固体燃料煤的燃烧设备培训课程

固体燃料煤的燃烧设备【学习目标】1、了解煤燃烧技术的主要内容；2、了解燃烧器的发展过程；3、掌握回转窑对煤粉燃烧器的要求及设计基本原则4、熟悉各型窑用燃烧器的结构与性能。一、概述工业上固体煤的燃烧方法层状燃烧法：直接燃烧未经加工的块煤煤粉燃烧法：将煤粉用喷然法燃烧沸腾燃烧法：将地质、劣质的碎煤进行流态化燃烧燃烧效率很高高效，次于煤粉燃烧燃烧效率低，自控能力低，污染大，水泥工业鲜有应用因此，只介绍前两种，重点是喷煤法二、煤粉燃烧技术3.三种风一次风：带携煤粉的这部分空气二次风：到回转窑内的助燃空气三次风：到分解炉内的助燃空气1.煤磨的双重功能：粉磨和烘干，常用立磨或球磨2.煤粉的燃烧方法：喷燃法原理：用小量的空气以较高的动量携带煤粉至需要燃烧的地方高效的着火燃烧以放出热量组织煤粉燃烧的装置？三.煤粉燃烧器煤粉燃烧器，水泥行业又称喷煤管、煤粉烧嘴、煤粉喷嘴，分为窑用和炉用两种四、回转窑用喷煤管首先是用具有一定动量的空气（一次风）携带一定量的煤粉喷入窑内实现着火燃烧。其次在大量来自冷却机的预热空气（二次风）助燃下，煤粉实现完全燃烧。形成具有一定长度、形状和“刚度”的稳定火焰。从煤粉喷入窑内后到实现着火燃烧为止，所经历的一段轨迹被称为：黑火头。有个明亮的火焰，属于有焰燃烧辉焰燃烧，特殊的无焰燃烧不难理解，所用煤的挥发分越多、灰分越少，煤粉就越易燃烧，黑头也就越短燃烧器的端部一定要有高温保护措施，窑防止因局部高温会是熟料温度过高、熟料发粘而在燃烧器前方堆积的问题窑回转对煤粉燃烧器的要求1对燃料具有较强的适应性，尤其是在燃烧无煤烟或劣质煤时，能保证完全燃烧。2火焰形状能使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，有利于熟料结粒、矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘，形成稳定的窑皮，延长耐火砖使用寿命。3.火焰稳定，受喂煤量、煤质和窑情变化波动的影响小。4.调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，满足烧不同煤质和形成不同火焰的要求,同时，一次风的含量要尽可能少5.从环保考虑，必须减少CO和NOx排放量窑用喷煤管传统窑用单通道喷煤管现代窑用多通道喷煤管现代窑用三通道喷煤管现代窑用双通道喷煤管现代窑用四通道喷煤管新式窑用燃烧器可燃废弃物喷射枪固体燃料脉冲烧嘴固、气、液燃料掍混烧嘴单通道燃烧器。只有一个风煤通道，为提高风速，保证刚度，通常增加倾斜1~6度拔哨，平行管和凤翅单通道喷煤管的不足及改进办法1.火焰形状固定，纵向位置调整只能通过移动喷煤管完成2.一次风量占总风量的20﹪~30﹪，风速仅有40~70m/s，个别可达到90m/s

，火焰调节范围窄，灵活性小，对不同煤质适应性差3。风、煤混合不均匀导致燃烧效率不高，且火焰刚度不足4.调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，无减少CO和NOx的措施2：三通道燃烧器原理：利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧过程，其特点是将喷出的空气分为多股（即内风、外风和煤风），利用他们不同的风速和方向，从而形成多个通道。内风通道的出口端装有旋流叶片，所以又称为内旋流风。外风通道为直流的环状通道以保持直流风与高风速从而保证火焰有一定的长度、形状、刚度。外风又称作外轴流风中间通道为输送煤粉的通道，称为煤风此外三通道喷煤管还设有一个调节器和一个燃油点火点三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外风速和风量的比例（旋转调节器手柄），可以灵活调节火焰形状和燃烧强度，以满足窑内煅烧熟料温度分布的要求。典型三通道煤粉燃烧器（一）：三通道煤粉燃烧器《法国皮拉德公司》

这种喷煤管的内、外两个通道为净风道，分别为：内风通道和外风通道内风通道出口端装有旋转叶片，内净风：内旋流风（有助于风、煤混合）。外净风通道为直流的环状通道以保持直流风与高风速，保证火焰具有一定的长度、形状和“刚度”。内、外风之间的通道为输送煤粉的通道：煤风通道各通道出口处一般设有“钝体”，“钝体”起到了火焰稳定器的作用，具体来说，就是钝体能加强高温烟气的回流，保持煤粉着火燃烧所需的高温。此外，三通道喷煤管还设有一个调节器和一个燃油点火器。此窑用三通道喷煤管一次风比例为12%~14%，一次风的风速为120m/s（二）：Pyro-Jet喷煤管《德国洪堡公司》

PYRO-Jet喷嘴不像一般三通道喷嘴那样从环形缝隙喷出，而是沿喷嘴外圆排成环状的8~18个独立喷嘴喷出，提高了喷射速度或者在保持一定喷出速度的情况下减少外净风量，从而减少不能预热的一次风量该喷煤管各风道之间还采取了较大的风速差。一次风的比例为6%~8%。该喷煤管也适合于低活性、低质燃料，包括挥发份含量较低的贫煤、无烟煤、焦炭、质量较差的褐煤以及石油焦等。采用该喷煤管的回转窑内其烧成带窑皮均齐，窑龄延长，操作稳定，熟料的质量和产量都有提高。另外，较低的一次风量是火焰高温区含氧量降低其高速直流风能迅速均匀的分散煤粉与热气流，这即可缩小喷煤管出口附近的超高温区域，又能缩短煤粉和热气流在火焰高温区的停留时间，从而降低NOx生成量。

PYRO-JET窑用三通道喷煤管进行了多次的结构改进新型PYRO-JET窑用三通道喷煤管的特点有三点：第一：它的气流特性和燃料特性以及各部分结构都经过了更为科学的研究和优化。第二：它的中心处有可燃废弃物的燃烧管。第三：它的最外面是冷却管，所喷出的冷空气能够有效的保护喷煤管，提高其可靠性与延长寿命，也能保护窑皮和耐火衬料。（三）：Rwirlax型煤粉燃烧器Rwirlax是将swirlax轴流风与煤风间的一段环形分隔壁去掉形成一个混合室四通道煤粉燃烧器（1）工作原理如图1所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO的燃烧更为充分，并起稳流的作用。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速度，燃烧是非常迅速和完全的。

图1

四通道煤粉燃烧器火焰中各种气流及煤粉流动示意图（2）结构瓣原理该四通道燃烧器的弹结构组成如全图2所示。图2四通道选煤粉燃筝烧器结构示意管路:共分5条，分别榴为轴流风父道、旋流叉风道、煤欲风道、中写心风道和镰燃油管。扎喷定嘴:由特殊材鉴料加工，商各管道的女出口面积和可调，从妻而调节喷进出的速度乘，是保证尤火焰形状杂及寿命的义关键部件脑之一。纹金属乐波纹补偿蒙器:是联接各贸管路密封装和调节火兵焰形状的您主要部件片。遍蝶阀:用于调节漆风量。愁压力蹈表:间接显示专燃烧器内帽风口喷出宴速度。业保护症层:即耐火浇渴注层，用方户自行浇涛注。犬燃烧器侦的调节方划法:轴流风、指旋流风和泉中心风的弹入口上都政装有蝶阀策，可单独壳地调节各生风量和比堡例。旋动韵调节螺母喘，可把各花管向内压歉入或向外额拉出，调宇节各喷出悼口面积大久小从而调欠节喷出的佛速度。（3）特点第一：泛与三通看道喷煤惧管相比漫，增加线了中心敢风通道巨。中心风势的作用蹈：能防携止因煤冶粉回流痛和窑灰舰沉积堵宫塞喷煤偿管管口馒、能使许窑内火岗焰更稳享定、能澡延长喷乳煤管使存用寿命培、能降连低NOx生成量蛛、能保烂护窑皮刊和延长额耐火衬虚料寿命华、能减幼少相关灶工艺事闻故、能秆辅助调债节火焰网形状、亮能改善哑熟料质忆量。第二：财在保证携各项优谷良性能同的同时攀，将一仰次风量龟降到4%~门7%。第三：各棚风道之间位采取很大卷的风速差旧，以充分施发挥高温乳气流的“谱卷吸“效查应、“回时流”效应睁来确保着逐火所需的院高温条件象。1--外净风通布道2--旋流风通务道3--风煤通辫道4--中心冷蝇风通道5--燃油点火阵装置1、Rota硬flam燃烧器Rota迎flam窑用煤符粉燃烧练器的特屋点：第一：欺点火用痒的燃油租烧嘴或掠燃气烧会嘴的中痰心套管隶上有钝提体，可延在火焰童根部形旺成回流销区来确钓保火焰伶稳定；第二：旋殊流风在直害流风与煤煌风之间，已以延缓煤宾粉与空气诵混合，使愉火焰根部除前几米处饿的形状良织好，这可港降低火焰鼠峰值温度业来保护窑清皮和防止戚结圈，也浩降低了NOx生成量;第三：外恰套管向外捷延伸到超矛过燃烧器污喷口，以制避免空气乐过早扩散皇，这样由甚于“碗状庸效应”，菠使火焰的已形状更佳午；第四：么直流风我通过沿饼环形分活散的小摩圆孔喷价出，它娱与外伸纯套管相坦结合可骂使火焰起集中有奖力，同彩时使CO2含量高的续烟气向火闻焰根部回毙流来降低O2含量从而命降低NOx生成量；第五：具调整各榆个通道部间的相支对位置呈，改变税各自的粗出口截杠面积，愁可调整柔火焰形冻状。而摊用以调业整内、毙外风量梳的阀门掌，只在幅开窑点庸火初期讲使用，紫正常生匠产时全五部开启锻以减少构阀门压班损；第六：一投次风量降惰为6%。2、Duo梨fle工x燃烧器丹麦F.L钓Sm披idt清h公司在框总结过痛去采用葛三通道先喷煤管Swir椅lex型和Cen股tra伸x型燃烧尸器经验静的基础拖上，于1996年推出了些新型的第压三代水泥凯窑用喷煤饶管——双调节统伸缩式Duof宰lex燃烧器纸。F．L_史密斯(FLS呆)Duo桨flex燃烧器结构如同图：主要由星外管与播内管组具成。外烤管里面竟含有内似筒，内米筒上侧惭有两个混调整螺悲栓，下度侧有两幅条轨道辰，内筒埋头部设佣有一圈妨切向螺挎旋叶片愿。燃烧抢器的内伤管设有4个通道，列由外到内伪分别是内资风通道、蓝煤风通道炉、中心风喂通道、及蒜燃油通道致。在外管昼与内管之饭间也组成挂一个通道财，即外风跪通道DUO磨FLE枯X燃烧眠器以两粗个同中饭心且紧昂密环围策着的环仅状煤通说道的环喊型缝隙寸来输送蛾一次风降。这两廉个外部斥管道形延成了一运个非常的严格的哨结构保吼证燃烧燥的稳定剂。新增呼的中心率管不仅拢有利于捎调节火滤焰中心尖压力而龟且可以照输送第犹二种燃移料工艺特例点：（1）奔减少循了一次皮风风量签。（2）严可到简易调节士旋流强度手。（3）隙空气吐喷嘴面角积可以辉进行合棚理的调秧节，保丝式证燃烧湿的稳定膀。（4）轿燃她烧器中心泊可喷射第椒二种燃料督，两种不悦同燃料间隔的转换十殿分方便。（5）绒低的骡NOX昼生成量谨保证了尸环保的匹要求此外，汗DUO海FLE谊X燃糖烧器除眨可以用来煤粉或教者焦碳妹﹑油﹑沸天然气酒或其中寇任何燃植料的混惭合物来冰烧制生资料外，厘还可以求用合适膛的特殊阅管道（堡中心管超道）来趟输送第率二种燃手料例如扎：塑料俗垃圾﹑惑木削﹑胶泥煤等奥地利塑尤尼滋暑姆水泥乒公司M.A.猫S要用燃野烧器德国洪峰堡公司绍KHD姿Py宇ro—码Jet讲喷射燃阻烧器武汉理弯工大学EPIC窑用四哄通道煤筹粉燃烧脉器泰国SIAM公司合肥水泥绒研究院HP型窑用葡四通道描煤粉燃笑烧器其它国菠产燃烧献器衡量燃烧筛器性能优艳劣的重要抓指标是一碎次风用量体。旋流式棉煤粉燃烧龙器是利用像直流风与拒旋流风形很成组合射偶流及中心县风形成的践平衡流的天方式来强祸化煤粉燃左烧，由于肺燃烧器的花结构特殊择，煤粉被勺送入燃烧纸区域内，踏通过涡流急、回流等吴方式和喷葱射效能，恩使煤粉与赛燃烧空气白充分混合碎，迅速点休燃并充分疼燃烧。当蓝前性能优典良的四风故道煤粉燃品烧器一次德风用量可矛降到5～7％，甚至3～4％，既可陪以烧优质射烟煤，也唐可以烧劣博质煤、低喝挥发份煤寺、无烟煤赢、石油焦碎、煤页岩骨、废轮胎食和生活垃确圾等。甚拳至烧两种隆以上燃料厌的五风道个，燃烧器亡将向着最卧优化及CO和NOx排放量最奴低的方向鬼发展。在一定讯范围内蚂降低一差次风所霉用比例案，从而竹增加二网次风的鼻利用，捞提高了振燃烧速社度和系衬统热效容率。国健内外的报理论分岔析和生洋产统计略均表明:一次风梦每降低1%，熟料菌单位热肃耗便可唐降低(2～3)×4蝴.18k妻j/kg熟料.同时，牛我们知缸道中心皆风约占坑一次风此量的2%～4%,采用小碌孔形式助喷出多臂股低速宵射流风,能稳定火凳焰,保护喷逗嘴头部,减少NOx有害气龙体;最近研究日表明，过直分强调一域次风的用产量，会由须于燃烧器域缺少一次乐风的冷却予而导致燃揪烧器喷口兵处高温，贤降低燃烧疑器的使用欺寿命。目滴前国外实株践已表明茄，一次风鞭量可降至3%～4%。新型煤硬粉燃烧上器分解炉用夺喷煤管分解炉降用喷煤法管有三橡种安装代取向:水平安根装（安额装在分却解炉炉洞体）垂直安心装（安剧装在分珠解炉炉矩体或横者虾三次风盾入炉处爽）倾斜安装懒（从分解婆炉顶部插攻入）分解炉浮内的燃键料燃烧垃是一种盯特殊的手无焰燃丧烧因为着分解炉衰内温度雷较回转协窑燃烧舅带内温爱度低得撕多，所迷以对炉棕用喷煤辉管的性妈能要求木不像对渔窑用喷缎煤管苛其求和窑用喷乱煤管一样妻，炉用喷遍煤管也分携单通道、乐双通道、椒三通道目前的炉每用喷煤管滋多使用双恶通道或者胃三通道喷骑煤管但因单通游道炉用喷影煤管火焰掠中心区所便具有的还何原气氛能牙降低炉气中的NOx浓度所镇以目前披国际上不单通道猾炉用