燃燒器技術的發(fā)展是在總結經驗的基礎上建立的
國內上百家水泥廠進行實地考察,以國內外三通道煤粉燃燒器為基礎開發(fā)出來的。采用現(xiàn)代最新燃燒技術--大速差和強旋流理論,使火焰的內部范圍的燃料聚集;通過降低一次空氣消耗量來降低火焰根部范圍內的氧含量并降低溫度峰值;優(yōu)化燃燒器噴嘴系統(tǒng),通過調節(jié)噴嘴的幾何形狀來改變一次風量。
一次空氣量與軸向噴射速度
燃燒器的作用首先是保證火焰的長度?;鹧骈L度主要取決于煤粉與燃燒空氣的混合速率,而混合速率主要由燃燒器單位推力(即一次空氣的動量和單位時間輸送空氣的流量)所決定。如果推力大,火焰短,煤粉的潛熱就會在一個小的體積內釋放,因而火焰溫度變得很高;如果減小推力而使火焰長度延長,火焰溫度將會下降。
火焰是經噴射氣流形成的,確定氣流噴射量的大小是動量(M)。
M=A×V
式中:M--動量,%m/s;
A--一次空氣體積百分數,%;
V--軸向風噴速,m/s。
對同一種煤來說,其完全燃燒所需的動量是一定的。而對同一型式的燃燒器來說,其動量有一定的范圍,因而一次空氣百分數用量愈低,其軸向噴速愈高。不同型式燃燒器的動量范圍是不同的,因而其噴速也不等,但各種燃燒器的噴速均符合上述規(guī)律。早期燃燒器軸向噴速在100m/s-150/s左右,隨著一次風量的降低,目前均設計在200m/s以上。軸向噴速增加,相應增加了火焰長度,降低了峰值溫度,有利于窯皮和耐火磚的使用周期。
窯內燃料燃燒時,供燃燒用的空氣一是通過燃燒器向窯內噴射的低溫一次空氣,另一是從篦冷機來的高溫二次空氣。在燃燒過程中,一次空氣量比例降低,則二次空氣量比例就增高。經估算當二次風溫為900℃時,每降低1%的一次風量,多用的二次空氣可使燃料熱耗降13.5kj/kg。早期的三通道燃燒器一次空氣量在12%-15%以上。經優(yōu)化,四通道燃燒器一次空氣量已降到7%以下,大大節(jié)省了能量。