交流材料——回转窑燃烧器选择与使用

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1、预分解窑燃烧器的选择与使用拟稿人：孔取和一、煤粉燃烧的三个阶段煤粉燃烧过程可以分为准备、燃烧和燃尽三个阶段。1、准备阶段包括燃料的干燥、预热和干馏煤粉受热后，水分汽化，煤粉温度≥100℃，物理水分全部逸出，干燥结束。继续加热至一定程度，开始分解，放出挥发物，剩下固体焦炭，这一过程称干馏。挥发份越多，挥发份放出需要的温度越低，反之亦然。褐煤大约130℃，无烟煤约400℃，烟煤介于两者之间。煤粉在准备阶段，由于燃烧尚未开始，基本上不需要空气，是吸热过程。2、燃烧阶段燃烧阶段包括挥发物和焦炭的燃烧；挥发物主要是碳氢化合物，当挥发物到达一定的温度

2、和浓度时，先于焦炭着火燃烧。通常把挥发物着火燃烧的温度粗略地看作煤粉的着火温度。挥发物多的燃料，着火温度低，反之亦然。焦炭燃烧是煤粉的主要燃烧，焦炭的发热量一般占总发热量的一半以上，是煤粉燃烧过程中主要热量来源。焦炭燃烧所需的时间比挥发物长得多，由于焦炭的燃烧是多相反应，完全燃烧比挥发物困难，如何提高焦炭的燃烧速度及燃尽率是组织燃烧重要的一环。3、燃尽阶段（或称灰渣形成阶段）焦炭将烧完时，焦炭外壳形成了一层灰渣，空气很难掺入里面参与燃烧，从而使燃烧缓慢进行，尤其是高灰份煤粉就更难燃尽。此阶段放热量不大，所需空气量也很少，但要保持较高温度，

3、并给予时间。二、煤粉气流燃烧的特点当原煤磨成煤粉时，受热面积和单位质量表面积大大增加。当煤的密度为1000kg/m3时，1Kg煤的球形颗粒在不同尺寸具有的表面积。不同颗粒尺寸的1Kg煤的单位质量比面积煤颗粒状况颗粒直径（mm）单位质量表面积（m2/Kg）在冷空气中的相对速度（m/s）块状煤300.05－粗煤粉300×10-353.5×10-3细煤粉30×10-3503.5×10-5当煤粉的平均颗粒直径很小时，单位质量的表面积很大，而煤粉和空气流之间的相对速度很小，这样煤粉颗粒将悬浮在空气流中。当煤粉随空气通过燃烧器送入回转窑中，在回转窑空

4、间内以悬浮状态燃烧。煤粉必须加热到一定的温度才能着火。着火温度与煤粉受热后挥发物开始析出的温度有关，即温度越低就越容易着火。不同煤种的挥发物开始析出温度煤种泥煤褐煤烟煤贫煤无烟煤Vdaf(%)约70＞37＞4237-4226-3716-2612-1810-112-10T(℃)100-110130-170170210260300320390280-400贫煤与无烟煤较难着火，挥发物含量高的煤，其挥发份开始析出的温度低，易着火，煤粉气流着火后，火焰会以一定速度向逆着气流方向扩展，若此速度等于从燃烧器喷出的煤粉气流某处的流速时，则火焰稳定于该处

5、。反之，则火焰被气流吹向下游，在气流速度衰减到一定程度的地方稳定下来，可能导致火焰被吹灭，着火不稳定。（油煤混烧时，容易导致火焰吹灭）。煤粉气流的及时、稳定着火是燃烧器安全经济运行的重要条件，一般煤粉气流在距燃烧器200～300mm着火，最多不超过500mm。煤粉气流在喷入回转窑中，会卷吸窑内高温烟气及二次风产生对流换热，另外还有高温烟气辐射换热。通过这两种热交换，使煤粉气流温度迅速提高，当温度达到某一数据时，煤粉开始燃烧，这个过程称着火过程。着火过程的工业控制：1、降低煤粉细度；2、降低一次风量；3、增加煤粉气流的卷吸高温烟气的能力。为

6、使煤粉完全燃烧，必须保证火焰有足够长度，即煤粉在回转窑内飞行的时间，煤粉气流一般在吹入窑内0.3～0.5m处开始着火，到1-2m处大部分挥发物已析出，余下的焦炭颗粒却往往到10～30m（随着窑型的不同，窑内风速不同）处才能燃烧完全或接近完全（一般回转率窑内煤粉燃尽率约为97.5%）。着火后的初级阶段，由于温度很高，氧气充足，混合亦很强，故燃烧进行的很猛烈，焦炭含碳量沿火焰长度急剧下降。这时燃烧所放出的热量比散出的多，所以整个过程是在温度不断升高的情况下进行的。当温度和放出热量达到最大时，燃烧过程已发展的最完全，燃烧得亦最有效，到达了燃烧中

7、心，随后，氧气以被大量消耗，煤粉颗粒逐渐燃尽，有些颗粒被灰渣包住，混合气流减弱，燃烧反应逐渐减慢，放出的热量减少，少于散出去的热量，温度开始下降。温度下降反过来引起燃烧速率的减慢，燃烧过程进展缓慢，进入燃尽区。焦炭含碳量的下降逐渐变慢。燃尽区占据了火焰长度的很长一部分。三、回转窑煤粉燃烧器设计通用原理从回转窑煅烧热力分布特点来看，回转窑在其轴向主要划分为三个带：固相反应带、烧成带、冷却带。其中固相反应带是一个放热反应带，烧成带是微吸热反应带，因此回转窑物料煅烧过程实际吸热量并不大，主要要在烧成带整个长度上保持一个恒定的温度场，满足熟料形成

8、的行走时间。因些煤粉燃烧器应满足下述要求：1、对煤粉品质具有较强的适应性，能使无烟煤、高灰份煤、烟煤等不同煤种的煤粉都能很好地燃烧并能形成较好的火焰形状。2、火焰形状应是“细而不长”，使整个烧