燃燒器選擇報告人：齊硯勇水泥回轉窯作為水泥熟料生產的關鍵裝備，其具燃料燃燒、氣固換熱、化學反應、物料輸送等多重功能，然而燃料釋放能量的過程是實現其它功能的基礎。隨著國內能源供應的日益緊張，目前新型干法水泥廠普遍使用的煤炭，價格急速上漲，因此采用劣質煤尤其是低熱值煤生產水泥熟料是降低水泥生產成本的必然趨勢。利用劣質煤（指無煙煤、貧煤及褐煤）代替優質煙煤煅燒水泥熟料，雖然可大大降低水泥成本，提高水泥廠的經濟效益，但是劣質煤尤其是低熱值煤的使用，易引起燒成帶溫度低、飛沙料增多，熟料產、質量下降。還可產生灰分沉積及窯內液相量的過早出現，引起窯內結圈，結蛋，磨蝕耐火磚，影響窯內通風和窯的運行，因此開發適應水泥預分解窯使用低熱值煤的燃燒器是解決水泥窯生產優質熟料的重要措施。燃燒器使用存在問題燃燒器使用中的困惑１.參數不全、不知（１）設計幾何尺寸不知（２）設計各風道風速不知（３）風機選型依據不知２.調節范圍不清楚燃燒器配置適應煤種的范疇不知３.燃燒器工作原理不熟悉（１）擴散角度（２）卷吸量、旋流強度（３）煤燃燒距離一次風機燃燒器與熟料料質量的關系系燃燒器特點、、參數燃燒器適應性性一、預分解窯窯熟料巖相優質水泥熟料料來源于較高高含量的硅酸酸鹽礦物，而而硅酸鹽礦物物含量的高低低與回轉窯內內的溫度場密密切相關。圖1液相分布富裕裕區域的A 礦，尺寸寸圖2液相分布富裕裕區域的A礦，巨大、有一定定量地包裹物物，明顯的不不尺尺寸寸巨大、外形形不完整規則的層環帶帶構造大窯熟料圖3多孔區域分分布的小堆B礦及尺寸圖圖4多多孔區域分分布的小堆B礦及尺寸巨大的A礦晶晶體——浸蝕蝕程度較重巨巨大的A礦礦晶體——浸浸蝕程度較重重大窯熟料圖5A礦晶晶體邊緣發生生分解，棱角角不完整圖圖6大部分分A礦晶體發發生分解1%硝酸酒精精浸蝕，反光光200X1%硝酸酸酒精浸蝕，，反光200X大窯熟料圖7集中分分布的樹葉狀狀、手指狀B礦圖圖8集中中分布的樹葉葉狀、手指狀狀B礦小窯熟料圖1結晶規則則的短柱狀A礦圖2結晶規則的的短柱狀A礦礦小窯熟料圖3A礦晶晶體不規則，，晶體尺寸普普遍偏小圖圖4A礦晶晶體不規則，，晶體尺寸普遍偏小圖11A礦受受液相溶蝕，，邊緣殘缺不不全圖圖12尺尺寸差異巨大大的A礦因此，只有具具有優良性能能的燃燒器(包括:型式式、規格、設設置部位等)，才能保證證喂入窯系統統的燃料在燃燃燒空間內與與高溫二次空空氣迅速混合合，及時起火火完全燃燒，，并按照要求求提供充足的的熱量，形成成一個合理的的溫度場及熱熱工制度，從從而使回轉窯窯系統充分發發揮其應有的的功能，實現現優質、高效效、低耗、長長期安全運轉轉，并滿足環環境保護規定定的要求。二、燃燒器種種類、特點回轉窯燃燒器器是燒成系統統的重要工藝藝設備，它不不僅影響窯系系統的熱耗及及操作性能，，還對熟料質質量和有害物物質排放量產產生影響，因因此，一臺好好的燃燒器應應有以下特點點：（1）在在點點火火及及操操作作期期間間火火焰焰穩穩定定；；（2）著著火火點點接接近近噴噴嘴嘴；；概念念（3）明明亮亮有有力力的的火火焰焰；；（4）火火焰焰粗粗細細及及長長度度可可調調；；（5）燃燃燒燒器器端端部部可可更更換換；；（6）較較低低的的一一次次風風量量；；（7）結結構構緊緊湊湊、、活活動動部部件件少少；；（8）可可燒燒替替代代燃燃料料；；（9）較較低低的的氮氮氧氧化化物物的的排排放放。。２燃料料的的燃燃燒燒特特性性所有有的的燃燃燒燒過過程程都都可可分分為為以以下下幾幾個個步步驟驟：：混合合－－點點火火－－化化學學反反應應－－熱熱量量的的傳傳播播２．．1燃料料和和空空氣氣混混合合對大大多多數數燃燃燒燒器器而而言言，，燃燃料料和和氣氣流流的的混混合合是是因因為為燃燃燒燒器器的的噴噴射射卷卷吸吸產產生生的的。。（1）自自由由射射流流的的混混合合當燃燃燒燒器器的的噴噴射射為為自自由由射射流流時時，，因因為為射射流流邊邊界界與與周周圍圍氣氣流流之之間間的的摩摩擦擦力力(卷吸吸力力)，使使周周圍圍氣氣流流加加速速進進入入射射流流，，使使射射流流范范圍圍擴擴大大。。這這個個過過程程由由燃燃燒燒器器的的沖沖量量控控制制，，直直到到周周圍圍氣氣流流與與射射流流的的速速度度相相同同時時為為止止。。燃燃燒燒器器的的沖沖量量越越大大，，卷卷吸吸的的氣氣流流越越多多。。由由于于是是自自由由射射流流，，這這個個過過程程將將持持續續到到卷卷吸吸力力完完全全釋釋放放為為止止。。（2）受受限限射射流流的的混混合合大大部部分分燃燃燒燒器器，，比比如如回回轉轉窯窯用用燃燃燒燒器器的的噴噴射射都都為為受受限限射射流流，，射射流流受受兩兩種種方方式式的的限限制制：：（2.1）周周圍圍氣氣流流（（比比如如二二次次風風））的的量量是是受受控控制制且且有有限限的的；；（2.2）射射流流的的擴擴散散邊邊界界受受回回轉轉窯窯殼殼體體的的限限制制。。當受受限限射射流流的的沖沖量量超超過過完完全全卷卷吸吸二二次次風風量量的的需需要要時時，，將將有有回回流流產產生生。。此此時時，，二二次次風風像像自自由由射射流流一一樣樣，，被被射射流流卷卷吸吸，，當當二二次次風風被被完完全全卷卷吸吸時時，，過過剩剩的的沖沖量量將將把把燃燃燒燒產產生生的的廢廢氣氣卷卷吸吸回回來來，，產產生生外外部部回回流流。。２．．2一次次風風的的作作用用（1）控控制制燃燃料料和和空空氣氣的的混混合合。。（2）幫幫助助火火焰焰的的穩穩定定。。火焰焰帶帶回回流流的的差差別別燃燒燒器器參參數數回轉轉窯窯用用燃燃燒燒器器的的設設計計一一般般有有兩兩種種常常用用模模式式：：動能型：：數學學表達式式為P×V2，即一次次風量與與風速平平方的乘乘積。沖量型：：數學學表達式式為P×V，即一次次風量與與風速的的乘積（（％·m／s）。一次次風量為為占化學學需氧量量的百分分數。回轉窯用用燃燒器器都是噴噴射卷吸吸型燃燒燒器，其其設計有有兩種方方式：第一種：：高動能能型。即即：較高高的一次次風（＞300m/s），較低低的一次次風量，，通常為為5％～10％。第二種：：高沖量量型。即即：相對對較高的的一次風風量，較較低的一一次風速速，以提提供足夠夠的沖量量來產生生回流。。如果燃燒燒器的沖沖量不足足而影響響燃料與與二次風風的混合合，則每每增加1％的過剩剩氧含量量，就會會增加2％的熱耗耗。這也也是低一一次風量量燃燒器產產生低的的NOx排放的主主要原因因。因此此，在設設計燃燒燒器時，，必須考考慮降低低一次風風量及較較低的過過剩氧含含量。水泥廠廣廣泛使用用的燃燒燒器都可可歸為這這兩大類類型：高高動能型型和高沖沖量型。。也可簡簡單劃分分為“洪洪堡”型型和“皮皮拉德””型。隨著煤質質的變化化，特特別是國國內，優優質煙煤煤價格的的越來越越高，劣劣質煤煤、無煙煙煤被廣廣泛使用用。很多多廠更是是使用劣劣質煤或或無煙煤煤摻部分分熱值及及揮發分分高的煙煙煤來滿滿足煅燒燒要求。。兩種類類型的燃燃燒器有有逐漸融融合的趨趨勢，即即一次風風速（軸軸流風速速）越來來越高。。各種煤的的工業分分析２.燃燒器型型式國外高動動能型燃燃燒器的的主要產產品是KHD公司生產產的PYRO-JET燃燒器；；國內大大部分燃燃燒器也也可歸為為此類型型。一般般可統稱稱為三通通道燃燒燒器。國外高沖沖量型燃燃燒器的的主要產產品是FLS公司生產產的DUOFLEX燃燒器，，PILLARD公司生產產的PILLARD燃燒器；；國內也也有幾家家生此類類燃燒器器。一般般可統稱稱為四通通道燃燒燒器。燃燒器型型式2．1KHD公司PYRO－JET燃燒器PYRO-JET燃燒器的的總體結結構與一一般的三三通道燃燃燒器相相似，為為了保證證較高的的軸流風風速，其其軸流空空氣是由由噴嘴環環上的圍圍成圓形形狀的圓圓形小孔射射出，噴噴口的數數目、尺尺寸和位位置取決決于生產產能力和和燃料種種類。燃燃燒器為為高動能能型三風風道燃燒燒器，中中間為油油氣點火火裝置，，并增加加了用于于冷卻點點火裝置置的中心心風（占占一次風風的比例例很小，，國內內有叫第第四風道道，），，由內向向外依次次為旋流流風，煤煤粉及其其輸送空空氣和軸軸流風。。燃燒器型式式PYRO－JET燃燒器原理理圖燃燒器型式式設計特點和和應用情況況:（1）中心風為為圓孔形噴噴射口的平平行射流，，所通過的的流量少且且噴射速度度低，圓孔孔形噴射口口噴射的氣氣流形成一一個火焰內內部回流區區，該回流流區阻止含含碳粒的熱熱煙氣進入入中心區內內燃燒，阻阻止了該部部位因燃燒燒產生的結結焦。（2）適宜的內內部旋流風風，有利于于燃料與空空氣的混合合及揮發分分的燃燒。。（3）煤粉輸送送風速盡可可能降低，，以減少煤煤粉對管路路的磨損。。同時煤粉粉噴口略向向外傾斜，，以增加火火焰寬度。。燃燒器型式式（4）軸流風是是通過圓孔孔形噴嘴噴噴出，由于于風速高，，所產生的的噴射流吸吸入了周圍圍的慢速流流動的熱二二次風，易易使燃料快快速燃燒。。同時，圓圓孔形噴嘴嘴噴出的高高速射流，，可出現回回流易使初初始著火點點接近其出出口，因此此在火焰中中避免形成成陡峭的峰峰值溫度，，降低NOx的形成。燃燒器型式式（5）燃燒器的的旋流空氣氣設置在煤煤風管道里里層，從而而增加煤風風的旋流強強度，加強強煤粉的混混合，同時時軸流空氣氣的噴速較較高，在外外層又可控控制煤風的的旋流強度度，因此此更易調節節火焰的形形狀。同時時圓孔形平平行噴射的的軸流空氣氣所形成的的火焰外部部回流有利利于揮發分分在靠近燃燃燒器噴口口附近著火火燃燒，再再加上中心心空氣的火火焰內部回回流區，使使火焰出現現平穩的較較高的溫度度，此類燃燃燒器不僅僅對揮發分分含量高的的煙煤有效效，而且對對揮發分低低的無煙煤煤也適用，，事實上有有多臺燃燒燒器已經連連續使用100％無煙煤和和100％石油焦長長達數年圖12奧奧地利雙雙通道噴噴煤管圖13史史密斯新新型雙調節節伸縮式Duoflex噴煤煤管燃燒器型式式2．2FLS燃燒器第三代FLS燃燒器噴射射口第三代FLS燃燒器風道道布置燃燒器型式式FLS第三代燃燒燒器（DUOFLEX燃燒器）已已由原有的的三風道燃燃燒器改為為四風道燃燃燒器，旋旋流風由煤煤風道的里里層移到煤煤風的外層層，在燃燃燒器出口口，巧妙地地把旋流風風道和軸流流風道合二二為一，減減少風道的的截面積，，提高出口口風速。各各風道的布布置情況和和噴射口如如圖。其特特點如下：：燃燒器型式式（1）增設中心心圓孔形噴噴射口的平平行射流，，以減少中中心部位因因燃燒產生生的結焦。。（2）煤粉輸送送空氣在旋旋流空氣內內側，在在燃燒器中中心形成一一個富燃料料區，燃料料在還原氣氣氛下燃燒燒，以減少少NOx的生成量。。燃燒器型式式（3）旋流空氣氣和軸流空空氣相鄰，，且在出口口合二為一一，從而減減少了一半半左右的出出風口面積積，以大幅幅度提高出出口噴速，，增加燃燒燒器的沖量量，來穩定定火焰形狀狀；并利用用軸流風噴噴速來調節節旋流強度度，增加了了調節的靈靈活性。（4）軸流空氣氣與旋流空空氣高速噴噴出，組成成大的火焰焰外部循環環回流區，，并與中心心風的內循循環區相結結合，加快快了燃料的的著火燃燒燒。燃燒器型式式（5）采用調節節噴口面積積大小來調調節軸流和和旋流的噴噴速，比原原有的燃燒燒器依靠閥閥門調節的的動力消耗耗低。噴口口面積調節節時可降低低一次風量量，同時保保持較高的的軸流空氣氣噴速。其其一次風量量為6％～8％，最大大軸流噴速速達到250m/s，其沖量量約為1250～1780％·m/s。燃燒器型式式上述措施致致使火焰的的最大峰值值溫度平穩穩，達到保保護窯皮和和提高耐火火磚的使用用周期，同同時還可降降低NOx的排放。燃燒器型式式四風道燃燒燒器燃燒器型式式2.3PILLARD燃燒器PILLARD燃燒器與FLS燃燒器的設設計特點類類似：（1）增設中心心圓孔形噴噴射口的平平行射流，，減少該部部位燃燒結結焦。燃燒器型式式（2）中心部部位除設置置油燃燒器器外，還增增加天然氣氣點火裝置置。（3）旋流空氣氣設置在煤煤粉和輸送送空氣風道道外側和軸軸向空氣組組成火焰外外部循環氣氣流；在燃燃燒器中心心形成一個個富燃料區區，燃料料在還原氣氣氛下燃燒燒，以減少少NOx的生成量。。燃燒器型式式（4）相對較高高的一次風風比例和較較低的軸向向噴速（新新燃燒器也也在大幅度度提高風速速）。（5）旋流風道道和軸流風風道均能前前后調節，，從而改改變其噴射射口面積，，達到調節節其噴射風風速的目的的。燃燒器型式式（6）在軸流風風道噴口外外端，設置置攏焰罩，，防止火焰焰過于粗大大而損壞窯窯皮。以上措施有有利于增加加火焰長度度及產生平平穩的峰值值溫度，保保護窯皮和和減少NOx的生成量。。3幾種燃燒器器的分析對對比3幾種燃燒器器的分析對對比三種燃燒器器結構性能能比較3幾種燃燒器器的分析對對比3幾種燃燒器器的分析對對比各公司燃燒燒器使用特特點通過上面的的分析比較較可以看出出，高動能能型（三風風道）和高高沖量型（（四風道））燃燒器并并沒有明顯顯的優劣之之分。高動動能型燃燒燒器由于煤煤粉在旋流流風和軸流流風之間，，火焰形形狀易于調調節，適合合原燃料不不是很穩定定的水泥廠廠使用。由由于軸流風風風速高，，需要的一一次風量低低，但風壓壓較高（有有的高達60～80kPa），系統能能耗不一定定最低。高沖量型燃燃燒器由于于煤粉在旋旋流風和軸軸流風的里里層，火火焰形狀穩穩定，適適合原燃料料穩定的水水泥廠使用用。由于一一次風量相相對高一些些，但風壓壓較低（最最高在30kPa左右），也也不一定增增加系統能能耗。１.旋流度：三、燃燒器器參數ρ—流流體體密密度度r—任任意意半半徑徑U、W和ρ—分分別別為為旋旋轉轉射射流流任任一一截截面面上上的的軸軸向向和和切切向向速速度度分分量量以以及及靜靜壓壓力力。。軸向向管管流流中中設設螺螺旋旋葉葉片片的的旋旋流流器器簡簡圖圖旋流流度度變變成成旋旋流流數數阻塞塞系系數數皮拉拉得得燃燃燒燒器器現現場場測測試試旋流流數數速度度場場卷吸吸量量外內內風風比比例例對對外外回回流流的的影影響響隨著著外外內內風風量量比比由由4:1減小小到到3:1，外外回回流流區區長長度度由由4.60m縮短短為為3.51m，寬寬度度由由0.30m收縮縮為為0.21m，起起點點由由4.87m延遲遲至至5.89m處;隨著著外外內內風風量量比比降降至至2:1，外外回回流流區區消消失失。。因因此此，，外外內內風風量量比比對對外外回回流流區區的的形形成成和和大大小小作作用用十十分分明明顯顯，，隨隨著著外外軸軸流流風風比比例例的的增增加加，，對對二二次次空空氣氣的的引引外內內風風量量比比對對碳碳燃燃盡盡速速率率(kg/s)的影響外內風量量比對燃燃燒過程程的影響響由碳燃燃盡速率率的變化化可以清清楚的表表現出來，隨著著外內風風量比由由2:1、3:1增大到4:1，碳燃盡盡長度由由3.52m、2.35m縮短為1.95m，表明燃燃燒速率率提高，，對于燃燃盡是有有利的;同時，碳碳燃盡起起始位置置由距燃燃燒器噴噴口0.37m、0.52m后移至1.02m處，表明明著火點點后移，，對于著著火是不不利的。。水泥窯煤煤粉燃燒燒器的旋旋流數不不超過0.5，屬弱旋旋轉射流流范疇，，其本身身對內回回流區的的產生及及尺寸影影響不大大。我院院曾就大大速并穩穩焰措施施在某水水泥廠進進行了工工業性試試驗，可可穩定燃燃燒1670/kg以下的高高灰分煤煤，但大大速差燃燃燒器消消耗的壓壓縮空氣氣量較大大，工廠廠長期使使用并不不經濟。。在距燃燒燒器噴口口小于O.65D的區域，，混合強強度沿徑徑向一般般呈先增增大后急急劇減小小的“單單馬鞍形形”結構構。1.01~2.51D的區域，，混合強強度沿徑徑向一般般呈中間間大兩邊邊小的趨趨勢，同同樣，也也可用一一個高斯斯分布來來表示。。在距燃燒燒器噴口口2.51D以外的區區域，混混合強度度沿徑向向基本保保持不變變。這是因為隨隨著卷吸吸量的進進一步增增加，這這一區域域的速度度梯度基基本消失失的緣故故。四、燃料料特點分分析表1水水泥窯窯用煤的的品質要要求劣質燃料料具有以以下特點點：(1)著著火性能能下降。。著火性能能下降燃燒穩定定性降低低燃燒穩定定性降低低燃盡性能能燃燒特性性可燃性指指數著火穩燃燃特性指指數燃盡特性性指數式中，f1為初初始燃盡盡率，為為著火點點對應的的失重量量與煤種種可燃質質含量的的比值，，即溫度度為Ti時的轉轉化率，，反映了了揮發分分、著火火特性的的影響，，值越大大，煤的的可燃性性越好。。f2為為后期燃燃盡率，，其表達達式為0.98-f1，反映映了煤中中碳的燃燃盡性能能，與含含碳量、、碳的存存在形態態等煤質質特性有有關，值值越大，，燃盡性性能越好好。Thankyouattention!9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業貧。。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。21:35:0821:35:0821:3512/20/20229:35:08PM11、以我我獨沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2221:35:0821:35Dec-2220-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。21:35:0821:35:0821:35Tuesday,December20,202213、乍見翻翻疑夢，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2221:35:0821:35:08December20,202214、他鄉生生白發，，舊國見見青山。。。20十十二月20229:35:08下午午21:35:0812月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。十二二月月229:35下下午午12月月-2221:35December20,202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/2021:35:0821:35:0820December202217、做做前前，，能能夠夠環環視視四四周周；；做做時時，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點點的的射射線線向向前前。。。。9:35:08下下午午9:35下下午午21:35:0812月月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Tuesday,December20,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。21:35:0821:35:0821:3512/20/20229:35:08PM11、成功就是是日復一日日那一點點點小小努力力的積累。。。12月-2221:35:0821:35Dec-2220-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。21:35:0921:35:0921:35Tuesday,December20,202213、不知香積積寺，數里里入云峰。。。12月-2212月-2221:35:0921:35:09December20,202214、意志堅強的的人能