固体燃料煤的燃烧设备

固体燃料煤的熄灭设备【学习目的】1、了解煤熄灭技术的主要内容；2、了解熄灭器的开展过程；3、掌握回转窑对煤粉熄灭器的要求及设计根本原那么4、熟习各型窑用熄灭器的构造与性能。一、概述工业上固体煤的熄灭方法层状熄灭法：直接熄灭未经加工的块煤煤粉熄灭法：将煤粉用喷然法熄灭沸腾熄灭法：将地质、劣质的碎煤进展流态化熄灭熄灭效率很高高效，次于煤粉熄灭熄灭效率低，自控才干低，污染大，水泥工业鲜有运用因此，只引见前两种，重点是喷煤法二、煤粉熄灭技术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.煤粉的熄灭方法：喷燃法原理：用小量的空气以较高的动量携带煤粉至需求熄灭的地方高效的着火熄灭以放出热量组织煤粉熄灭的安装？三.煤粉熄灭器煤粉熄灭器，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器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熄灭。其次在大量来自冷却机的预热空气〔二次风〕助燃下，煤粉实现完全熄灭。构成具有一定长度、外形和“刚度〞的稳定火焰。从煤粉喷入窑内后到实现着火熄灭为止，所阅历的一段轨迹被称为：黑火头。有个亮堂的火焰，属于有焰熄灭辉焰熄灭，特殊的无焰熄灭不难了解，所用煤的挥发分越多、灰分越少，煤粉就越易熄灭，黑头也就越短熄灭器的端部一定要有高温维护措施，窑防止因部分高温会是熟料温度过高、熟料发粘而在熄灭器前方堆积的问题窑回转对煤粉熄灭器的要求1对燃料具有较强的顺应性，尤其是在熄灭无煤烟或劣质煤时，能保证完全熄灭。2火焰外形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，构成稳定的窑皮，延伸耐火砖运用寿命。3.火焰稳定，受喂煤量、煤质和窑情变化动摇的影响小。4.调理灵敏、方便，顺应不同窑情的变化，满足烧不同煤质和构成不同火焰的要求,同时，一次风的含量要尽能够少5.从环保思索，必需减少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熄灭器可燃废弃物放射枪固体燃料脉冲烧嘴固、气、液燃料掍混烧嘴单通道熄灭器。只需一个风煤通道，为提高风速，保证刚度，通常添加倾斜1~6度拔哨，平行管和凤翅单通道喷煤管的缺乏及改良方法1.火焰外形固定，纵向位置调整只能经过挪动喷煤管完成2.一次风量占总风量的20﹪~30﹪，风速仅有40~70m/s，个别可到达90m/s，火焰调理范围窄，灵敏性小，对不同煤质顺应性差3。风、煤混合不均匀导致熄灭效率不高，且火焰刚度缺乏4.调理灵敏、方便，顺应不同窑情的变化，无减少CO和NOx的措施2：三通道熄灭器原理：利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉熄灭过程，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，从而构成多个通道。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坚持直流风与高风速从而保证火焰有一定的长度、外形、刚度。外风又称作外轴流风中间通道为保送煤粉的通道，称为煤风此外三通道喷煤管还设有一个调理器和一个燃油点火点三股风在出口处集合构成了同轴旋转的复杂射流。操作时经过改动内、外风速和风量的比例〔旋转调理器手柄〕，可以灵敏调理火焰外形和熄灭强度，以满足窑内煅烧熟料温度分布的要求。典型三通道煤粉熄灭器〔一〕：三通道煤粉熄灭器<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坚持直流风与高风速，保证火焰具有一定的长度、外形和“刚度〞。内、外风之间的通道为保送煤粉的通道：煤风通道各通道出口处普通设有“钝体〞，“钝体〞起到了火焰稳定器的作用，详细来说，就是钝体能加强高温烟气的回流，坚持煤粉着火熄灭所需的高温。此外，三通道喷煤管还设有一个调理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喷嘴不像普通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，提高了放射速度或者在坚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%。该喷煤管也适宜于低活性、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，窑龄延伸，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，这即可减少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展了多次的构造改良新型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构造都经过了更为科学的研讨和优化。第二：它的中心处有可燃废弃物的熄灭管。第三：它的最外面是冷却管，所喷出的冷空气可以有效的维护喷煤管，提高其可靠性与延伸寿命，也能维护窑皮和耐火衬料。〔三〕：Rwirlax型煤粉熄灭器Rwirlax是将swirlax轴流风与煤风间的一段环形分隔壁去掉构成一个混合室四通道煤粉熄灭器〔1〕任务原理如图1所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的分散角度向外喷出，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，并继续径向分散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步加强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可调理火焰的发散程度、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的熄灭更为充分，并起稳流的作用。由于这种熄灭机理和旋流风、轴流风具有的高速度，熄灭是非常迅速和完全的。

图1四通道煤粉熄灭器火焰中各种气流及煤粉流动表示图〔2〕构造原理该四通道熄灭器的构造组成如图2所示。

图2四通道煤粉熄灭器构造表示管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。

喷嘴:由特殊资料加工，各管道的出口面积可调，从而调理喷出的速度，是保证火焰外形及寿命的关键部件之一。

金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调理火焰外形的主要部件。

蝶阀:用于调理风量。

压力表:间接显示熄灭器内风口喷出速度。

维护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。

熄灭器的调理方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调理各风量和比例。旋动调理螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调理各喷出口面积大小从而调理喷出的速度。〔3〕特点第一：与三通道喷煤管相比，添加了中心风通道。中心风的作用：能防止因煤粉回流和窑灰堆积堵塞喷煤管管口、能使窑内火焰更稳定、能延伸喷煤管运用寿命、能降低NOx生成量、能维护窑皮和延伸耐火衬料寿命、能减少相关工艺事故、能辅助调理火焰外形、能改善熟料质量。第二：在保证各项优良性能的同时，将一次风量降到4%~7%。第三：各风道之间采取很大的风速差，以充分发扬高温气流的“卷吸“效应、“回流〞效应来确保着火所需的高温条件。1--外净风通道2--旋流风通道3--风煤通道4--中心冷风通道5--燃油点火安装1、Rotaflam熄灭器Rotaflam窑用煤粉熄灭器的特点：第一：点火用的燃油烧嘴或燃气烧嘴的中心套管上有钝体，可在火焰根部构成回流区来确保火焰稳定；第二：旋流风在直流风与煤风之间，以延缓煤粉与空气混合，使火焰根部前几米处的外形良好，这可降低火焰峰值温度来维护窑皮和防止结圈，也降低了NOx生成量;第三：外套管向外延伸到超越熄灭器喷口，以防止空气过早分散，这样由于“碗状效应〞，使火焰的外形更佳；第四：直流风经过沿环形分散的小圆孔喷出，它与外伸套管相结合可使火焰集中有力，同时使CO2含量高的烟气向火焰根部回流来降低O2含量从而降低NOx生成量；第五：调整各个通道间的相对位置，改动各自的出口截面积，可调整火焰外形。而用以调整内、外风量的阀门，只在开窑点火初期运用，正常消费时全部开启以减少阀门压损；第六：一次风量降为6%。2、Duoflex熄灭器丹麦F.LSmidth公司在总结过去采用三通道喷煤管Swirlex型和Centrax型熄灭器阅历的根底上，于1996年推出了新型的第三代水泥窑用喷煤管——双调理伸缩式Duoflex熄灭器。F．L_史密斯(FLS)Duoflex熄灭器构造如图：主要由外管与内管组成。外管里面含有内筒，内筒上侧有两个调整螺栓，下侧有两条轨道，内筒头部设有一圈切向螺旋叶片。熄灭器的内管设有4个通道，由外到内分别是内风通道、煤风通道、中心风通道、及燃油通道。在外管与内管之间也组成一个通道，即外风通道DUOFLEX熄灭器以两个同中心且严密环围着的环状煤通道的环型缝隙来保送一次风。这两个外部管道构成了一个非常严厉的构造保证熄灭的稳定。新增的中心管不仅有利于调理火焰中心压力而且可以保送第二种燃料工艺特点：〔1〕减少了一次风风量。〔2〕可简易调理旋流强度。〔3〕空气喷嘴面积可以进展合理的调理，保证熄灭的稳定。〔4〕熄灭器中心可放射第二种燃料，两种不同燃料间的转换非常方便。〔5〕低的NOX生成量保证了环保的要求此外，DUOFLEX熄灭器除可以用煤粉或者焦碳﹑油﹑天然气或其中任何燃料的混合物来烧制生料外，还可以用适宜的特殊管道〔中心管道〕来保送第二种燃料例如：塑料渣滓﹑木削﹑泥煤等奥地利尤尼滋姆水泥公司M.A.S要用熄灭器德国洪堡公司KHDPyro—Jet放射熄灭器武汉理工大学EPIC窑用四通道煤粉熄灭器泰国SIAM公司合肥水泥研讨院HP型窑用四通道煤粉熄灭器其它国产熄灭器衡量熄灭器性能优劣的重要目的是一次风用量。旋流式煤粉熄灭器是利用直流风与旋流风构成组合射流及中心风构成的平衡流的方式来强化煤粉熄灭，由于熄灭器的构造特殊，煤粉被送入熄灭区域内，经过涡流、回流等方式和放射效能，使煤粉与熄灭空气充分混合，迅速点燃并充分熄灭。当前性能优良的四风道煤粉熄灭器一次风用量可降到5～7％，甚至3～4％，既可以烧优质烟煤，也可以烧劣质煤、低挥发份煤、无烟煤、石油焦、煤页岩、废轮胎和生活渣滓等。甚至烧两种以上燃料的五风道，熄灭器将向着最优化及CO和NOx排放量最低的方向开展。在一定范围内降低一次风所用比例，从而添加二次风的利用，提高了熄灭速度和系统热效率。国内外的实际分析和消费统计均阐明:一次风每降低1%，熟料单位热耗便可降低(2～3)×4.18kj/kg熟料.同时，我们知道中心风约占一次风量的2%～4%,采用小孔方式喷出多股低速射流风,能稳定火焰,维护喷嘴头部,减少NOx有害气体;最近研讨阐明，过分强调一次风的用量，会由于熄灭器短少一次风的冷却而导致熄灭器喷口处高温，降低熄灭器的运用寿命。目前国外实际已阐明，一次风量可降至3%～4%。新型煤粉熄灭器分解炉用喷煤管分解炉用喷煤管有三种安装取向:程度安装〔安装在分解炉炉体〕垂直安装〔安装在分解炉炉体或者三次风入炉处〕倾斜安装〔从分解炉顶部插入〕分解炉内的燃料熄灭是一种特殊的无焰熄灭由于分解炉内温度较回转窑熄灭带内温度低得多，所以对炉用喷煤管的性能要求不像对窑用喷煤管苛求和窑用喷煤管一样，炉用喷煤管也分单通道、双通道、三通道目前的炉用喷煤管多运用双通道或者三通道喷煤管但因单通道炉用喷煤管火焰中心区所具有的复原气氛能降低炉气中的NOx浓度所以目前国际上单通道炉用喷煤管的运用又有恢复与扩展的趋势单通道〔内置风翅