水泥回转窑燃煤性能研究

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水泥回转窑燃煤性能研究

责任编辑:无极3 发表时间:2018-11-08 11:17 浏览次数:
 
1.燃烧的物理过程
  燃料燃烧必须具备如下条件:燃烧和空气得到均匀地混合,在适宜的温度条件下是燃料燃烧。但燃烧过程很复杂,可简化为四个过程:燃烧和燃烧空气的混合——燃料点火——燃料燃烧——燃烧产品扩散。上述四个过程中燃烧点火和燃烧尽在百分之几秒内完成。而燃料燃烧过程中存在的主要是CO燃尽的问题,因为CO转变成CO2,首先需要足够的氧含量,其次是温度。在预分解窑内,入窑的二次、三次空气温度一般高于900℃,超过各种燃煤的燃点温度。入窑煤粉细度足以保证燃料快速燃烧,但真正起到决定性作用的是燃烧过程中燃料颗粒周边是否有足够的氧含量,也就是燃烧器喷射的燃料和燃烧空气是否得到均匀的混合。
2.燃料和燃烧空气的混合
  对于大多数燃烧器,燃料和空气的混合式喷射吸卷所产生的。射流有两种,即自由射流和受限射流。
(1)自由射流和受限射流
  自由射流是气体从喷口喷出时,形成一个发散的湍流射流,射流扩展呈锥形。在喷射过程中速度逐渐下降,并从周围不断地卷吸气体,喷射的冲量越大,则向周边卷吸的气体数量越多,在这样的射流内,沿长度方向的静压是相同的。
  受限射流是指射流受到壁面的包围,喷射扩展受到限制,此时静压将随着离开喷口的距离而增加,受限射流周边形成一种回流卷吸。这是很重要的,它提供了一种传热与传至的机制,将热量从回转窑内比较热的区域传输到冷的预热区,并把火焰尾部的燃烧产物相混合,依靠湍流扩散使卷吸的射流器体相混合。
  在回转窑内,当受限喷射气流与受限面接触时,以燃烧的烟气产生回流,将周边的二次空气卷吸至燃烧烟气中,供燃料燃烧,称为外循环。喷射的冲量越大,则卷吸的二次空气数量越多,燃料燃烧越完善,所产生的一氧化碳数量越低。
(2)一次风
  ①风速 水泥窑燃烧器喷射的空气称为一次风,而从篦冷机入窑的高温空气称为二次风。一次风由送煤风仅作输送煤粉用。内外风的功能是用于燃料/空气的混合,调节火焰的形状及控制火焰的稳定。
  在燃烧器喷射燃料和空气时,一次风与燃料迅速的混合。在燃烧过程中,由于一次风的温度较低,难于保证燃料的完全燃烧,因此喷射必须是具备足够的冲量,才能卷吸周边高温的二次风。吸卷的速率取决于一次风的冲量,一次风的喷射速率越高,冲量越大,则卷吸的二次空气的数量越大,燃烧的效率越高。
  喷射空气的外循环对燃烧有很大的影响,当烟气再次卷吸高温的二次空气时,有利于燃料的完全燃烧,减少不完全燃烧产生的一氧化碳的数量。由于二次空气卷吸至烟气内,在烟气和耐火砖之间形成气幕,相应组织和减缓高温的还原热烟气直接冲击耐火砖,造成耐火砖受热、还原烟气的侵蚀。还可减缓还原烟气接触窑料,避免含有硫酸盐的窑料在还原烟气下分解,产生SO3循环,在窑后部和窑尾产生结圈结皮,影响生产。
  ②旋流角度  一次风的旋流角度直接影响火焰形状。在回转窑内,气流旋流有利于燃料与空气的接触,加速燃烧。但旋流角度过大时,火焰过于粗壮,将会与窑内耐火砖和熟料接触,造成窑皮过热坍垮,或未完全燃尺的煤粉在熟料内逐步燃尽,形成局部还原气氛。当旋流角度过小时,火焰过长,不利于完全燃烧。总之,在窑的生产过程中,必须通过实践,摸索适合于生产的旋流角度。
  ③一次风量  一次风量一般稍高于环境空气温度,从理论上讲,用量少则有利于燃烧,但目前存在的问题是气动输送煤粉时,往往出现高的输送空气量,相应提高了一次空气量,有些高达15%~20%。煤粉的输送比值低,对燃烧不利,提高煤粉输送料气比,必将有利于燃料燃烧。
(3)二次空气(风)
  燃烧器喷射燃料和一次空气的过程中,卷吸二次空气进行燃烧。在燃烧过程中,二次空气卷吸的数量和二次空气温度均对火焰产生影响,计算表明,二次空气温度在1200℃时比1000℃可节约4%的燃料消耗,提高二次空气温度有利于熟料的产量和质量的提高。
(4)二次空气卷吸对火焰的影响
  在预分解窑熟料煅烧过程中,燃料燃烧时,人们往往关注的是卷吸的二次空气温度和二次空气量,也就是说关注二次空气的热量。忽视二次空气卷吸对火焰的影响,不同的卷吸对熟料的产量、质量以及无极3登录的使用寿命都不利。