第5章 煤粉燃烧器.ppt

一、燃烧器发展简介 20世纪70年代以前，回转窑广泛使用单通道煤粉燃烧器。 70年代，出现了双通道燃烧器，性能得以改善。 80年代相继出现三通道、四通道、五通道燃烧器，以适应燃料和窑况变化的需要。 燃烧器的发展，强化了燃料的燃烧，充分发挥了燃料燃烧的热效率。 (1)一次风量大(20~40%)； (2)烧成温度不易提高； (3)煤粉的品质要求高； (4)容易发生结圈、结皮、结块等工艺事故； (5)火焰形状不易控制； (6) NO2有害气体多。 三、多通道煤粉燃烧器 1. 多通道燃烧器的功能 降低一次风用量，增加对高温二次风的利用，提高系统热效率。 增加煤粉与燃烧空气的混合，提高燃烧速率。 增强燃烧器推力，加强对二次风的捐卷，提高火焰温度。 增加对各通道风量、风速的调节手段，使火焰形状和温度场容易按需要灵活控制。 有利于低挥发分、低活性燃料的利用。 提高窑系统生产效率，实现优质、高产、低耗和减少NOx生成量的目标。 燃烧器的推力，系指一次风提供的动量和单位时间输送空气的流量。即： 燃烧推力＝单位时间一次风量×一次风出口风速 燃烧器推力增大时，火焰缩短，反之，延长。 燃烧器推力应控制在合理范围。 2.三通道煤粉燃烧器工作原理 煤风 采用高压输送，煤粉浓度高，流速较低，且风量较小，着火所需求的热量就比较少，所以有良好的着火性能。 在保证不发生回火的条件下接近输送粉料的速度(20~40m/s)。 外风 采用直流风，直流射流早期湍流强度并不是很大，但具有很强的穿透能力，使得煤粉气流着火后的末端湍流强度增加，强化了固定碳的燃尽。外风风压很高，风速一般也较高，故可以增强外风卷吸炽热燃烧烟气的能力。 内外净风出口速度可高达(75~210m/s) 。内、外流风把煤风加在中间，利用其速度差、方向差和压力差使煤粉与一次风充分混合。 内风、煤风和外风采用同轴套管方式制作，喷出后的混合过程是逐渐进行的。分级燃烧使三通道燃烧器的内、外风和整个燃烧过程更加合理，也使燃烧过程中的有害产物生成量减少。 煤风三者的总风量，只相当于单通道喷煤管燃烧空气量的8~12%，故可大大减少煤粉气流着火所需的热能，并可充分利用熟料冷却机排出的热气流。 3.三通道煤粉燃烧器的结构 4.几种三通道燃烧器的结构 特点是：外风道为轴流向内收缩，内风道为旋流向外扩展，煤风道为轴流不扩展，各通道出口截面可以调节。 特点是：外风道由均匀分布的小圆孔织成，超音速风速，内风道为旋流向外扩展，煤风道为轴流向外扩展，各通道出口截面可以调节。 特点是：外风道为轴流，并没有锥角缩口。内风道为旋流向外扩散，煤风道为直通式轴流，中心管端部结合圆锥台型端盖，以利煤风混合和稳定火馅。 5. 几种多通道煤粉燃烧器介绍 A KHD公司PYRO-Jet燃烧器 B 法国皮拉德公司Rotaflam型煤粉燃烧器 ① 油或气枪中心套管配有火焰稳定器，可使火焰根部产生一个较大回流区，以确保火焰燃烧稳定。 ② 原来三通道燃烧器的旋流风设置在煤风之内，RotafIam燃烧器旋流风设置在轴流风与煤风之间，以延缓煤粉与空气的混合，从而适当降低火焰温度。 ③ 采用拢焰罩，可避免气流迅速扩张，产生“盆状效应”，使火焰形状更加合理，避免窑头高温，延长窑口护铁的使用寿命。 ④ 外净风由环形间隙喷射改为间断的小孔喷射，二次风能从相隔小孔的缝隙中进入火焰根部，使火焰集中有力，同时使 CO2含量高的燃烧气体在火焰根部回流，降低O2含量，避免生成过多的NOx气体。 ⑤ 可以在操作状态下通过调整各个通道间的相对位置，改变出口端部截面积，以调整火焰。 ⑥ 由于火焰根部前几米具有良好的形状，可使火焰最高温度峰值降低，使火焰温度更趋均匀，有利于保护窑皮，防止结圈。 中心风的作用 ①防止煤粉回流堵塞燃烧器喷出口； ②冷却燃烧器端部，保护喷头； ③火焰更稳定； ④减少有害气体NOx的生成. C Duoflex燃烧器 保持一次风量（6%~8%）的前提下，优化一次风风压和喷出速度，大幅度提高燃烧器推动力，强化燃烧速度，同时维持风机较低单位电耗。 为降低阻力，旋流风和轴流风在出口端较大空间预混合，之后由同一通道喷出。由于喷煤管前端的缩口，使轴流风相混时赋有趋向中心的流场，对旋流风具有较强的穿透力，以利一次风保持很高的旋流强度，有助于对燃烧烟气的卷吸回流作用。 将煤风置于旋流风和轴流风包围中，借以提高火焰根部CO2浓度，从而抑制NOx的形成。 火焰稳定器 煤风管科前后收缩，可在维持轴流风和旋流风比例不变的前提下，一次风量调节范围可达50%~100%。 煤风管退缩至最后端，形成约100mm拢烟罩，反之与最前端平齐时，出口面积最小，风量最小。 使用寿命长，中心管预留二次燃料喷射管。 D TC型旋流式四风道煤粉燃烧器