燃燒器(燃燒機(jī))技術(shù)的發(fā)展
通過對我國水泥行業(yè)中的百余家對國內(nèi)外三通道煤粉燃燒器、煤粉燃燒器使用的實(shí)地考察中,我們了解到,采用現(xiàn)代最新燃燒技術(shù)的燃燒器,運(yùn)用大速差和強(qiáng)旋流理論,使火焰的內(nèi)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(nèi)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(diào)節(jié)噴嘴的幾何形狀來改變一次風(fēng)量。
對于燃燒器而言,其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(nèi)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。
在燃燒器的燃料中對同一種煤來說,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?jǐn)?shù)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(fēng)量的降低,目前均設(shè)計在200m/s以上。軸向噴速增加,相應(yīng)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(nèi)燃料燃燒時,供燃燒用的空氣一是通過燃燒器向窯內(nèi)噴射的低溫一次空氣,另一是從篦冷機(jī)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(jīng)估算當(dāng)二次風(fēng)溫為900℃時,每降低1%的一次風(fēng)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(jīng)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。