材料工程技术专业《回转窑对煤粉燃烧器的要求

  喷煤管出流旋流主要控制着火焰形状，因此被称为火焰形状系数。随着旋流强度的增加，火焰变粗、变短．可强化火焰对熟料的热辐射。但过强的旋流会引起双峰火焰，即发散火焰，易使局部窑皮过热、剥落；另一方面也易引起“黑火头〞消失，喷嘴非间接接触火焰根部而被烧坏。虽然大多数多通道燃烧器的旋流强度可在操作中调节，但极限参数的限定是很重要的，也是必需的。

  因一次风温度较低室温，其用量越少那么煤粉空气混合体到达燃点温度所需的热量越少，越容易着火燃烧。一次风用量少，意味着煤粉燃烧时所用的二次风多。经验说明每减少％一次风量将节省熟料热耗／g。

  煤粉与二次风的混合速度和质量，以及其本身的燃烧速率均随着燃烧器推动力M值的增大而提高，M值是一次风的质量流量m与其喷出速度v值的乘积，即

  在使用低挥发分燃烧时，火焰的气体流场是很重要的，因为低挥发燃料一般具有较高的着火点，加之由于挥发分含量低、挥发分燃烧所产生的热量缺乏以使炭粒加热到着火温度而使燃烧持续进行。确保低挥发煤持续点燃的最简便方法是增加火焰内循环量，使下游炽热的燃烧产物回流到火焰根部以提高该处一次风和煤粉温度。内循环的产生及其大小主要根据燃烧器出口结构参数。

  4采用拢焰罩技术，防止产生峰值温度，降低有害化学气体NO的排放，使窑内温度分布合理，提高预烧能力。

  6结构简单，调节灵敏、方便，适应不一样窑情的变化，满足烧不同煤质和形成不同火焰的要求。

  外回流的产生一方面使下游炽热燃烧烟气的回流增加了上游火焰化学活性基团和温度浓度，从而增加煤粉后期燃烧速度；另一方面冲淡了可燃混合物中氧含量和挤占燃烧空间，这会引起燃烧速度降低，增加了火焰长度，所以外回流的大小有一最正确范围。

  适度的外回流对煤粉与空气混合过程有推动作用没有外回流，那么说明并非所有的二次空气都被带入一次射流火焰中。值得指出的另一个重要方面是，适度的外回流可以有效的预防“扫窑皮〞现象，防止一次射流扩展碰撞窑皮。经验说明，在射流扩展的理论碰撞点附近常常会发生耐火砖磨损过快现象，导致窑运转周期缩短。

  相对燃烧推动力，即一次风百分数与其风速之乘积。增加一次风量显然是不可取的，所以提高一次风速是增强燃烧推动力的主要手段，但V值太大，阻力骤增，风机电耗上升，在一定的燃烧条件范围内，V值有一最正确范围。

  控制与调节窑内火焰形状和力度调节一次风的旋流强度来控制与调节窑内火焰形状和力度，即旋流数S值角动量与线动量之比。影响S值的因素主要有轴流风量、风速，旋流风量、风速，以及两者之比，操作的流程中一般都可以分别予以调节。旋流叶片倾角α及其阻塞系数 对S值有相当大的影响，因结构上的限制，α和 值通常在操作中是不能调节的，只是在燃烧器设计时予以优化选定。奥地利的Unitherm-Cemcon公司推出一种MAS型燃烧器的α口角可调。

  1对燃料具有较强的适应性，尤其是在燃烧无烟煤或劣质煤时，能保证在较低空气过剩系数下完全燃烧，CO和NO排放量最低。

  2火焰形状能使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，有利于熟料结粒、矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘，形成稳定的窑皮，延长耐火砖使用寿命。

  3外风采用环形间断喷射，保证热态不变形，射流均匀稳定，形成良好的火焰形状，最好采用多个小喷嘴喷射。

  1均相点燃。当其挥发分含量较多，加热速率不很快时，因挥发物首先析出而着火，随之固定碳开始燃烧。

  2非均相点燃。当其挥发分较少，加热速率很快时，挥发分还来不及析出，其中的固定碳已经到达了燃点温度而首先着火。

  3联合点燃。当挥发分和固定碳同时点燃时，那么称为联合点燃。采用烟煤为燃料的水泥窑，多属均相点燃；无烟煤那么应考虑到非均相点燃的情况。

  水泥回转窑内煤粉的燃烧属受限射流火焰，在二次空气供应量一定时，按一次射流动量通量大小可分两种情况。

  1当一次射流动量通量不大时，二次空气足够引射，即射流在扩展到窑壁前，引射量不受影响。

  2当一次射流动量通量大到一定值时，二次空气不能够满足引射量的要求，在射流量到窑壁之前的某个位置，二次空气被引射完毕，过剩的射流动量随即开始引射下游区域的燃烧烟气，形成外部回流区。

  综上分析，喷煤管出口动量通量和旋流强度是窑头火焰设计和操作的重要参数。喷煤管出口动量通量是射流股对来自冷却机二次空气引射能力的度量。过小的动量通量将导致二次空气和煤粉不能很好地混合，燃烧不完全，窑尾CO含量升高，煤灰降落不均而影响熟料质量，甚至引起结前圈。另外由于火焰下游外回流消失，加之火焰刚度不够火焰的浮升使火焰易碰撞窑皮，影响耐火砖常规使用的寿命。过大的动量通量会引起过大的外回流，一方面挤占火焰下游的燃烧空间；另一方面降低火焰下游氧浓度，同样导致燃烧不完全，窑尾温度上升。