論述使用不同煤質(zhì)噴煤管的調(diào)節(jié)方法

1、論述使用不同煤質(zhì)噴煤管的調(diào)節(jié)方法本篇根據(jù)不同煤質(zhì)的使用，進(jìn)一步論述噴煤管的調(diào)節(jié)方法。要掌握噴煤管的調(diào)節(jié)方法首先要了解噴煤管的性能、一次風(fēng)的作用和燃料的特性。1  幾個(gè)基本概念1.1  火焰     窯內(nèi)熟料煅燒需要的熱能大部分是通過(guò)火焰光輻射進(jìn)行傳播的，火焰的溫度和形狀十分重要。火焰溫度的均勻分布對(duì)熟料煅燒非常有利；活潑有力的火焰最有利于熟料的燒成煤粉的燃燒窯皮和耐火磚壽命的延長(zhǎng)，而且這種火焰的熱流分布也比較理想。影響火焰的主要是一次風(fēng)量出口速度，旋流強(qiáng)度，煤粉種類顆粒大小等。     火焰動(dòng)量

2、理論是國(guó)外長(zhǎng)期研究得出的關(guān)于火焰成形的理論。這個(gè)理論認(rèn)為影響火焰形狀的關(guān)鍵參數(shù)是一次風(fēng)的比率乘以一次風(fēng)的速度，而良好的形狀所需要的數(shù)值大概在1 2001 500（%，m/s）。高動(dòng)量意味著更快的混合和更短更熱的火焰。     同時(shí)也可以用單位熱耗的火焰推力來(lái)描述火焰的工作狀況，其定義是單位時(shí)間出口風(fēng)量（kg/s）乘以出口速度再除以單位熱耗，國(guó)外研究表明在37 N/MW之間是比較合理的火焰推力范圍。     窯內(nèi)好的火焰形狀可以使用盡量少的空氣而幾乎沒(méi)有CO的產(chǎn)生。1.2  一次風(fēng)  &

3、#160;  一次風(fēng)是熟料燒成系統(tǒng)影響最大的人工風(fēng)，它不僅起到輸送煤粉的作用，而且對(duì)火焰成形燃料燃燒吸卷二次風(fēng)的數(shù)量都有很大的影響，因此精確的控制有助于熟料產(chǎn)質(zhì)量的提高和煤電資源的節(jié)省。 1.2.1  一次風(fēng)量       一次風(fēng)的溫度很低，過(guò)多的參與燃燒過(guò)程則明顯地降低了著火條件，不利于煤粉的燃燒，而且低溫一次風(fēng)會(huì)吸收大量熱量導(dǎo)致熱耗增加。但由于一次風(fēng)起著輸送燃料和火焰成形的作用因而不可取消，因此只有盡量降低一次冷風(fēng)在凈風(fēng)量（包括一次風(fēng)二次風(fēng)和煤粉輸送用風(fēng)）中的占有率以保證燃燒器的燃燒效果。一次風(fēng)用量一般為凈風(fēng)量

4、的7%10%。 1.2.2  一次風(fēng)輸出方式       早期的單通道燃燒器全部的一次風(fēng)和煤粉從同一個(gè)通道噴出，事實(shí)證明不僅一次風(fēng)量大而且火焰形狀也比較差，燃燒情況十分不好。利用多個(gè)通道輸出一次風(fēng)，不僅可以降低一次風(fēng)量而且高速的軸流風(fēng)可以大量地吸卷高溫的二次風(fēng)，旋流輸出風(fēng)可以增大火焰內(nèi)部回流區(qū)，改善燃料著火條件，中心風(fēng)調(diào)節(jié)黑火頭以避免燃燒器由于高溫被燒壞。同時(shí)，各個(gè)風(fēng)道的出口形狀也影響著燃燒，相比與環(huán)隙式出口，如果軸流凈風(fēng)采用數(shù)個(gè)環(huán)繞的圓型孔出風(fēng)，這不僅減小出口面積，而且在保證了出口動(dòng)量的基礎(chǔ)上，增加了火焰剛度，減少了一次風(fēng)

5、量，更多的吸卷了二次風(fēng)。1.2.3  一次風(fēng)速度和旋流強(qiáng)度     一次風(fēng)各出口速度和旋流風(fēng)的旋流強(qiáng)度對(duì)燃燒和熟料煅燒有比較大的影響。燃燒器出口速度要適當(dāng)，過(guò)大會(huì)導(dǎo)至火焰短而散；過(guò)小則不利于火焰成形和吸卷二次風(fēng)，火焰長(zhǎng)而細(xì)會(huì)導(dǎo)致火焰過(guò)于疲軟而缺乏穿透力。旋流風(fēng)的旋流強(qiáng)度是一次風(fēng)中一個(gè)重要的指標(biāo)；合適的旋流強(qiáng)度加速燃料和燃燒空氣的混合，改善燃料燃燒環(huán)境，使燃燒完全，并且在火焰中下游區(qū)形成外回流氣膜，保護(hù)窯皮；但是過(guò)大則會(huì)使火焰中心向燃燒器出口移動(dòng)，損壞燒嘴，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致外風(fēng)無(wú)法包裹火焰使火焰發(fā)散損傷窯皮。1.3  噴煤管的性能 

6、    回轉(zhuǎn)窯噴煤管不僅為燃燒提供燃料和氧化劑，同時(shí)也是火焰成型最主要的動(dòng)力裝置。噴煤管火焰的形成主要是通過(guò)一次風(fēng)風(fēng)量及內(nèi)外風(fēng)的不同動(dòng)量比實(shí)現(xiàn)的。噴煤管的性能雖然是很重要，但在實(shí)際的使用中，性能和操作其實(shí)是同樣重要的。性能好的燃燒器在使用情況不好的時(shí)候，一樣不能發(fā)揮其特點(diǎn)。而性能一般的燃燒器，如果有非常良好的操作，那么效果一樣會(huì)非常好。例如某水泥廠兩條同規(guī)模生產(chǎn)線使用的相同的燃燒器，在使用者相同、燃料相同的情況下燃燒情況并不一樣，實(shí)際的生產(chǎn)中，燃燒器的操作有時(shí)候甚至占了更主要的因素。在水泥生產(chǎn)中，設(shè)備的性能和實(shí)際的操作總是相輔相成的，在生產(chǎn)運(yùn)行中，缺一不可。1.4

7、  燃料的特性     燃料有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料。國(guó)內(nèi)新型干法水泥選用的燃料主要為固態(tài)燃料-煤。煤的燃燒由受熱干燥、揮發(fā)分析出和著火燃燒、焦炭著火和燃燒等階段組成，焦炭燃燒時(shí)間往往占煤燃盡時(shí)間的90%以上，因此焦炭燃燒的快慢對(duì)燃燒設(shè)備的熱力特性起著決定性作用。     煤在火焰中受熱首先升溫，水分蒸發(fā)逸出；當(dāng)溫度繼續(xù)上升到一定程度時(shí)，即釋放出碳?xì)浠衔?、H2 、CO等氣體，稱為揮發(fā)分析出；剩余的可燃質(zhì)稱為焦炭。     揮發(fā)分的析出量和成分與溫度和溫升速率有關(guān)，對(duì)

8、煤的著火和燃燒影響很大。揮發(fā)分較高的煙煤比較容易著火，燃盡時(shí)間短；含揮發(fā)分低的無(wú)煙煤著火比較困難，燃燼時(shí)間較長(zhǎng)。     揮發(fā)分燃燒所放出的熱量對(duì)焦炭著火有影響。揮發(fā)分釋放的快慢還會(huì)影響焦炭的多孔性，從而影響焦炭燃燒的完全程度。2  煙煤的噴煤管調(diào)節(jié)方法     現(xiàn)在國(guó)內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)線常用的燃料為煙煤，煙煤指標(biāo)大廠一般選用為Ar25% ，Vr25%， Qdw23 027 kJ/kg，小廠選用的煙煤指標(biāo)會(huì)低一些，灰分偏高，揮發(fā)分和發(fā)熱量偏低一些。     煙煤的揮

9、發(fā)分較高，燃燒過(guò)程中揮發(fā)出的氣體CH4、CO、C2H2在較低溫度下著火燃燒，煤粒由于揮發(fā)物析出而形成許多孔隙，表面的空氣向內(nèi)擴(kuò)散與固定碳接觸，在揮發(fā)分燃燒形成的高溫環(huán)境下固定碳被快速點(diǎn)燃。因此煙煤的著火溫度低，煤粉燃燒速度快，燃燼時(shí)間也短。在噴煤管的調(diào)節(jié)上要滿足良好的火焰形狀，短而不散，長(zhǎng)而不細(xì)，火焰活潑有力。提高火焰的整體溫度，同時(shí)抑制火焰高溫區(qū)溫度峰值。調(diào)整的手段主要是內(nèi)、外風(fēng)道間隙、內(nèi)外風(fēng)的動(dòng)量比和一次風(fēng)總量，達(dá)到旋流強(qiáng)度大，外風(fēng)噴射速度快，包裹能力強(qiáng)。避免調(diào)出粗短脹散的火焰或細(xì)長(zhǎng)飄軟的火焰。前者屬旋流強(qiáng)度大，外流風(fēng)射流速度不足，包裹能力差，火焰高溫區(qū)溫度峰值高易傷窯皮。應(yīng)增大外風(fēng)間隙同

10、時(shí)增大外流風(fēng)量及一次風(fēng)總量以提高外風(fēng)風(fēng)壓，適當(dāng)降低旋流風(fēng)量。后者屬旋流強(qiáng)度低，外流風(fēng)射流強(qiáng)度不足，卷吸二次風(fēng)能力差火焰整體溫度低。應(yīng)增加旋流強(qiáng)度，減小外風(fēng)間隙并增加一次風(fēng)量風(fēng)壓。     操作上噴煤管的調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單講就是內(nèi)外風(fēng)風(fēng)壓和一次風(fēng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)2.1  內(nèi)外風(fēng)風(fēng)壓的調(diào)節(jié)     內(nèi)外風(fēng)壓力調(diào)節(jié)要求內(nèi)外風(fēng)風(fēng)壓能相匹配，調(diào)節(jié)手段也就是內(nèi)外風(fēng)閥門和內(nèi)外風(fēng)出口間隙，有的噴煤管內(nèi)風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)翅角度。一般壓風(fēng)壓力與外風(fēng)壓力比值為0.750.9比較合適。2.2  一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)   

11、  調(diào)好了內(nèi)外風(fēng)壓力之后再調(diào)一次風(fēng)量。一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)更簡(jiǎn)單就是使一次風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行電流在額定電流的90%98%范圍之內(nèi)。3  無(wú)煙煤的噴煤管調(diào)節(jié)     有的水泥廠由于煙煤資源短缺或?yàn)榱私档统杀荆剞D(zhuǎn)窯的煅燒采用無(wú)煙煤。一般選用為Ar25% ，Vr5%10%， Qdw23 027 kJ/kg，無(wú)煙煤的揮發(fā)分含量較低固定碳含量較高，而固定碳要在800 以上才能著火燃燒。少量的揮發(fā)分即使著火燃燒所散發(fā)的熱量也不足以將結(jié)構(gòu)致密的煤粉顆粒加熱到固定碳著火的溫度。因此無(wú)煙煤的燃燒特性主要取決于固定碳的燃燒。從而決定了無(wú)煙煤比煙煤著火溫度高，燃燼時(shí)

12、間長(zhǎng)。     一次風(fēng)的負(fù)面效應(yīng)是低溫空氣，過(guò)多則熱效應(yīng)下降。由于無(wú)煙煤的燃燒需要較高的窯內(nèi)焰面溫度，所以要盡量降低一次風(fēng)量，利用噴煤管的外凈風(fēng)高速形成的負(fù)壓卷吸高溫二次風(fēng)補(bǔ)氧和升溫。一次風(fēng)量要降低，推力的大小決定于單位時(shí)間內(nèi)噴煤管的風(fēng)速。風(fēng)速越高火焰推力越大，火焰就越短。大推力高風(fēng)速形成的噴射效應(yīng)，吸卷二次熱風(fēng)對(duì)碳粒進(jìn)行快速補(bǔ)氧，有利于碳粒的快速燃燼，提高對(duì)流換熱效率。同時(shí)短火焰形成煤粉相對(duì)集中，將無(wú)煙煤僅有的一點(diǎn)揮發(fā)分相對(duì)集中，促進(jìn)無(wú)煙煤的著火。綜合因素組成高溫焰區(qū)、高補(bǔ)氧區(qū)、高煤粉濃度區(qū)，用三高手段解決無(wú)煙煤著火和快速燃燼兩大難題。與使用煙煤的噴煤

13、管調(diào)整相比較，要更高的旋流強(qiáng)度和外風(fēng)噴流速度，才能達(dá)到低一次風(fēng)量和高的二次高溫空氣的卷吸能力。在同一條線上煙煤改用無(wú)煙煤時(shí)，煤管的調(diào)整區(qū)別在于更高的旋流強(qiáng)度、更高的外風(fēng)風(fēng)速和較少的一次風(fēng)量，因此內(nèi)外風(fēng)道間隙都要調(diào)得更小。值得注意的是必須保證火焰的形狀，避免火焰了發(fā)散。     在目前各廠的調(diào)整情況來(lái)看主要表現(xiàn)強(qiáng)有力的火焰與窯皮損傷的認(rèn)識(shí)誤區(qū)導(dǎo)致的低風(fēng)壓低風(fēng)速調(diào)整。必須克服這種認(rèn)識(shí)誤區(qū)才能得到好的火焰。4  褐煤的噴煤管調(diào)節(jié)    我國(guó)有些地區(qū)褐煤資源比較豐富，褐煤指標(biāo)一般為Ar15%20% ，Vr35%40%， Q

14、dw20 000 kJ/kg。褐煤揮發(fā)分較高，火力不易集中，加上發(fā)熱量較低，窯操很難提高窯前溫度，伴隨黃心料，游離鈣偏高，水泥需水量偏大。    褐煤因?yàn)閾]發(fā)較高，揮發(fā)分析出很快，揮發(fā)分析出后焦碳多孔，燃燼時(shí)間短，火力不集中，高溫區(qū)溫度低。要解決這個(gè)問(wèn)題應(yīng)降低燃燒凈空氣的溫度，延緩揮發(fā)分的析出并提高火焰的包裹力度。因此操作上內(nèi)外風(fēng)道間隙都要調(diào)得更大，最大限度的使用一次風(fēng)。我們?cè)谀硰S5 000 t/d生產(chǎn)線上調(diào)試使用的就是褐煤，原煤指標(biāo)為Ar：15% ，Vr：38%， Qdw：20 000 kJ/kg。噴煤調(diào)試結(jié)果：內(nèi)風(fēng)壓力是16 MPa，外風(fēng)壓力是18M Pa，一次風(fēng)機(jī)液偶開(kāi)度100%。達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)考核結(jié)果：產(chǎn)量為6 250 t/d