回转窑燃烧器:一次风二次风助燃燃烧理论
促成燃料产生燃烧和完成燃烧的因素很多。但是,能够影响燃料产生和完成燃烧及产生燃烧温度的重要因素之一,是空气的存在和使用。
空气的主要成分:占78 %的N2(氮气)和21 %的O2 (氧气),另外还含有少量的CO2(二氧化碳)、SO2(二氧化硫)等。空气的密度(比重)为1.29 kg/m3。在它们当中,N2(氮气)是一种惰性气体,是不具备助燃条件的。而真正具有助燃效率的成分是O2(氧气)。
燃料与空气混合,产生燃烧是一个氧化反应过程,燃料必须借助空气才能燃烧
燃料在燃烧过程中,当空气不足时,燃料将产生不完全燃烧。在燃料投入量不缺乏,但空气量缺乏时,一定数量的可燃物质由于缺少了空气的帮助而没有产生燃烧,造成了产出热量的缺乏。这时,燃烧的温度会被降低。反之,当空气过剩时,多余的空气因未能参与助燃反而会带走燃烧时所产生的热量,这也同样会降低燃烧温度。因为,在空气成份中78 %的N2是不参加燃烧的,但它会被加热而带走热量。因此,过多的空气会消耗或带走有价值的热量。
所以说,在回转窑的操作过程中,如何使用空气,对燃料燃烧效率的影响是很大的。在助燃空气中,我们经常提到的富余空气,就是有关燃烧概念中的过剩空气系数。它是燃料燃烧时所必须的。它是指实际空气用量与理论空气用量之比。是指在燃料燃烧过程中,应供给出比理论空气量较多些的实际空气用量,目的是保证燃料能够的完全燃烧。
但是,不同的燃料在燃烧过程中,由于燃烧方法,燃烧装置的特性和性质的不同以及操作方式的影响,对过剩空气使用的系数要求也是不同的。
例如;气体燃料燃烧时的空气过剩系数为:1.05~1.2%。因为,它与其它种类的燃料相比较,非常容易和空气混合。所以,过剩空气系数较低。
液体燃料燃烧时的空气过剩系数为:1.1~1.3%。
固体燃料燃烧时的空气过剩系数为:1.3~1.7%。
总之,不同的燃料在燃烧时,所需要的过剩空气系数是不同的。这主要是因为,它们在燃烧时与空气混合的难易程度不同所决定的。
燃料的燃烧过程,应该有足够的空气参与燃烧。其目的是,保证燃料能够完全燃烧,释放出有效的热量。同时,也是为了起到控制因空气量不足而产生燃烧不完全时,在废气中产生不应有的CO(一氧化碳)气体(可燃物质)的作用。
对于煅烧活性石灰的回转窑而言,燃料的燃烧效果,是整个煅烧过程中的重要环节。在燃料燃烧过程中,由于存在着影响实际燃烧温度的主要因素之一,是空气的使用因素,如何供给助燃空气,就显得非常重要了。
那么,如何才能提高燃料燃烧的速度和温度的传播速度呢?这就需要具备以下的燃烧基本条件:
1、有足够的氧气
2、可燃成分与空气中的氧气混合程度高
3、燃料与空气被预热温度高
4、燃料质量好
通常将参与助燃的空气,用一次空气和二次空气的分配方式进行输送使用。它们在完成助燃的过程中,又根据燃烧的需要而具有各自的用途和特征。
一次空气:在回转窑的操作术语中,通常被称之为一次风,它是由特定的机械动力设备,强制产生流动空气。一次风经过回转窑燃烧器装置上设置的通道,送出常温空气。在燃烧器的出口处,与燃料发生混合。它的目的是帮助形成火焰形状,并使燃料与空气进行混合,产生燃烧,从而促进氧化反应强烈地进行。
在此之中,应该明确的是,一次空气在回转窑上的主要作用是:帮助燃料在燃烧过程中,形成理想的火焰形状,这是能对燃烧效果产生影响重要的因素之一。
二次空气:在回转窑的操作术语中,通常被称之为二次风。在石灰回转窑上,它也是由机械力强制产生的流动空气。它的作用是:对煅烧后的活性石灰进行强制穿透,快速冷却。同时,通过热量转换,完成对自身的加热后,进入窑内,为燃料充分燃烧,提供足够的燃烧空气。
助燃空气的使用原则是:为利于燃烧,一般以温度较高的二次空气为主体,一次空气则较少。
理论概念上的总空气量中,决定一次空气分配关系的重要因素是燃烧器的性能。随着设备性能的改进,对一次空气的使用已从占总空气量的15—20 %下降到6 %左右。二次空气则占有较大比例。
但是,在实际操作理念上,应根据燃烧器装置的设计特点、使用效果、燃料特性、火焰形状、煅烧状态等综合性因素,进行调配供给。
总之,对一次空气的使用,在以帮助形成火焰形状的基础上,应该以最少的用量,形成有效的火焰形状为原则。
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