风量，只相当于单通道喷煤管燃烧空气量的812%，故可大大减少煤粉气流着火所需的热能，并可充分利用熟料冷却机排出的热气流。3.三通道煤粉燃烧器的结构三通道煤粉燃烧器的结构4.几种三通道燃烧器的结构几种三通道燃烧器的结构v其外风道为轴流并向外扩展，内风道为旋流亦向外扩散，煤风为轴流也向外扩散，中间通道为油管通道。各个通道出口截面均可调节。v特点是：外风道为轴流向内收缩，内风道为旋流向外扩展，煤风道为轴流不扩展，各通道出口截面可以调节。v特点是：外风道由均匀分布的小圆孔织成，超音速风速，内风道为旋流向外扩展，煤风道为轴流向外扩展，各通道出口截面可以调节。v特点是：外风道为轴流，并没有锥角缩口。内风

6、道为旋流向外扩散，煤风道为直通式轴流，中心管端部结合圆锥台型端盖，以利煤风混合和稳定火馅。vA KHD公司PYRO-Jet燃烧器超音速煤粉燃烧器高压煤粉燃烧器原理图PYRO-Jet喷嘴不像一般低压三通道喷嘴那样是从环形缝隙喷出，而是从沿喷嘴外园排成环状的8-18个独立风嘴喷出，其压力为1巴左右，由一个旋转活塞风机供风。喷射嘴的作用是为了将高温二次风卷向喷嘴，以加快煤粉燃烧。vB 法国皮拉德公司Rotaflam型煤粉燃烧器v 油或气枪中心套管配有火焰稳定器，可使火焰根部产生一个较大回流区，以确保火焰燃烧稳定。v 原来三通道燃烧器的旋流风设置在煤风之内，RotafIam燃烧器旋流风设置在轴流风与煤

7、风之间，以延缓煤粉与空气的混合，从而适当降低火焰温度。v 采用拢焰罩，可避免气流迅速扩张，产生“盆状效应”，使火焰形状更加合理，避免窑头高温，延长窑口护铁的使用寿命。v 外净风由环形间隙喷射改为间断的小孔喷射，二次风能从相隔小孔的缝隙中进入火焰根部，使火焰集中有力，同时使 CO2含量高的燃烧气体在火焰根部回流，降低O2含量，避免生成过多的NOx气体。v 可以在操作状态下通过调整各个通道间的相对位置，改变出口端部截面积，以调整火焰。v 由于火焰根部前几米具有良好的形状，可使火焰最高温度峰值降低，使火焰温度更趋均匀，有利于保护窑皮，防止结圈。中心风的作用v防止煤粉回流堵塞燃烧器喷出口；v冷却燃烧器

8、端部，保护喷头；v火焰更稳定；v减少有害气体NOx的生成.C Duoflex燃烧器v保持一次风量（6%8%）的前提下，优化一次风风压和喷出速度，大幅度提高燃烧器推动力，强化燃烧速度，同时维持风机较低单位电耗。v为降低阻力，旋流风和轴流风在出口端较大空间预混合，之后由同一通道喷出。由于喷煤管前端的缩口，使轴流风相混时赋有趋向中心的流场，对旋流风具有较强的穿透力，以利一次风保持很高的旋流强度，有助于对燃烧烟气的卷吸回流作用。v将煤风置于旋流风和轴流风包围中，借以提高火焰根部CO2浓度，从而抑制NOx的形成。v火焰稳定器v煤风管科前后收缩，可在维持轴流风和旋流风比例不变的前提下，一次风量调节范围可达

9、50%100%。v煤风管退缩至最后端，形成约100mm拢烟罩，反之与最前端平齐时，出口面积最小，风量最小。v使用寿命长，中心管预留二次燃料喷射管。D TC型旋流式四风道煤粉燃烧器小结小结v将一次风由单通道直接喷山，改为多通道狭缝喷出，进而该进为多孔喷出；v在一次风量减少的同时，提高一次风速以提高或保持一次风端部具有强大的推力；v改进各风道型式、规格及它们之间的匹配方式，使火焰根部形成回流；v提高火焰整体温度的同时抑制火焰高温区温度峰值；v拢烟罩和火焰稳定器的应用。四、多通道燃烧器的方位调节四、多通道燃烧器的方位调节v1.喷煤管中心在窑口截面上的坐标位置v火焰过于逼近物料表面，一部分未燃烧的燃料

10、就会裹入物料层内，因缺氧而得不到充分燃烧，增加热耗，同时也容易出现窑口煤粉圈，不利于熟料煅烧；v如果火焰离物料表面太远而偏向窑衬内壁，火焰射流则会碰撞窑皮，从而烧坏窑皮和窑衬。v2.喷煤管端部伸到窑口的距离v伸入窑内越多，高温点越向后移，冷却带增加，等于缩短了窑长，尾温随之增高，对窑尾密封及其他装置不利；v距离越大，火焰前移，冷却带缩短，甚至没有冷却带，这时出窑的熟料温度很高，使窑头罩和窑口护板的温度 增高，窑口筒体板易形成喇叭形，使用寿命大大降低；v 对预分解窑来说，喷煤管前端伸入窑口100200mm较为适 宜。v3.喷煤管中心线与回转窑内衬的交点喷煤管中心线与回转窑内衬的交点v喷煤管的中心

11、线一般都是水平的，而回转窑筒体则是倾斜的，所以在理论上喷煤管中心线与窑衬表面有一个交点。这个交点距窑口的距离（Lj），关系到火焰对料面在轴向上的作用情况，因而很重要。v在实际操作中，喷煤管有时要前后移动，回转窑也有上下窜动，因此这个距离只有在初始定位时才有意义。v对于460mm预分解窑，其Lj为4550mm比较合适。喷煤管向下倾斜最为常见，一般下斜1%较为适宜。v喷煤管向下倾斜，窑筒体温度降低，熟料中的粉尘含量降低，同时延长了火砖寿命。喷煤管的操作，自己找材料。喷煤管的操作，自己找材料。五、分解炉用燃料燃烧器五、分解炉用燃料燃烧器v由于分解炉内燃料多系无焰燃烧、炉内温度较回转窑燃烧带低得多，因此对炉用燃烧器性能不像对窑用燃烧器那样苛求。v除RSP型分解炉以煤粉为燃料时，一根单独的燃烧器插入SB室，其他炉型大多是在二次风入口处多点设置。v炉用燃烧器除结构外，关镀在于设置位置要同三次风入口位置及生料下料点位置优化匹配，以保证燃料迅速喷入炽热的三次风中，迅速发火起燃；同时要避免生料涌入刚刚发火或尚未发火的燃料喷入区，影响燃料的发火起燃。v炉用燃烧器的位置及角度，也要同三次风入口位置及角度合理匹配，避免吹扫炉用耐火材料