水泥企业分解炉在烧成系统中起到生料预热分解作用,也是窑系统提产、降耗的重要部分。分解炉燃烧器位置点的设置是实现这一目标任务的关键,关于分解炉燃烧器的布置讨论很多,这里对分解炉燃烧器形状提出探讨,供大家参考,也请大家提出不同的意见与建议。
分解炉燃烧器的最终目的就是为生料分解提供热量,分解炉燃烧器的位置设置及燃烧器的形状主要是解决燃烧充分,降低煤耗等作用。分解炉燃烧器的设置位置及形状有如下几种,这里分别进行讨论。
一、分解炉燃烧器采用多通道煤粉燃烧器,这在早期用得比较多。这种燃烧器在窑尾还需要设置一次风机,同时与煤风配合进入分解炉,与窑头燃烧器的调整差不多,可通过风量、燃烧器的风道间隙调整燃烧状态。这种燃烧器对使用低热值煤效果较好,有些分解炉有预燃烧室,这种燃烧器设置在燃烧室的顶部,预燃烧室也有部分生料进入。使用这种燃烧器在使用热值高的原煤及风量调整不好时会出现把预燃烧室的底部烧坏的情况,这是需要特别注意的。当直接在分解炉内设置时需要注意与生料下料管位置的配合,不能设置在无料区,否则也会出现局部高温,烧坏浇注料或者分解炉出现结皮问题。使用这种燃烧器对煤粉燃烧的促进作用很大,但是加入额外的冷风增加了热耗,同时由于燃烧器体积大,在施工与位置调整方面不方便。
二、现目前很多企业使用单管的燃烧器,其实也不能说是燃烧器了,说是喷煤点比较准确。多数企业现目前直接用耐热钢管伸入分解炉内,利用煤风输送的动能直接吹入分解炉。这种情况一般采用多点进料,通常情况下不低于四个点,一般在三次风位置下面两个点,在三次风位置或者靠上一些的位置分别设置1个点。这样设置的目的主要是保证降低氮氧化合物。这种设置对煤粉燃烧的促进作用是最小的,煤粉燃烧主要是靠煤风与窑内风交叉混合产生湍流来进行分散,如果在风速配置方面设置不合理,燃烧效果会更差。
使用这种方式需要注意耐热钢管伸入分解炉内的长度,如果煤风速控制在30m/s左右,烟室缩口风速不大,那么喷煤点头部可伸入分解炉内部的长度控制在200mm以内,这样减少结皮挂料的风险。如果风速不高在25-28m /s,烟室缩口尺寸偏小,风速偏大,那么喷煤点头部可伸入分解炉内部的长度控制在300mm以上。这个对于结皮挂料的几率增加。另外喷煤点耐热钢在分解炉外部长度最好控制在1.0米以上,保证煤粉在管道内相对均匀,减少偏料现象。还有就是使用这种方式改动喷入点很容易,有时候在窑系统运行时都可以直接更换喷入点,不需要止料停窑处理。
三、有些企业预热器的煤粉喷入点是在第二种方法基础上在耐热钢管出口处增加了风翅,加强煤粉在喷出口的旋转力度,增加风煤的混合均匀,燃烧效果肯定比第二种要好一些。这种方法布置位置与第二种方式一样,需要注意一下的是,每次停窑后要检查喷入点头部风翅的情况,如果出现管道壁磨损或者风翅的磨损、变形需要立即更换,否则会造成火焰变形,造成局部高温,或者产生大量的大颗粒。
曾经有一家企业在运行过程中,窑只运行了一周就出现了窑内通风异常,烟室负压大,分解炉出口负压增大,三次风负压变小,持续运行二、三天后,熟料产、质量根本不受控,只能停窑检查。经检查发现熟料颗粒把三次风管与分解炉接口处的空间基本堵塞满,同时在分解炉壁挂了很多熟料状的结皮,非常坚硬,同时检查其他地方没有发现问题,只是发现分解炉喷煤点的风翅部分烧坏,经维修处理后就再没有出现类似问题。
四、现目前有企业在分解炉燃烧器的形式方面作了较大的创新,使用效果还不错。这种方法主要是把分解炉喷煤的燃烧器由原来在外面的多点喷入改变为单点喷入,在分解炉内部采用耐热钢管等形式又分为多点喷出。我知道的有两种方式,一种是伸入分解炉内耐热钢管头部为球状,在球体四周分布多个喷出小管,向不同的方向喷出煤粉。另一种是在耐热钢管水平方向两侧分别设置喷出管以及在耐热钢管的顶部设置两到三个喷出管,意图在分解炉截面形成均匀的煤粉层,促进煤粉的分散与燃烧,降低CO,降低煤耗。使用这种方式的燃烧器如果要达到脱硝的效果,还是需要另外在三次风管位置下面,分解炉锥部保留或增加喷煤点。
上面两种方式不管那种形式的喷入点改进形式,都对强化煤粉的分散,促进燃烧起到很好的效果,能够达到降低CO,降低标煤耗的作用。但是这种方式位置点的设置非常关键,并且对C4撒料点的位置及撒料分散效果要求也很高,如果C4撒料效果不好,在无料区喷入大量的煤粉,容易造成局部高温,形成大颗粒,影响熟料在窑内的煅烧。另外在靠近分解炉边壁处容易有煤粉,如果生料少容易在分解炉形成结皮。因此建议要充分考虑三次风的位置与C4下料位置及分散效果,最好能够一起设计与整体改进,从而达到最佳效果。
总之,分解炉燃烧点的布置要根据下料分散情况,三次风位置情况综合考虑,同时如果需要达到脱硝降低氨水的效果也要另行考虑。如果分解炉的容积足够大,煤粉在分解炉内停留时间较长,通风得到保证的情况下,喷煤点头部形式的改进必要性就没有那么重要了。当然在其它条件相同的情况下,改进煤粉的分散效果是能够达到较好的效果的。
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