新型干法回转窑燃烧器进展和介绍
作者：董巍陆雷江勤南京工业大学
摘要随着水泥工业规模的快速扩大以及环保标准的不断提高，国内外水泥厂都在思考如何在提高生产质量的同时，降低生产成本，以保持在市场中的竞争力。煤和电是水泥生产过程中主要的能源耗损，其中部分地区煤耗成本占了总成本的一半以上，减少煤耗将明显降低生产成本，从而提高经济效益。燃烧器是水泥生产中主要的用煤设备，所以正确选择燃烧器不仅可以降低煤的用量而且可以省电和减少NOX等有害气体，同时也有助于熟料产﹑质量的提高。本文简介了国内外部分工艺精良的燃烧器，希望对水泥企业燃烧器选型和技术改进有一定的帮助。
关键词燃烧器，回转窑
Introduction and Development of Rotary Kiln Burners Abstract With the cement industry rapidly expanding and the criterion of environment
gradually enhancing cement plants are thinking of how to improve the quality and
quantity while deceasing the cost of products to remain the competiti on. Coal and
electricity are the main cost and the cost of coal has accounted for 18 percent of all.
So falling of coal cost will evidently reduce the general cost. Burne r is the primary
device with coal of cement industry. Correctly electing of burners w ill reduce the
cost of coal, also save the electricity and reduce NOX. This paper in troduces
some burners of the world which may help the choose and improvement of
technique.
Keyword burner, rotary kiln
1.前言
1.1燃烧器发展历史
上世纪70年代，国外使用的还是低效率的单通道燃烧器；但随着能源危机和全
球建筑业的兴起，水泥行业使用了高效率的燃煤多通道燃烧器取代了原先单通道燃烧器。同时由于产量﹑燃料等实际情况的不同以及降低生产成本的目的，多通道燃烧器历经了三个发展阶段，这里的三个阶段是从工艺发展的角度出发便于简介在时间上并不一致。第一个阶段：以pillar公司三通道燃烧器为起点的第一代多通道燃烧器。第二阶段：第一代多通道燃烧器的改进型：改变了外轴流风的出口方式及旋流风道与煤风道的分布位置。第三阶段：能够燃烧两种或多种燃料的多通道以及具有突破性的新型双通道燃烧器。实际上，不同技术的燃烧器彼此之间不能作同样的比较，因为各自满足的实际要求是不相同的。
1.2燃烧器的性能和操作
国内外燃烧器，性能虽然是很重要的，但在实际的使用中，性能和操作其实是同样重要的。性能好的燃烧器在使用情况不好的时候，一样不能发挥其特点。而性能一般的燃烧器，如果有非常良好的操作，那么效果一样会非常好。例如某水泥厂两条同规模生产线使用的相同的燃烧器，在使用者相同、燃料相同的情况下燃烧情况并不一样，实际的生产中，燃烧器的操作有时候甚至占了更主要的因素。在水泥生产中，设备的性能和实际的操作总是相辅相成的，在生产运行中，缺一不可的。
2. 燃烧器的工艺特性
回转窑燃烧器不仅为燃烧提供了燃料和氧化剂，同时也是火焰成型最主要的动力装置。因此，精确的工艺，将提供良好的工况，对熟料煅烧，成本减少都十分的重要。
2.1 一次风
一次风是对水泥烧成系统影响最大的人工风，它不仅起到输送煤粉的作用，而且对火焰成形﹑燃料燃烧﹑吸卷二次风的数量都有很大的影响，因此精确的控制有助于熟料产﹑质量的提高和煤电资源的节省。
2.1.2一次风率
一次风的温度很低，过多的参与燃烧过程则明显的降低了着火条件﹑增大风机电耗﹑也不利于煤粉的燃烧而造成资源的浪费。但由于一次风起着输送燃料和火焰成形的作用因而不可取消，因此只有尽量降低一次冷风在总风量（包括一次风﹑二次风﹑窑尾高温烟气）中的占有率以保证燃烧器的燃烧效果。
2.1.2一次风输出方式
早期的单通道燃烧器全部的一次风和煤粉从同一个通道喷出，事实证明不仅一次风率高而且火焰形状也比较差，燃烧情况十分不好。利用多个通道输出一次风，不仅可以降低一次风率而且高速的外轴流风还可以大量的引射高温的二次风，内部的旋流输出风可以增大火焰内部回流区，改善燃料着火条件，中心风调节黑火头以避免燃烧器由于高温被烧坏。同时，各个风道的出口形状也影响着燃烧，相比与环隙式出口，如果外轴流净风采用数个环绕的圆型孔出风，这不仅减小出口面积，而且在保证了出口动量的基础上，增加了火焰刚度，减少了一次风量，更多的吸卷了二次风。国外某公司的新型双通道燃烧器，一次风基本上由一组环绕着燃烧器的软管输出，不仅大大降低一次风率而且可以简便地调节旋流强度。
2.1.3一次风速度和旋流强度
一次风各出口速度和旋流风的旋流强度对燃烧和窑运作有比较大的影响。燃烧器出口速度要适当，过大会引起生料的堆料和窑尾温度过高；过小则不利于火焰成形和吸卷周围的高温空气以及造成火焰过于疲软而缺乏穿透力。旋流风
的旋流强度是一次风中一个重要的指标；合适的旋流强度加速燃料和燃烧空气的混合,并且在火焰中心形成高温回流区，改善燃烧环境，使燃烧完全，并且在火焰中下游区形成外回流气膜，保护窑皮；但是过大则会使火焰中心向燃烧器出口移动，损坏烧嘴。实际工况中的旋流强度通常是调节内外净风比，这容易改变一次风风量和出口动量，因此能否不改变出口动量前提下简易进行调整也是燃烧器很重要的工艺指标。
2.2火焰
由于生料煅烧需要的热能大部分是通过火焰光辐射进行传播的，因此火焰的温度和形状就十分的重要。火焰温度反映了能量粒子的分布情况，均匀的分布对熟料煅烧非常有利；根据国外研究表明，短而窄的火焰最有利于熟料的煅烧﹑煤粉的燃烧﹑熔渣的结晶和窑皮及燃烧器寿命的延长，而且这种火焰的热流分布也比较理想。火焰的稳定性将保证熟料煅烧的质量的稳定性和设备运行的安全性。影响火焰的主要是一次风率﹑出口速度，旋流强度，煤粉种类﹑颗粒大小等。 2.3 火焰动量理论
火焰动量理论是国外长期研究得出的关于火焰成形的理论。这个理论认为影响火焰形状的关键参数是一次风的比率乘以一次风的速度，而良好的形状所需要的数值大概在1200－1500(%,m/s) ；同时也可以用单位热耗的火焰推力来描述火焰的工作状况，其定义是单位时间出口风量（kg/s）乘以出口速度再除以单位热耗，国外研究表明在3—7N/MW之间是比较合理的火焰推力范围。而不良的火焰会导致火焰过长，煅烧区和燃烧区下游部分过高的窑表面温度，过多的游离氧化钙，同时不稳定的窑运作且伴随着过长过冷的煅烧区，因此会产生不利的溶渣结晶。
回转窑中作为喷射器的燃烧器，其目的是为了尽可能利用来自于冷却器的二次风使得燃料燃烧尽可能接近二次风聚集的窑中线。这就解释了为什么燃烧器的动量决定了火焰的形状。更高动量意味着更快的混合和更短更热的火焰。
窑内好的火焰形状可以使用尽量少的空气而几乎没有CO的部分，一个有正确火焰动量的燃烧器不论温度多高都会有比较低动量的却消耗更多空气的燃烧器有
更低的NOX含量。图1是不同动量火焰形状的比较。
3.国内外煤粉燃烧器介绍
国外水泥行业用燃烧器真正开始发展应该是在上世纪70年代，以法国pillard 公司研制的第一代三通道燃烧器为起点。实际上，在之前曾经出现了模仿燃油燃烧器的双通道的燃煤燃烧器，但由于对煤粉燃烧和气固动力科学研究不够以及具体操作参数的不当，在工业生产中，效果并不理想。Pillard三通道燃烧器的出现，不仅取代了原先落后的单通道燃烧器（即喷煤管），同时也正式标明水泥用燃烧器的研究进入了人们的视线。
3.1 pillard公司生产的煤粉燃烧器 rotaflam kiln burner
rotaflam kiln burner是pillard公司在其原始的三通道燃烧器基础上发展出来的，在效率和节能方面都得到改善。
3.1.1工艺原理
（1） Rotaflam燃烧器的制造概念主要是基于GRC锅炉燃烧器的经验发展起来的，并且优化了火焰稳定性。这种稳定性在增大中心涡流尺度的同时限制了涡流的再流动，保证了即使冷启动也能有很好稳定性的火焰。
（2）煤粉、燃油和燃气都可以在2个空气管道内流动。这种新的设计目的为了避免氧气在火焰根部过多聚集，减少NOX。
（3）外部风管超过喷嘴的长度。这种出口位置分布造成了燃烧初期会形成十分快速膨胀的扩展型气流，以使火焰有较好的形状。
（4）轴向气流经由数个圆孔管喷射，与连续的环隙出口不同，这一设计使得内外部燃烧管能够同轴。而且火焰根部可以引入更多的高温CO2气体，以减少O2的分量。
(5) 通过优化直流和旋流风动量比获得了高效率的燃料/空气混合。而且，与传统的3通道燃烧器比较，rotaflam的一次风量只有它的一半，但是燃烧器的出口动量却大大增加。
3.1.2工艺特点
（1）有较好的火焰形状并且降低了火焰的峰温，热流分布良好。
（2）由于使一次风量减少了4%，取而代之的是高温回流烟气(700-11000C),使得燃料燃烧更加完全，大约节省1.5%的燃料。
（3）简化了对火焰形状调节过程并扩大了调节的范围。
（4）由于火焰温度峰值的降低和高温回流烟气的增加，使NOX生成量大大减少。
图2是pillard 公司燃烧器结构图，1是外净风通道 2是旋流风通道 3是风煤通道 4是中心冷风通道 5是燃油点火装置。图3是实物图。
3． 2进入到80年代，国外新型干法回转窑燃烧器得到了大发展，涌现出一大批研究和制作燃烧器的公司。其中尤以丹麦SMIDTH，德国洪堡的产品比较优秀。这个时期的产品在沿袭70年代pillard三通道燃烧器理念同时，加以发展。在一次风率，空气动力，环保，节能以及火焰温度上都有很大的提高。这个时期主要的产品如下：
3.2.1 丹麦F.L.SMIDTH公司 DUOFLEX旋风燃烧器
3.2.1.1工艺原理
DUOFLEX燃烧器以两个同中心且紧密环围着的环状煤通道的环型缝隙来输送一
次风。这两个外部管道形成了一个非常严格的结构保证燃烧的稳定。新增的中心管不仅有利于调节火焰中心压力而且可以输送第二种燃料。其结构如图所示。 3.2.1.2 工艺特点：
（1）减少了一次风风量。
（2）可简易调节旋流强度。
（3）空气喷嘴面积可以进行合理的调节，保证燃烧的稳定。
（4）燃烧器中心可喷射第二种燃料，两种不同燃料间的转换十分方便。（5）低的NOX生成量保证了环保的要求。
此外，DUOFLEX 燃烧器除可以用煤粉或者焦碳﹑油﹑天然气或其中任何燃料的混合物来烧制生料外，还可以用合适的特殊管道（中心管道）来输送第二种燃料例如：塑料垃圾﹑木削﹑泥煤等。
3.2.2丹麦SMIDTH的 swirlaxburner燃烧器
其结构与上面提到的DUOFLEX旋风燃烧器有所不同。Swirlaxburner的喷嘴在纵向和径向上是可以调节的，这有利于在不改变风量的条件下应对实际工况的需要。它的一次风同样由一个是内部的旋流管道和一个外部的轴流管道输送。不同的是两种风在一次风中的比例可以由两个调节阀进行控制。通过调节，使得一次风比率可以减少到7%。
Swirlaxburner在提高热效率的同时降低一次风率，并且可以在较大范围内调整火焰的形状。还可以燃烧多种燃料，并且在燃料间的转换十分简单。对煤波动的适应性也比较好。图中 1为保护管，2为外部净风管，3为内煤管，4为保护管，5为点火油管，6为导向叶片。
3.2.3 德国KHD(洪堡)公司生产 Pyro-jet燃烧器
Pyro-jet型燃烧器由中心到外分别是火油枪，中心冷风管，旋流净风管，风煤管，外净流风管。其中外净流风轴向风速达到440m/s,旋流净风风速达到160m/s,而风煤速度只有24m/s。
3.2.3.1工艺特点:
（1）一次风比率降低,这使得高温的二次风比例增大,改善了燃烧的环境，节省了能源。
（2）旋流净风、外轴流风速大,与煤流风风速相差大。涡流效应大大增强,加速了煤粉与燃烧空气的混合。高速喷出的内旋流风能在燃烧器喷口区造成一个较大的局部回流区,能将窑内已着火的高温烟气卷吸到燃烧器喷口,使未着火的煤粉空气混合物迅速加热到着火温度,缩短了混合物加热到着火温度的时间。而高速的外轴流风与低速的煤风界面产生了大尺度涡动，易于引射的二次风与燃料混合。因而对煤种的适应性强。
（3）火焰稳定,调节灵活。
（4）ＮＯX的排放减少。
3.3 上世纪90年代，燃烧器的研究得到了空气动力和燃烧学科的大力支持，由此深化了人们对燃烧器出口燃烧过程了解，出现了新型燃烧器。这类燃烧器有的是在原有基础上提高精确性，有的则是开辟了新的研究方向。
3.3.1丹麦SMIDTH公司 CENTRAX KILN BURNER
CENTRAX燃烧器在继承了原先产品的优秀工艺基础上，对燃烧器工艺特性再次进行了改良。
3.3.1.1工艺特点
（1）一次风量在化学计量燃烧总风量中只占到了4%。但是由于风速高达360m/s，所以有着非常良好的动量率（1440m/s，%），保证了火焰形状。
（2）火焰的形状短而窄，使烧成区有一个低的难熔温度，降温速度快，保证了熟料的结晶的效果。同时也避免了窑内硫酸盐的汽化和循环，保护了窑衬和燃烧器。
（3）加入了天然气管道和自融管道。天然气管道的加入使燃烧器可以同时燃烧煤和天然气，不仅提高了燃烧效率而且省煤省电。自融管道可以通中心风或者作为输入其它燃料的管道。
（4）由于燃烧器良好的火焰形状，剩余空气中O2的含量低于1%，CO几乎没有；虽然火焰温度很高，但是NOX的生成量却十分的低。
（5）煤风的入口处，由于长期受到冲刷，损坏严重；centrax在这一部分设置了一个高耐磨的陶瓷，增加了抗冲刷能力，延长了运行的稳定性。
3.3.2奥地利Unitherm公司M.A.S燃烧器
图是 MAS燃烧器的实图，左边是燃烧器前部图，右图是尾部管道分布图
这是新型双通道燃烧器的代表。其独特的结构对未来燃烧器的发展有着的一定影响。
3.3.2.1工艺特点：
（1）与其它燃烧器不同的是M.A.S燃烧器一次风基本上由一个通道输送，而且这个通道也很特殊，是由12--16个独立环绕在燃烧器周围的软管组成，在大大降低了一次风率同时，却提高了出口动量。同时通过调节这些独立的软管的径向角度可以控制一次风的旋流强度；这种软管的设计，使旋流强度的调节非常方便和精确，而且扩大了调节的范围。
（2）独立的一次风软管可以很好的调节火焰的形状，使燃烧器达到最适宜的工作条件。一次风量降低到大约为5%。软管的前部分（燃烧器头部）是一个灵活的设计，并且由耐高温的材料制作，调节工作更加简单，甚至可以远程操作。这种特殊旋流设备也降低了 NOX的产生，大大节省了煤和电资源。
3.3.3 Greco燃烧器
Greco燃烧器通过燃烧器的中央喷管喷射固体、废弃燃料。用压缩空气或蒸汽辅助喷雾法由若干喷嘴喷射燃料油/液体废物。这些喷嘴位于一个环形断面上并带有一个内设气孔的替换程序（空气负责云状物料的分散）。切线形外部空气喷射以确保火焰形状的控制。粉状燃料和输送空气（以最小量）注入外部空气通道和切线形空气通道之间由于固体废物的中央喷射避免了管道的堵塞，因此可节约成本。为此有可能大量使用颗粒较大的固体燃料作为替代燃料。此外，由于液体和固体废物被注入焰心，因此替代燃料的燃烧能力大大提高。该系统还可使熟料质量得到充分保护。对火焰的调节建立了较小的内部再循环区，配合较大的外部再循环，为细颗粒的点燃提供了控制。此外还可以灵活地改变窑的热工曲线：维持了熟料质量、结皮和操作的稳定性，并使结圈得到了控制。新结构同时还适合环保要求。
3.3.4 MSD燃烧器
MSD燃烧器是一种固体燃料的燃烧器。MSD燃烧器的特征是使无烟煤在热的二次风中强烈分散和扩散，该二次风是由旨在获得最大燃料燃烧效率的垂直内通道一次风喷嘴冲力产生的。该燃烧技术有可能实现节能、节热、稳定窑操作及降低燃料成本的目标。MSD燃烧器有一个铅笔状喷火头，由三个通道组成。内通道是垂直一次风喷嘴，外通道是轴向一次风喷嘴，中间通道专门用于输送粉状固体燃料。在管道中央是一个点火油枪。由垂直内通道一次风喷嘴产生的冲力将固体燃料颗粒散射到窑的四周并使其稀释在热的二次风中。轴向外通道一次风喷嘴诱发二次热风，进一步协助固体燃料分散和燃烧。一次风的冲力可确保由MSD 燃烧器中央通道导入的固体燃料。一次风量包括固体燃料输送空气可由传统燃烧器的15%下降到固体燃料理论所需燃烧空气的 9~10%。
3.4国内的燃烧器介绍
国产燃烧器由于价格低，对实际情况的适应性好，因此得到普遍使用；而在工艺性能上由于采用了国外先进技术，得到了一定的提高，但总体实力与国外差距明显。国内燃烧器的探究大多是从20世纪80年代开始的。
3.4.1 KB燃烧器
圣火水泥技术设备公司生产的KB系列燃烧器包括了KB、KBF、KBN等系列。
其中，KB、KBF系列多通道燃烧器有着良好的动量通量和旋流强度。良好的动量通量导致二次空气和煤粉混合充分，燃烧完全，煤灰沉落均匀而保证熟料质量；火焰形状比较合理，保护了耐火砖。降低CO和NOX的排放量。适当的旋流强度，优化火焰形状，强化火焰对熟料热辐射，达到强化煅烧目的。在稳焰器下游产生相应的内回流区域，使高温烟气不断被引流至火焰根部以持续加热、点燃出口煤粉，保证了火焰根部十分稳定，有效地提高了燃烧器对煤质和窑内工况波动的适应性，可燃烧各种无烟煤、多种劣质煤及工业可燃垃圾。通过定期更换喷嘴以维持优良的燃烧器性能，延长燃烧器寿命，降低工厂长期设备投资。燃烧器入口处由于煤粉通道方向、截面形状和截面积的改变，受煤粉冲刷、磨损十分严重。KB系列燃烧器在上述部位进行特殊处理，确保了燃烧器的整体寿命。
KBN燃烧器是国家专利的新型双通道燃烧器，不仅具备KB、KBF型燃烧器诸多特点，而且可以进一步改善火焰形状，实现火焰热流分布和熟料煅烧要求最佳匹配，提高燃烧器对窑况和煤质的适应性，有效地延长烧成带耐火砖寿命、提高熟料产量和质量。
KBN燃烧器工艺特点：
（1）取消了内风通道，采用可调式旋流器使一次风旋流强度可以根据窑煅烧工况精确调整。
（2）由于环形射流厚度明显增加，火焰“刚度”增加，使火焰的热流分布和熟料煅烧要求达到理想的匹配程度，有利于提高熟料的产量和质量。
（3）由于全部的一次风作为燃烧器外套管冷却风量使之得到充分冷却，不会发生因过热变形导致浇注料应力增加，过早损坏。
（4）由于发明了具有专利的可调式旋流器，取消了传统燃烧器旋流风和直流风调节阀，可明显节约一次风机能耗。
（5）由于明显增加了环形射流厚度(是三通道燃烧器的两倍)，新型双通道燃烧器可延缓煤粉和二次风混合速率，降低火焰峰值温度，有效地延长烧成带耐火砖寿命。
3.4.2 EPIC 和 XINJIAN
EPIC 多通道煤粉燃烧器由内向外，依次为中心风、旋流风、煤风、直流风通道。中心冷风是通过中心稳焰板上分布的小孔流出，流量约为一次风总量的
0.03% ～0.05%，其作用是调整射流中心回流区的负压，改变头部高温区的位置及大小。旋流风通道采用长螺旋叶片轴流式旋流器，其特有的结构不但可降低气动阻力，且能产生足够的旋流强度。
煤风通道设计也比较科学，在使用中不易堵塞。直流风通道在喷口安装了数个周向分布的喷嘴，喷嘴特殊的腔体线形设计和加工精度可使喷出气流刚劲有力，减少能量损失，提高直流外风的出口动量，改善喷射流形。
扬州新建水泥技术装备公司生产的四通道燃烧器。外部轴向风由数个离散圆孔喷射，形成数个高速风柱，大量吸引高温二次风，从射流间隙进入火焰。煤风速度相对慢的多，与周围射流风形成了大速差，增大了涡流尺度，加速燃料和空气的混合。旋流风在火焰内部形成一个回流区，将高温烟气回流到喷口附近，改善煤粉着火条件。整体的效果还体现在大量吸引了火焰下游的高温烟气，在火焰周围形成了一个气膜，保护了窑皮，一次风总量也很
小。
3.4.3 HC多通道燃烧器
HC多通道燃烧器由杭州大路公司研发，包含了双通道、三通道和四通道各类燃烧器。
HC四通道燃烧器四风道煤粉燃烧器是近年来开发的新型燃烧设备。对我国煤质、设备配置有良好的适应性。主要性能有：一次风量小：8%以下。燃烧速度快，热力稳定。能适应不同煤种，火焰参数可灵活调节。煤粉通道采用陶瓷复合层，磨损极小。头部采用高强耐热材料精密加。
HC三风道燃烧器是目前普遍使用的煤粉燃烧设备。主要特点是：结构简单，
调节方便。火焰活泼有力，形状规整，窑内温度分布合理。煤粉通道均采用陶瓷复合层，磨损极小。头部采用高强耐热材料精密加工。各风道不变形，火焰不偏移。可烧煤质：烟煤、劣质煤、褐煤。
HC双通道燃烧器是在三通、四通道基础上，进一步开发成功的性能优良的燃烧器。其性能有：一次风用量少，火焰形状更加合理，对回转窑的适应性更好，对煤的波动性适应良好，甚至能烧生活和工业垃圾。
3.4.4南京建新燃烧器
南京建新燃烧器也是国内知名的燃烧设备公司，其四通道燃烧器主要性能如下：
(1)优化设计，燃烧效率更高，一次风量更低（6%-8%）。
(2)燃料适应性强，可烧劣质煤，无烟煤，褐煤。
(3)环保性能更高，燃烧完全，不产生C0、N0x。
(4)可以充分提高熟料质量及产量，同时大大延长耐火砖的使用寿命，提高窑的运转率。
3.4.5天津仕名TC多通道燃烧器
天津仕名多通道燃烧器是天津水泥设计院下属公司设计生产的。其性能也是比较出色的。
（1）仕名多通道燃烧器的喷嘴部分出口端均采用耐热铸钢制作，整个燃烧器的头部为可更换结构。
（2）煤粉入口处设有防磨保护层，以防止煤粉对管体的过度冲刷。煤粉入口处设有检查孔，方便检修查看。
（3）在燃烧器的尾部设有各风道出口面积可调的调整装置，以适应不同煤质对燃烧器出口风速的要求。
（4）燃烧器的净风入口管道上均设有调节内、外风比例的手动碟阀。燃烧器在使用中既可向前移动，也能向后移动，并允许其在多个空间方向有一定程度的偏摆。
3.4.6 其他
国内的知名燃烧器公司还有：南京建安NC、扬州银焰、西安环宇、宏冠、合肥院的HP、南京建业、襄樊大力、天津博纳的TJB、南京集新、郑州华隆、河南新密中阳、山东永鑫等等。
3.5 燃烧器使用中的一些问题
不同的燃烧器在不同的使用情况下，会出现不同的问题。有些问题是由于燃烧器本身的结构造成的，而有一些则是由于操作的原因或则燃料的原因。上述国内外燃烧器在使用中都可能出现一些问题，这些问题不完全相同，有些甚至是独立的问题。这里我们将一些问题介绍一下，便于了解在使用中应该注意的地方。
（1）煤粉入口处的击穿。这是燃烧器的不可避免的问题，由于煤粉颗粒在高速运动时，撞击入口表面，时间一长，就可能击穿而跑到内旋风管道。因此，大多数燃烧器都会在煤粉入口处加厚或者采用高耐磨的材料。
（2）燃烧器出口火焰形状。这个问题主要是由于操作参数不好引起的。因此合理的操作是非常必要的。
（3）燃烧器出口和煤灰沉落。燃烧器出口经常会被高温火焰烧变形，这是因为燃烧器与窑头罩相对位置不够合理而造成相对烧成段位置的不合理，使得火焰黑火头过短，高温区向燃烧器出口移动，烧坏燃烧器出口形状。严重的变形就需要更换燃烧器出口部分。煤灰的均匀沉落对熟料质量有一定的影响，这主要和燃料以及燃烧器出口动量有关。
上述各种燃烧器与原先的单通道和双通道比，要好的多，但是彼此之间除了质量和调节的简易性外，其他的则缺乏可比性；在实际的使用中，依然要根据实际的情况来选择。例如煤质、熟料产量、窑和窑头罩的规格、篦冷机、一次风机的规格等等。国外的燃烧器虽然在质量上有一定优势，但对国内实际情况的适应性不够以及价格过高。
3.6 燃烧器发展趋势和前景
随着人们对燃烧更加深入的研究，水泥回转窑燃烧器将越来越高效率的同时，降低煤电耗，减少污染，简化结构，运行稳定。燃烧技术方面，处理各种工业垃圾和生活垃圾将成为水泥窑燃烧技术发展热点。
4.总结
在介绍了国内外主要的燃烧器后，对于燃烧器主要特征参数和设计的标准有了进一步的了解。燃烧器一次风率的降低﹑火焰形状和稳定性﹑节能环保等等能够改善燃烧器性能的指标都是我们可以开展的研究方向。本文旨在介绍国内外比较常见的燃烧器，一来对对各类燃烧器性能有所了解，二来选择的时候可以放宽范围。
参考文献
[1] 裴福佳大速差和双风道两种新型燃烧器东北电力技术 1997,3 6-9
[2] 杨春华水泥回转窑用三通道燃烧器的发展云南建材 1997,4 9-13
[3] 张成祥王文荟水泥回转窑用多通道煤粉燃烧器的发展水泥工
程 1998,3 29-32
[4] 江旭昌水泥回转窑用煤技术的进步及其燃烧器的发展(二) 新世纪水泥导报 2002,5 32-36
[5] 何佩鏊等煤粉燃烧器设计及运行机械工业出版社 1987
[6] 斯坦林标努工业火焰的燃烧过程机械工业出版社 1983
[7] Mullinger, Peter j. BURNER DESIGN FOR COAL FIRED CEMENT KILNS W orld Cement
, v 15, n 10, Dec, 1984, p 348-350, 352-353
来源：水泥技术2005.2
燃烧器工作原理 ROTA2 是一种专用于新一代回转窑燃烧器的新型加热设备。这种设备具备ROTAFLAM 燃烧器的高动量以及调节简单的优点。 ?保持空气动量恒定的情况下，通过改变旋流器的轴向位置进行旋流调节。 ?通过燃烧器的进口压力控制动量。 与ROTAFLAM 类似，ROTA2 的设计方案源自锅炉专用型“GRC”型Pillard （Pillard 专利号No. 71.03504）燃烧器的设计、使用经验。其特点为： ?采用中央孔的旋流效应。 ?外部轴向气流。 总布局原理 粉末状燃料（煤、石油焦、褐煤、无烟煤）通道的总布局——下称煤粉通道——位于中心空气与单通道空气之间（带有一个轴向出口与一个径向出口）：?使火焰基部产生再循环空气漩涡，即使在回转窑冷态启动时这种状态也能保持良好的稳定性。 ?通过出口一次风流量使火焰宽度处于可控状态。 ?产生富燃火焰（按照空气动力学形式聚缩） 火焰中心达到这种状态后能够明显减少NOx 物质的形成。 轴向高动量原理 在外部轴向布置的一次风喷射口产生的强大脉冲激发下，可产生一个逐步与二次风混合的过程。这些轴向一次风喷口专用于在保持火焰直径可控的同时，优化二次风的吸收情况。 旋流调节原理 在保持一次风流量（因此，也可保持脉冲）恒定的情况下，通过特殊旋流调节器可调节火焰形状。
7.3 - 描述（图 1、2） ROTA2 燃烧器可在下列配置情况下工作： ? 采用粉末状燃料，如煤、石油焦、褐煤、无烟煤（包括一只点火枪） ? 采用油或者气体 ? 采用任何比例的混合燃料 ? 采用液体和/或固体替代燃料 根据燃料类型，ROTA 2 燃烧器通常用于消耗 7 – 11% 的纯一次风。消耗量将在燃烧器运行期间进行优化。 Rota 2 燃烧器包括： 图 1：燃烧器喷嘴 (1) 套管 (3) (2) (1)
1.水泥生产基本知识 1.1GB175-1999 硅酸盐水泥（Ｐ·Ⅰ、Ｐ·Ⅱ）、普通硅酸盐水泥(Ｐ·Ｏ) GB1344-1999 矿渣硅酸盐水泥(Ρ·Ｓ)、火山灰质硅酸盐水泥(Ｐ·Ｐ)及粉煤灰硅酸盐水泥（Ｐ·Ｆ） GB12958-1999复合硅酸盐水泥（Ｐ·Ｃ） 废品和不合格品: 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任何一项不符合本标准时，均为废品。 凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。 1.2水泥生产方法与分类水泥窑主要有两大类：一类是窑筒体卧置，并能作回转运动的称为回转窑；另一类窑筒体立置不转动称为立窑。 什么是新型干法水泥生产技术: 以悬浮预热和预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产的最新成果广泛地应用于水泥生产的全过程，形成一套具有现代高科技特征和符合优质、高产、节能、环保以及大型化、自动化的现代水泥生产方法。 1.3新型干法水泥生产工艺流程: 矿山开采→破碎→预均化→配料→生料粉磨→生料均化→悬浮预热、预分解、回转窑煅烧→配料→水泥粉磨→水泥均化→水泥包装、散装出厂简称：《两磨一烧》 1.4水泥熟料的矿物组成 C3S ——硅酸三钙（含量:50～60%） C2S ——硅酸二钙(含量:15～32%) C3A ——铝酸三钙(含量：3～11%) C4AF——铁铝酸四钙(含量:8～18%) 主要化学成分: CaO 62～67%、 SiO2 20～24%、 Al2O3 4～7%、 Fe2O3 2.5～6%。 1.5水泥的原料、燃料与配料 水泥生产原料分为：石灰质原料、粘土质原料和校正原料三大类。 硅酸盐熟料率值控制范围：饱和比KH:0.86～0.92 、硅酸率n:1.8～2.4、铝氧率p:0.9～1.4 2.新型干法水泥生产理论知识 2.1中心控制室在水泥生产中的作用: 为了提高产品质量，保证水泥生产的正常进行，用高科技手段，在水泥生产过程中实施在线控制。科学地、经常地、系统地对各生产环节进行严格地检查和纠正，用各生产环节的工作质量来确保出厂水泥的产品质量。（简称：生产督察和质量控制） 2.2水泥生产质量控制的主要环节: ①原燃料和辅助材料的质量控制；（含石灰石、粘土矿山质量）②生料的质量控制； ③熟料的质量控制；④水泥的质量控制（包括出磨水泥和出厂水泥）。 2.3原燃料的预均化技术及其质量控制: ①预均化堆场通常有三种型式：石灰石、煤预均化堆场、预配料堆场、配料堆场。 ②使单一品种物料的组成质量混合均匀的过程称之为预均化。物料中的主要化学成分的多次测量值与质量控制值（或算术平均值）存在偏差的数理统计结果,称之为标准偏差。其数值越小表示物料化学成分越均匀。 2.4粉磨系统生产技术及其控制: ①细度表示方法常见四种：平均粒径法、筛析法、比表面积法、颗粒组成法。 ②钢球磨机的粉碎比可达300以上。③磨机通风十分重要，磨内风速一般控制在0.7～1.2m/s为宜。④球磨机轴瓦温度超过60℃时,应立即停机。⑤选粉机的选粉效率工作时应达到70～80% 。⑥为了提高球磨机产质量可采取以下措施: （1）降低入磨物料粒度;（2）改善入磨物料的易磨性;（3）降低入磨物料的温度;（4）控制入磨物料水分;（5）在质量控制指标允许的情况下,放宽细度要求;（6）选用合适的助磨剂;（7）加强磨内通风;（8）闭路系统控制合适的循环负荷率和选粉效率;（9）确定合适的研磨体及其装载量和级配;（10）采用可靠的球磨机结构改造技术。 2.5烧成系统生产技术及其控制 ①熟料冷却机目前有单筒、多筒和篦式冷却机三种形式。 ②回转窑停窑前2～4小时，将喂料量减为正常喂料量的50～70%，窑速不变，风煤相应减少。 ③熟料立升重，就是每立升5～7mm粒径的熟料重量，正常生产时每升重的波动范围为±75克之内。 ④在固相反应阶段，生成的熟料矿物有C2S、C3A、C4AF。 ⑤一次风量占总空气量的比例不宜过多，否则二次风比例降低会影响到熟料的冷却。 ⑥为了防止“回火”，火焰扩散速度应比煤粉扩散速度小。 ⑦铝氧率高时，液相粘度大，难于煅烧；铝氧率低，则窑内易结块，结圈，恶化操作。 ⑧分解炉内温度的控制与调节：分解炉中、上游的温度变化，主要受燃烧速度的影响，炉下游及出口温度主要受燃料及生料加料量的影响，因此调节炉内温度主要调节燃料喂料量和燃烧速度。在完全燃烧的条件下，加入的燃料越多，炉温越高，分解率也高；生料加料量越多，分解吸热越多，使炉温下降，因此分解炉内的风、料、煤的配合十分重要。 2.6煤粉制备系统安全生产及其控制 ①煤粉制备中的防爆可从两方面采取措施，一是防止煤粉在系统各部分积聚，二是利用各种防爆装置。 ②煤粉越细，燃烧速度越快，火焰温度越高。 ③煤粉制备系统有直接烧窑式、间接烧窑式和中间仓泵送式三种形式。
回转窑用燃烧器 作者:单位: [2007-9-3] 关键字:回转窑-燃烧器 摘要:燃烧技术，由于它对熟料质量有着决定性的影响，所以它是水泥制造过程敏感的区域之一。燃烧器技术进展从使用一根普通管子这种非常简单的喷射系统开始，延续到现代的多燃料、多通道、低NOx燃烧器。在这个技术发展过程中燃烧器制造者的任务有了很大的变化。特别是替代燃料的使用对燃烧器的设计有着持久的影响。本报告试图为用户特定的应用选择合适的燃烧系统时提供一些帮助。 历史 第一代回转窑燃烧器是喷射磨细燃料和／或天然气，无外加燃烧空气的普通管子。在上世纪80年代常应用三通道燃烧器来燃烧传统的燃料(煤、天然气、重油)(见图1)。这种燃烧器通过外层轴向一次风通道和燃料通道里的径向一次风通道之间的一次风的分布，使火焰得到较好的调节。这样达到了燃烧空气同燃料的良好混合，氧气进到了火焰中心。然而，由于燃料的快速点燃，伴随着高的火焰温度(这是藉助于火焰中心的供氧)，排放出大量的氮氧化物，这是这种燃烧器的缺点。 由于污染物排放限值的不断降低和降低单位热耗要求的提出，尽可能降低一次风需求量的任务被提出来了。这一发展造成了低氮氧化物燃烧器的产生，它们部分地也是从使用锅炉燃烧器技术的经验中引进来的。两个一次风通道(轴向风和径向风)被布置在供燃料通道外边，一次风的总量减少到4％-6％(图2)。 选择合适的窑头燃烧器 现在的窑头燃烧器主要都是按照燃烧煤／石油焦炭和其它替代燃料设计和改进的。有些制造厂家(表1)生产的燃烧器有很多不同的喷咀系统，他们已经在这个行业中确立了地位。
在选择一种合适的窑头燃烧器时，一般应当记住这些准则： a．火焰形状的可调节性应适应窑的生产和燃料的种类； b．氮氧化物的排放行为； c．对传统燃料的适应性； d．对市售代用燃料的适应性； e．代用燃料的替代程度； f．确保在每种火焰形状调节时燃烧器都能得到冷却； g．燃烧器在耐火绝热材料和磨蚀方面的可靠性； h．生产费用和维护费用。 目前，现代燃烧器系统正清晰地向着研发高推力的燃烧器方向发展。这主要是受一次风出口的几何形状的影响。以下将对不同燃烧器制造商在一次风推力的引进、火焰的调节和在燃烧器中烧不同的代用燃料的喷射系统进行比较。 F．L_史密斯(FLS)Duoflex燃烧器(图3) a．火焰形状的可调节性 火焰形状是通过传统一次风(轴向风和径向风)的供风量和中心管(包括煤粉通道)相对风通道的轴向位移来进行调节的。轴向风和径向风是用调节器进行调节的。所有两股气流(轴向风和径向风)在它们离开燃烧器之前混合在一起，并以一股混合的一次风流从环形一次风喷咀喷出。为了产生一支细长的火焰，设计把重点放在不分散的一次风喷出上。提供一次风的风机，其额定压力通常至少为250mbar。 b．关于氮氧化物的排放行为 低氮氧化物设计方案试图达到低氮氧化物的排放。当使用代用燃料时，一次风率可设定高达15％，但通常设定为10％。 c．对传统燃料的适应性
新型干法水泥生产工艺 摘要：新型干法水泥生产方法是以悬浮预热和预分解技术为核心，通过矿山计算机控 制网络化开采，原料预均化，生料均化，熟料煅烧,水泥粉磨及输送储藏等流程的现代化水泥生产方法。 关键词：水泥生产新型干法悬浮预热预均化 1.引言 硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。 水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法与湿法两种。干法生产是将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。干法生产的主要优点是热耗低（如带有预热器的干法窑熟料热耗为3140～3768焦/千克），缺点是生料成分不易均匀，车间扬尘大，电耗较高。湿法生产则将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。湿法生产具有操作简单，生料成分容易控制，产品质量好，料浆输送方便，车间扬尘少等优点，缺点是热耗高（熟料热耗通常为5234～6490焦/千克）。 现在水泥的生产多采用新型干法水泥生产技术。本文介绍新型敢发水泥生产工艺。 2. 新型干法水泥生产方法 新型干法水泥生产方法是以悬浮预热和预分解技术为核心，并把现代科学技术如，矿山计算机控制网络化开采，原料预均化，生料均化，高效多功能挤压粉磨新技术、新型机械粉体输送装置、新型耐热耐磨、耐火、隔热材料以及IT技术等广泛应用与水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产、符合环境保护要求和工艺装备大型化、生产控制自动化、实行科学管理的现代化水泥生产方法。目前，其是实现水泥工业现代化的必由之路。 3. 新型干法水泥生产工艺流程 3.1水泥生产原料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰石原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、石灰石原料 石灰质原料是以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。
7.危险废物焚烧处理车间设计 7.1设计基本参数 表7-1焚烧炉设计基本参数 注：烟气排放性能保证值达到相关要求。 7.2危险废物特性 危险废物的设计低位热值：3500Kcal/kg。危险废物的特性参数设计基准值取值如下： 表7-2焚烧物料基本参数
爆炸性危废不能进入危险废物焚烧系统，有爆燃性的危废需通过与其他危废配伍后才能焚烧； 7.3排放要求 焚烧炉外排烟气中执行《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）表3中焚烧容量为300-2500kg/h浓度限值要求。 表7-3《危险废物焚烧污染控制标准》烟气排放要求 注：在测试计算过程中，以11%O2（干气）作为换算基准。 焚烧炉排气筒高度满足《危险废物焚烧污染控制标准》GB18484-2001的规定，焚烧量2000～2500kg/h，排气筒最低允许高度50m。 焚烧炉排气筒按GB/T16157的要求，设永久采样孔，安装用于采
样和测量的设施。 7.4 焚烧总体工艺设计 图7-1焚烧处理工艺流程图 7.4.1 废物进料系统 本系统物料入炉方式采用分系统进行设计，分为固体、半固体物 出渣机 回 转 窑 布袋除尘器 多组分燃烧器 二级洗涤塔 洗涤泵污水站 一级洗涤塔 补水 推料机构链板输送机 液压缸软化水箱 软水器 自来水 锅炉给水泵 多组分燃烧器水冷夹套烟囱 干法脱酸塔固态危险废物 行车控制计量雾化设备燃料油出灰出灰 出灰出灰引风机湿式电除尘器 冷却循环系统 碱 液 二级循环水池 一级循环水池称重加药系统石灰仓 罗茨风机一次鼓风机 废气接口 冷却泵进料斗及二级密封门 溶液储罐氨水雾化泵 喷枪 急 冷 塔雾化泵站急冷水箱废液助燃风机换热器 称重加药系统 活性炭罗茨风机分汽缸 排水泵二次鼓风机 废液助燃风机 液态危险废物冷却塔控制计量雾化设备 包装废弃物斗式提升机 二 燃 室 余热锅炉洗涤泵 液压缸 泵 液压站 自来水 一级循环水池料坑废气急冷水箱 一级循环水池自来水
新型干法回转窑的制作材质与质量 1 材质要求 (1)窑主要支撑元件的材质与表面硬度 轮带一般采用ZG310－570，正火处理后外表面的硬度不低于HB170；托轮、挡轮采用ZG340－640，托轮外表面硬度不低于HB190；但目前轮带多采用ZG35ＳiＭn，硬度HB≥156；托轮、挡轮不低于ZG340-360R的标准，多采用ZG35CrMo，也可用ZG42CrMo，铸件应进行正火处理，并要高于内表面硬度至少HB20，硬度HB不大于217；托轮轴应不低于45#钢的标准，调质处理后的硬度为HB201~241。 大齿圈一般采用和轮带相同的材料ZG35SiMn，也可以选用ZG45或ZG42CrMo，铸件应进行正火处理，加工后的齿顶圆表面硬度不小于HB170。而小齿轮采用和托轮一样的材料，不低于45#钢的标准，一般用G35CrMo，也可以采用ZG34 CrNiMo。小齿轮精加工后，在高频或中频感应淬火机上淬火，调质后的齿顶圆表面硬度不低于HB201，可提高到HRC40-50，可使小齿轮使用寿命提高5倍。 （2）托轮与轮带的表面硬度 由于托轮的直径较轮带小很多，受滚压次数是轮带的3~4倍，因此，托轮表面硬度应比轮带表面硬度高20~40HB。因为轮带体积太大，重量又太重，无法进行调质，故只能正火；托轮、挡轮即使能做调质处理，因为在加热过程中‘红套’也会退火，故也采用正火处理。 （3）托轮轴瓦的材质 托轮轴瓦材料按JC333-91的要求，应不低于GB1176有关ZQA19-4的规定，因为铜材资源日益馈泛，价格日益昂贵，建议最好采用锌基合金ZA303的材料制造托轮轴瓦，不但材质便宜，而且有如下好处： ⑴磨擦系数小，导热性能高，使用寿命长，一般为ZQA19-4铜和锡青铜的三倍； ⑵易加工，精车后表面粗糙度可达1.6.重量比铜轻40%。 ⑶易安装，不仅成本低40%之多，而且具有一定的自润滑及减振动吸音功能。 轴瓦铸件应紧密不得有裂纹、缩孔、夹渣等缺陷。 托轮球面瓦的材质不应低于HT200的标准，铸件同样不允许有影响强度的裂纹、砂眼、缩孔等缺陷。球面瓦应进行水压试验，并在0.6MP的试验压力下保持10分钟，仍不能有渗漏。 （4）窑筒体的材质与钢板厚度 一般情况窑筒体选用Ｑ235Ｃ或20G，窑口应选用15ＣrＭO5钢板，耐高温，可在530℃以上不变形。为了保证回转窑各处筒体具有足够的刚度，筒体厚度δ／Ｄ值应取 δ（轮带处）≥0.015Ｄ δ（烧成带）≥0.007Ｄ δ（一般）≥0.006Ｄ δ＝钢板厚度 Ｄ＝筒体内径 2 组装要求 筒体段节环向拚接时，每个段节上的纵向焊缝条数在筒体直径大于3米时不得多于三条，且最短拚板板长不得小于1/4周长；筒体段节最短长度不应小于一米，一跨内（两托轮间）不得多于一
典型的新型干法水泥生产工艺流程示意图
一、 水泥生产原燃料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、 石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2、 黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的2SIO 、32O AL 、及少量的32O Fe 。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3、 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的2SIO 含量不足，有的32O AL 和32O Fe 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 （1） 硅质校正原料 含2SIO 80%以上 （2） 铝质校正原料 含32O AL 30%以上 （3） 铁质校正原料 含32O Fe 50%以上 二、 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（S C 3）、硅酸二钙（S C 2）、铝酸三钙（A C 3）和铁铝酸四钙（AF C 4）组成。 三、 工艺流程 1、 破碎及预均化 （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。 意义： （1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。 （2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出
回转窑简介 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
回转窑自动控制系统结构图 以烧结带温度的实时专家控制器为核心，辅助窑前数据挖掘、熟料质量和筒体温度的在线检测子系统，建立起的一种回转窑综合智能检测自动控制系统。
回转窑窑体的主要结构包括有: 1.窑壳，它是（旋窑）的主体，窑壳钢板厚度在40mm左右的钢板，胎环的附近，因为承重比较大，此处的窑壳钢板要厚一些。窑壳的内部砌有一层200mm 左右的耐火砖。窑壳在运转的时候，由于高温及承重的关系，窑壳会有椭园型的变形，这样就会对窑砖产生压力，影响窑砖的寿命。在窑尾大约有一米长的地方为锥形，使从预热机进料室来的料能较为顺畅地进入到窑内。 2.胎环、支持滚轮、轴承、胎环与支持滚轮都是用来支撑窑的重量用。胎环是套在窑壳上，它与窑壳间并没有固定，窑壳与胎还之间是加有一块铁板隔开，使胎环与窑壳间保留一定间隙，不能太大也不能过小。如果间隙太小，窑壳的膨胀受到胎环的限制，窑砖容易破坏。如果间隙太大，窑壳与胎环间相对移动、磨擦更加利害，也会使窑壳的椭圆变形更加严重。通常要在二者间加润滑油。我门可以通过窑壳与胎环间的相对运动来凭估计窑壳的椭圆变形程度。窑壳与胎环之间存在着热传导率的差异，必需借助外部的风车来帮助窑壳散热，平衡减小两者间的温差。否则窑壳的膨胀会受到胎环的限制。在开窑时，窑壳的升温速率高于胎环，窑工必须控制（旋窑）的升温速率在50℃/h，这样有利保护窑砖。通常托轮要比轮带宽50-100mm毫米左右，滚轮轴承是采用巴氏合金，如果轴承失去润滑，会使轴承因温度过高而烧坏。在轴承处都有冷却水进行循环冷却。为减少窑壳对胎环的热辐射，造成托轮温度过高，在二者之间都加有隔热板来减少热辐射。回转窑（旋窑），一般有2组到3组托轮。 3. 止推滚轮
（感谢您选择本公司的产品，使用前请仔细阅读本说明书）回转窑多通道煤气两用燃烧器 说 明 书 郑州恒华建材机械配件有限责任公司
目录 一、概述....................................................... 二型、系列煤煤气两用燃烧器的结构和工作原理-------------------- 三、现场安装要求 ---------------------------------------------------------- 四、点火及火焰的调整 ---------------------------------------------------- 五、维护和检俢 ------------------------------------------------------------ 六、常见故障及排除 ------------------------------------------------------ 七、对操作人员的要求 --------------------------------------------------- 八、对煤粉系统的要求 -------------------------------------------------- 九、特殊说明 --------------------------------------------------------------- 概述
水泥工业是耗能大户，其能耗主要包括：一是热耗约占80％，二是电耗约占20％，当前绝大部分的回转窑都是烧煤，目前我国许多水泥厂的煤耗占水泥成本的30％以上，因此成为当今水泥行业十分关注的，也是最重要的技术经济指标。而节煤的根本途径就是采用先进的工艺技术装备。在二十世纪七十年代以前，回转窑普遍使用单风道煤粉燃烧器，它的结构简单，但能耗高、环境污染大。随着世界能源的日益紧张，国外一些水泥行业发达国家的著名公司在新型干法窑上率先使用双风道和三风道煤粉燃烧器。我国起步较晚，于九十年代相继有几家设计院和公司推出三风道和四风道煤粉燃烧器，在推广于新型干法窑的同时，也广泛推广于湿法窑，取得了较为满意的效果。 我公司在吸收消化国外著名公司先进技术的同时，扬长补短，吸取众家之长，克服局部不足，研究和设计制造出HH 系列多风道燃烧器。为了进一步完善HH 系列多通道煤气两用燃烧器，HH 系列多通道煤气两用燃烧器是国内唯一通过鉴定的最新一代高效节能燃烧器，结构属国内首创，主要技术经济指标处于国内领先水平，可替代同类进口产品，产品已在全国十多个省、区的预热器窑、预分解窑和湿法窑上，利用工业废气作为燃料煅烧物料，达到节能减排废物利用的目的。 二OO 一年，我公司又开发出适应性更强的五-六风道
浅谈新型干法水泥回转窑设备的精细管理 近年来，随着水泥工业的飞速发展，我国在水泥装备上已达到了国际上较为先进的水平，同时在新型水泥干法窑的数量上也已突破了一千一百条，然而就其管理却以粗放型占多数，在整个管理与运作水平，特别是管理理念上与世界先进水平之间，却存在着较大的差距。如何管理好一条生产线，如何在管理上真正做到“精”“细”是当前摆在我们每一位水泥企业管理者面前的问题。其中对于居水泥企业“心脏”的回转窑其设备管理更是管理中的重中之重。针对此本文就回转窑设备的精细管理从多方面作说明，愿能起到抛砖引玉的作用。 1 重视生产前期管理控制 回转窑其设备管理应从源头抓起。首先是在项目建设前项目建设者必充分认识到此类关键设备的可靠性对今后生产运行的作用，从而搞好设备的前期调研和方案论证，然后严格按照国际或国家招投标管理办法要求，秉着“公平、公正、严谨”的原则对设备进行招标，对于一般水泥企业建议成立专门的招标委员会，评委最好产生于各自的专业领域、生产一线上独当一面的技术骨干、精英代表，在招标办评委库里随机抽选。组织他们从各方面以质量为先、价格合理来综合评价投标设备。最后公正的、不带偏见的进行评标，决定最后订购设备。设备进厂后，作为水泥企业应对关键资料实行认真细致的查验。具体包括制造厂家的出厂检验证明文件，关键配件：托轮、托轮轴、轮带、大齿圈、筒体段节等的材料化学成份检验，材料性能试验资料，部件的超声波或X──射线探伤资料等等，对这些资料一一备份保存于公司专门的技术资料室。 然后应选定技术雄厚、管理到位、具一定业绩的安装公司严格按各行业标准进行施工安装。而至于主体筒体，随着水泥窑型的直径的增大一般均由安装公司带设备现场卷制，但其卷制质量作为使用单位也一定要按设计图纸标准、按材质、技术精度进行校核、确认，一定不能疏于管理。 对于设备在正式安装期间，企业更应安排专业的技术管理人员负责施工现场的技术监管。担任此任务的技术管理人员应具备较高的技术素质和技术把握能力，并且要求了解掌握当前水泥行业先进技术标准、精度要求，特别强调的是安装过程中重要数据的记录与保存，如下表1认真填写其内容。据笔者调查发现：由于现在国内许多安装公司对成本的过分控制，其管理技术人员配备一般较少，且安装队专业的技术管理人员素质也参差不齐，甚至就由一般的安装工人替代。加之我国现在技术监理这一块操作还是不很规范，故企业专业技术人员对此类关键设备的认真监管尤为重要。这也是许多企业没有引起重视而蒙受了损失。从经验看许多水泥企业生产前期的问题大多出在安装质量上，一般设计上的问题现在相对比较少了，安装后出现相关问题其处理就很被动了。 最后强调的是回转窑安装后，对于其调试工作也是整个水泥系统一项非常重要的工作。一般与其它设备一样总体包括单机、联动、负荷试车，试车必参照设备说明书，结合设计院和设备制造厂家的专家意见，并经过各专业技术人员多次认真讨论修改制定合理的方案，然后组织实施。但须注意单机试车必在窑内工艺砌筑前进行，联动试车只试主机之外的控制部分，窑内砌筑后窑体不得高速连续转动，高速连续转动必在窑内烘烤后投料负荷试车时进行。
我公司Φ3.2m×52m五级旋风预热器窑在原三通道燃烧器磨损严重，多处漏风和窜风的情况下，使用了襄樊大力工业控制有限公司的SR型四通道燃烧器，通过近2个月的试烧，取得了一些效果。 1 工作原理 如图1所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO的燃烧更为充分，并起稳流的作用。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速度，燃烧是非常迅速和完全的。 图1 四通道煤粉燃烧器火焰中各种气流及煤粉流动示意图 2 结构组成 该四通道燃烧器的结构组成如图2所示。 图2 四通道煤粉燃烧器结构示意
管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。 喷嘴:由特殊材料加工，各管道的出口面积可调，从而调节喷出的速度，是保证火焰形状及寿命的关键部件之一。 金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调节火焰形状的主要部件。 蝶阀:用于调节风量。 压力表:间接显示燃烧器内风口喷出速度。 保护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。 燃烧器的调节方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各风量和比例。旋动调节螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调节各喷出口面积大小从而调节喷出的速度。 3 调节使用 1)使用第1周时，发现火焰形状规则但火力不够，窑内温度低，不易控制。按照说明书把煤风管内压3mm后，旋流风量增大，火焰形状变得活泼有力，烧成范围也逐渐变宽，没有再出现烧成温度低而不易提起的现象。 2)使用第3周时，火焰突然分散发叉，多方面分析原因甚至停窑清理风道也无济于事。后来通过一次风风机电流的变化，发现固定燃油管的1个螺丝松动，造成中心风的挡板向窑内缓慢伸进了约30mm，导致喷出气流发散致使火焰发散分叉，后把中心风挡板向外退移约20mm固定好，火焰形状立即恢复正常，见图3。 图3 中心风挡板变化情况 3)使用第7周时，因煤质较差(发热量连续4d平均在15884kJ/kg左右)，窑内温度不易提起，后来采取降低煤粉筛余值，把喷煤管退至窑口处，提高二次风温和煤粉燃烧度(燃烧速度和燃烧程度)，保证了生产的正常进行和窑况的安全与稳定。煤的工业分析见表1。
回转窑水泥生产线熟料产量的提高 -------------------------------------------------------------------------------- 作者：- 作者:张洪孙明李梅张英杰王超单位: 关键字:回转窑-预分解窑-分解炉 摘要: 一、技术进步，回转窑熟料产量在不断提高 水泥生产工业，干法回转窑生产线大致经历四个阶段：干法中空窑生产线；立筒预热器回转窑生产线；旋风预热器回转窑生产线和预热预分解窑生产线。不同的时代，科学技术的不断进步，水泥生产工艺的不断改进，使回转窑的熟料产量在不断提高。例如：φ2.5m中空窑生产线台时产量5t/h，加上立筒预热器后产量达到7.5t/h，产量提高近50%，当加上预分解系统后，产量达到20t/h左右，产量翻倍增长。φ3m中空窑生产线日产量为300t/d，加上五级预热器后，产量达到600t/d，变为预热预分解窑生产线后，产量达到1000t/d左右。 随着新型干法窑外分解技术的不断深入研究和创新，同规格的回转窑在不同时期，不同的技术条件下，产量出现较大差异，我国在上世纪80年代至90年代建设了一批2000t/d干法窑外分解生产线，当时采用的回转窑均为φ4×60m。时至今天φ4×60m回转窑均出现在2500t/d生产线上。表1为笔者统计的近几年新建的一部分2500t/d生产线情况。 90年代初，我国自己开发的4000t/d大型窑外分解烧成系统建在唐山冀东水泥集团，回转窑规格为φ4.7×75m。经过十余年冀东集团对该生产线的不断改进，现在熟料产量已达到4800t/d，提高产量近20%。技术的不断进步使我们看到目前我国现存的大批水泥生产线均存在产量低，能耗高现象，有很大潜力待挖掘。新建的水泥生产线就回转窑而言与国外先进的预分解窑相比，在产量上仍存在一定的差距。笔者认为预分解回转窑生产线产量进一步提高的空间是相当大的。 二、关于预分解窑产量的计算公式 有关预分解窑生产能力的计算公式有很多，其中：日本T—14报告公式：G=1.38Vi0.641（相关系数r=0.868，n=24）；日本水泥协会公式：G=0.230D1.5L；日本池田公式：G=2.85Di2.88；南京化工大学公式：G=1.5564Di3.0782；G=0.2725D2.680L0.48912 G=0.15362Vi0.97422；G=0.37743Di2.518L0.51861；李昌勇推荐公式：G=0.88Vi1.08（r=0.99987，n=80）G=0.682 Di3.018L0.254。 上述这些公式在不同的历史时期对新型干法回转窑生产线的设计和生产起到了重要指导作用，但是随着技术的进步这些公式对今天的设计和生产的指导作用逐渐在削弱，新的计算公式应运而生。 南京水泥工业设计院新推出的公式：G=8.495D2.382L0.8601；G=53.5Di3.14；天津水泥工业设计院熊会思推荐的公式：G=KDi3（K=50～60）。 笔者按照熊会思推荐的公式统计计算几种规格回转窑的理论产量（见表2）。通过表2可以看出熊会思推荐的公式计算出的预分解窑产量的数值基本符合当今我国预分解窑发展的现状。 那么预分解窑产量的提高在理论上还有多大空间呢？ 我国水泥行业资深老水泥专家赵静山先生多年从事预分解窑的研究和开发，大胆实践，不断创新。推出新的预分解窑产量的计算公式：（1）从窑的物料输送原理推导G=KsDr3 （2）从窑的发热能力推导G=2230664Dr2Vo/Qyr式中：G—产量，kg/h；Ks—系数，一般在5000～6000范围；Dr—回转窑热端有效内径，m；Vo—回转窑燃烧带烟气流速，m/s；Qyr—回转窑热耗，kcal/kg-cl。 笔者按照G=KsDr3计算公式统计计算几种规格的回转窑产量数值（见表3）。分析表3的数值，可见以φ4m窑为例按当代2500t/d产量比较，最保守的产量差距也在1500t/d，相差近60%，我们可以把表3的数值作为下一步奋斗的目标。 三、应用新技术，不断创新，提高产量，降低能耗
过程工业装备成套技术的工程应用实例 ——水泥生产工艺流程 1、破碎及预均化 （1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量 最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥机械的物料破碎中占有比较重要的地位。 （2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原 料堆场同时具备贮存与均化的功能。 2、生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥设备至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对 保证产品质量、降低能耗具有重大意义。 3、生料均化 新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生 料成分的最后一道把关作用。 4、预热分解 水泥机械把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以 堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大 了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。 （1）物料分散 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。 （2）气固分离 当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边 旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。 （3）预分解 预分解技术的出现是水泥设备煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上 升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态 下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行； 燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型 化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有 优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。 5、水泥熟料的烧成 生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。 在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高， 等矿物会变成液相，溶解于液相中的物质进行反应生成大量（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟 料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥机械所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热， 提高系统的热效率和熟料质量。 6、水泥粉磨
史密斯公司5000t/d燃烧器介绍 1．丹麦史密斯公司简介 众所周知，史密斯全球公司是世界上最大的水泥专业公司。它不仅提供水泥工厂的成套设计，而且研发各种顶尖的水泥装备，它是引领世界水泥工业的先驱。从1906年开始，该公司就向中国唐山启新洋灰公司提供了回转窑和磨机，在100多年的历史中，史密斯公司向中国市场提供了很多水泥生产线和各种装备，对中国水泥工业的发展起到了推动作用。特别是近20年，史密斯公司在中国市场上的发展更为抢眼。他们向中国最大的水泥集团-海螺集团提供四套10000t/d的水泥装备，它们包括生料磨、回转窑和窑尾系统，该生产线是中国最大，也是世界上目前单线最大生产能力的生产线。 史密斯公司经过多年的开发和研究，向世界水泥市场推出了一批性能优良、质量可靠和能力大的水泥装备，通过不断的改进和完善，他们越来越被更多的用户所选用。目前，史密斯公司向中国市场提供的主要设备如下：ATOX辊磨用于粉磨水泥原料；OK辊磨用于粉磨水泥或矿渣；SF-推动棒式冷却机和多福乐喷煤管。史密斯公司尽最大努力不断为中国水泥工业发展作出贡献。 史密斯机械工业（青岛）有限公司位于青岛市城阳区空港工业园，是著名水泥设备供应商--丹麦斯密斯公司在中国设立的全资子公司，公司资本为660万美元。公司建于2000年，全公司职工130人，其中外国专家4人。公司设备先进齐全，有CNC等离子数控切割机车床、铣床、刨床、卷板机、锯床、摇臂转床、Co2气体保护焊、氩弧焊等各种设备。 史密斯机械工业（青岛）有限公司全部采用丹麦技术，由总部精心设计产品，生产制造部门运用各种新工艺技术，精心检测运用X射线等无损检测设备，使产品具有可靠的品质保证并达到国际先进水平。
新型干法水泥生产技术与设备思考题 一、填空题 3、生料在煅烧过程中要经过、、、_________、和等六大过程，其中吸热最多的是阶段，出现放热现象的阶段。 5、窑外分解技术通常是指在悬浮预热器与回转窑之间增设一个________ 在其中加入的燃料，使生料粉基本上以后入窑，使窑的生产效率大幅度提高。 6、分解炉内传热速率高的最主要原因是 7、分解炉的类型有______,_______,____________,_________,_________. 8、标准煤的低热值为 kcal/kg，相当于 kj/kg。 9、旋风预热器排灰阀的作用是将上一级旋风筒收集的生料，防止，起到的作用 10、分解炉中如果煤悬浮不好，则燃烧速度，炉温将，而出炉气温将___________ ，物料分解率将 ________________ 。 11、水泥生产工艺可简述为两_______和_______。 12、新型干法水泥工艺的核心是___________和_____________技术。 13、旋风预热器的旋风筒作用是_________________，连接管道的作用是____________。 14、各级预热器控制参数主要是__________和__________。 15、窑头负压一般为________。 16、预分解窑点火是先点_______，后点____________。 17、新型干法回转窑内通常分为__________带、_________带和__________带。 18、水泥熟料的三率值是______、_______、_______。 19、入分解炉三次风的温度通常不低于_______℃，且窑的规模越大其值越_____。 20、窑皮的主要作用是______________和_______________。 29、原料预均化的原理是，预均化堆场的的型式有，。 30、水泥厂的配料方式主要有库底配料和配料两种方式。 33、表示均化设施均化效果的参数是。 35、影响水泥安定性的因素有、、。 36、煤的工业分析项目主要有、、、。 37、熔剂矿物指和。决定熟料强度的主要是矿物。 38、硅酸盐水泥熟料四种主要矿物中，28d内，强度最高的是；水化速度最快的是；水化热最大的是。 39、硅酸三钙的水化产物有、。 40、影响矿渣活性的主要因素有__________，______________________。 41、硅酸盐水泥熟料四种主要矿物是___________、__________、__________、___________。 42、水泥熟料的质量控制项目包括______、_______、________、_________、__________。 43、熟料冷却的速度慢，熟料中硅酸二钙会发生_______________，使熟料强度_______。 44、原料预均化的主要目的是_____________，生料均化的主要目的是______________。 45、水泥熟料形成各个阶段中吸热量最多的是_________ ，微吸热的是_____________。 46、水泥生产的主要原料有____________质原料和____________质原料。 47、石灰质原料主要提供的成分是____，粘土质原料主要提供的成分是____和_________。 48、石灰石中主要限制的成分是______，粘土质原料主要限制的成分是_____________。 49、影响碳酸盐分解速度的因素有_________、________、________、_____、_________。 52、预均化堆场按布料形式一般分为矩型堆场和堆场。 53、新型干法水泥生产就是以悬浮预热和技术为核心，使水泥生产具有高效、优质、节能、清洁生产的现代化水泥生产方法。 54、预分解窑的关键技术装备有预热器、换热管道、、回转窑、冷却机等，分别承担着水泥生产过程的预热、分解、煅烧和冷却任务。 55、露天堆场大多布置在厂区主导风向的风侧。 56、在回转窑内主要以辐射传热方式为主，在预热器内主要以传热方式为主。 57、新型干法窑内一般划分为过渡带、烧成带、冷却带三个带，C 2S吸收f - CaO生成C 3 S发生在带。 58、反映硅酸盐水泥熟料溶剂矿物量大小的率值为：。 59、DCS的中文含义是：，其结构主要由：管理操作层、控制层、网络层组成。 60、预热器的热交换主要在中进行，旋风筒的主要作用是气固分离。 61、碳酸盐分解，其反应式为、MgCO 3≒MgO+CO 2 ↑。