“四风道”喷煤管的技改和应用

技术丨回转窑喷煤管的选择和使用体会回转窑喷煤管的选择和使用体会一、燃烧器的选择作为窑用燃烧器，喷煤管在熟料煅烧过程中起着关键的作用，水泥熟料的品质、窑的产量、耐为材料的使用周期和寿命、单位熟料热耗等无不与喷煤管有着很大的关系，是水泥生产中的一个重要工艺参数。

判断喷煤管是否优异合理，要看它是否能发挥一次风的两个主要参数：促进燃料与空气的充分混合；有助于为焰的稳定，最终实现优异的为焰。

①具有足够大的煤管推力。

合理推力的喷煤管不但能使为焰控制合理，高温区适当，延长窑衬料的运转同期，提高熟料质量，而且还能降低一次风量，大大降低热耗。

②使一次风促进燃料与空气充分混合。

一次风空气与燃料在喷嘴处的混合是非常快，与此同时，必须将二次风携带到一次风与燃料的喷射气流中，被携带的速率取决于结合进的一次风与燃料喷射流的动量与二次风动量的比例。

因此，一次风的流量和速度越大，燃料与空气就混合的越快③让一次风有助于火焰的稳定。

火焰形状由于受煤粉的粒度、灰分成分、挥发分含量以及喷出速度等影响，当火焰在出口速度超过80m/s以上时很难形成稳定火焰，但性能优异的燃烧器有足够的手段确保良好的火焰稳定性。

关键的技术是在燃气喷嘴的前方形成一个内部再循环区，燃烧的气体被从为焰的下游拉回来，不断的点燃进来的新燃料，把火焰稳定在喷嘴上。

二、使用案例永安万年水泥有限公司5000T/D新型干法生产线以无烟煤为主要燃料，于2010年8月份投料生产。

该生产线喷煤管在生产过程中暴露了不少问题：如一次风压小、风量偏大等等，在正常生产中为获得较高的一次风推力，旋流风基本都是全关，可调性小，严重制约的窑系统的运行，产质量、耐火砖的使用寿命均不高。

经研究决定于2011年9月份检修过程中更将其换为扬州盛旭科技有限公司生产的SXA-5000四通道喷煤管，经过1个多月的生产运行调试，窑系统的运行质量有了很大的提高。

1、新旧煤管性能特点比较：旧煤管新煤管一次风比例7% 5%最大输送量18000kg/h 17500kg/h长度11.2m 10m中心风在火焰根部产生回流区，补充中心空气，使为焰更加均匀有力，缩短黑火头和冷却作用风、外风截面积不可调可调，内外伸缩节每加、减5mm，截面积增、减1mm，风量增减10立方2.运行情况比较旧煤管新煤管窑头温度不高，黑火头长，为焰热力强度不够理想窑头明亮，黑火头短，火焰形状饱满有力窑内煅烧温度低，易烧差，容易飞砂煅烧温度高窑尾窑尾温度高在1200℃以窑尾温度1050-1100℃左上，结皮严重右3.窑系统能耗指标比较月份台时产量（t/h）头煤（t/h）一次风机转速（HZ）高温风机转速（rpm）二次风温（℃）C1出口温度（℃）空尾温度（℃）标准煤耗（kg/t）f-cao合格率（%）8 360 12 42 830 950 378 1200 137 7510 385 10 32 780 1100 360 1080 130 90从以上各表可以看出（8月份为改造前，10月份为改造后）：①更换新煤管后，火焰黑火头短、饱满，窑内煅烧温度可控性好。

水泥厂喷煤管的原理1. 水泥厂喷煤管的背景和意义水泥生产是一个能源密集型的行业，燃烧煤炭是水泥生产过程中主要的能源来源之一。

然而，传统的燃煤方式存在着高能耗、高污染的问题。

为了降低水泥生产过程中对能源和环境的影响，水泥厂喷煤管作为一种新型节能环保技术被广泛应用。

2. 喷煤管的基本原理喷煤管是一种通过高速气流将粉碎后的煤粉喷入水泥窑中进行高温反应和氧化还原反应，从而实现节能减排目标的装置。

其基本原理包括气流作用、颗粒分散和混合、反应过程等。

2.1 气流作用喷嘴内部通过压缩空气或高压蒸汽将粉碎后的细小颗粒物料带入，形成高速气流。

这种气流在进入窑内后形成一个稳定且具有较大冲击力和剪切力的环境，有利于颗粒物料在窑内均匀分散。

2.2 颗粒分散和混合喷煤管内部的高速气流将煤粉带入窑内后，与窑内的气流和物料进行混合。

在高温环境中，煤粉颗粒与气流中的氧气发生反应，产生高温下的燃烧和还原反应。

2.3 反应过程喷煤管内部的高温环境下，颗粒物料发生一系列复杂的物理化学反应。

其中包括燃烧反应、还原反应、脱硫等过程。

这些反应过程在喷煤管内部快速进行，并释放出大量的能量。

3. 水泥厂喷煤管技术优势相比传统的水泥生产方式，水泥厂喷煤管技术具有以下优势：3.1 节能减排水泥厂喷煤管通过提高能源利用率和减少废气排放来实现节能减排目标。

其利用高速气流将细小颗粒物料带入窑内进行快速反应，提高了能源利用效率；同时，在窑内形成了稳定且具有较大冲击力和剪切力的环境，有利于颗粒物料的均匀分散和反应过程的进行，减少了能源的浪费。

3.2 降低污染物排放传统水泥生产过程中，燃煤产生的废气中含有大量的二氧化硫、氮氧化物等有害物质。

而水泥厂喷煤管技术能够在高温环境下进行脱硫反应，减少二氧化硫排放；同时，由于喷煤管内部形成了稳定且具有较大冲击力和剪切力的环境，颗粒物料在窑内均匀分散和反应过程中发生了更充分的燃烧和还原反应，减少了废气中污染物的生成。

3.3 提高水泥质量喷煤管技术能够使颗粒物料在窑内均匀分散，并在高温环境下进行快速反应。

TJB型旋流式四风道煤粉燃烧器在湿法回转窑上烧无烟煤应用作者:江旭昌单位:天津市博纳建材高科技研究所关键字:TJB型-燃烧器摘要:广东梅州金塔水泥有限公司于1995年兴建了一条年产20万t熟料的φ3.5x145 m湿法回转窑生产线，使用一台φ3.2x36 m单筒冷却机和一台φ2.2x4.4 m风扫煤磨配套。

该公司地处与福建临近的粤东，缺乏烟煤而盛产无烟煤。

原使用烟煤时必须从遥远的北方购进，因而生产成本很高。

为降低生产成本，提高企业的经济效益，采用了无烟煤与烟煤混烧的试验。

经过几年的摸索和攻关，使无烟煤的掺混率逐步提高。

然而在使用原三风道煤粉燃烧器时，无烟煤的掺混率仅能达到60%左右，距公司达到90%以上或100%差距甚大。

因两种煤进厂的差价特别大，约为200～300 元/t，提高无烟煤掺混率对提高经济效益具有特殊的重要意义。

所以，该公司千方百计地在提高无烟煤掺混率上下功夫。

一、概述分析认为原用的三风道煤粉燃烧器性能差，一次用风量过大[1],二次风温过低，这是限制无烟煤掺混率进一步提高的瓶颈。

从资料得知，烧无烟煤必须有先进的真品四风道煤粉燃烧器，即有的称为“超音速燃烧器”[2]。

该公司对福建大田水泥厂600 t/d旋风预热器窑和福建龙岩三德水泥有限公司 2000 t/d预分解窑烧无烟煤的生产线进行了考察，前者采用单筒冷却机和法国皮拉德公司Rotaflam型旋流式四风道煤粉燃烧器，二次风温可高达 800 ℃以上[3]，后者使用篦冷机和德国洪堡公司PYRO-JET型四风道煤粉燃烧器，二次风温可高达1250 ℃，两个厂都能烧100%无烟煤。

后者因为火砖寿命短，容易结后圈，产量和热耗都未达设计指标[4]而订购了国产TJB型四风道煤粉燃烧器，使用效果很好。

火砖寿命由不到三个月提高到九个月，结后圈基本消除，产质量也有较大改善[5]。

前者也让天津市博纳建材高科技研究所给制作了头部件，效果也很好[6]。

这就坚定了该公司使用国产四风道的信心，于2001年12月订购了这个研究所一根TJB-K-6型旋流式四风道煤粉喷燃管。

喷煤管的调校和使用蒙西水泥股份有限公司韩建业关键词：喷煤管调整窑皮状况燃煤要求摘要：作为回转窑用燃烧器,喷煤管在熟料煅烧过程中起着关键的作用。

水泥熟料的品质、窑的产量、耐火材料的使用周期和使用寿命、单位熟料热耗等等无不与喷煤管的选择和使用息息相关。

这里面使用过程中的调整最为关键，它直接决定了水泥窑的产量、耐火材料的使用寿命以及单位熟料热耗。

介绍喷煤管就不得不介绍它要使用的燃煤。

目前我国对煤种的划分如下表：原则上水泥企业可以使用所有煤种，以下几个指标数值的高低，直接影响着回转窑的产质量，应加以关注。

1）燃煤的热值煤的热值是衡量燃煤性能的重要指标。

一般来讲，煤的热值越高，煤的燃烧性能就越好。

目前大的水泥公司有倾向于采用高热值燃煤的趋势。

这是因为，煤热值高，不仅用煤量减少了，而且煤的发热一般都较快，对水泥窑达到高产低耗的目的，综合经济效益不比采用低廉的劣质煤差。

2）燃煤的挥发份煤的挥发份一般是由碳元素同氢、氧、硫等元素组成的有机化合物。

在煤粉燃烧前它首先析出气化而燃烧，随着挥发份的提高，火焰变长，呈现出气体火焰的特性。

煤的燃烧能力与挥发份含量成正比，因此在采用低挥发份的燃料时，为了获得相同的燃料燃烧时间，通常采用减小煤粉粒径来控制煤粉的燃烧。

3）煤粉细度在回转窑窑头烧成带，二次风温一般均大于1000℃，火焰温度大于1800℃，煤粉在这种环境下的燃烧速率主要受扩散速率控制。

对于受扩散速率控制的反应过程，煤粉燃尽时间与颗粒大小的二次方成正比。

只要减小反应物体颗粒直径，就能加快其反应速率，因此对于窑头燃烧器，煤粉细度是影响煤粉燃烧速率的主要因素，而煤质对燃烧速率影响较小。

因此对于无烟煤或劣质烟煤，一般都采取减小煤粉细度来保证煤粉完全燃烧和烧成带的煅烧温度。

4）煤粉水分含量当含有水分的煤粉喷入到回转窑内时，在周围高温环境下，热量迅速传递到煤粉颗粒表面，水分首先汽化，同时煤粉被冷却。

因此煤粉在燃烧前需要更高的温度，使得可燃物析出后，煤粉才开始燃烧。

四通道煤粉燃烧器技术要求：1.窑头喷煤管的形式、规格、外形与窑头喷煤管能力必须与回转窑配套，并留有足够的富余。

喷煤管的结构从内到外一次为：燃油通道、中心风、煤风、旋流风和轴流风。

2．窑头喷煤管应包括所需各部件、装置、附件，能与现场的小车对接。

3．按照回转窑的操作要求，窑头喷煤管应满足在适宜的热交换下形成最理想的燃烧过程。

在操作时能够连续调整各种需要的火焰形状。

4．窑头喷煤管是通过所需要的燃料的混合来实现燃烧过程的，因此能针对窑燃烧工艺过程的特殊需要调整热交换就显的尤为重要。

它应该具有由窑点火时的最小燃烧量连续增加至正常操作量这个较大的调节范围。

同样，其火焰形状也应能够在一个尽可能宽的范围内控制。

5．窑头喷煤管应设计成磨损最小，且能达到非常理想的燃烧工况，并能劣质煤的燃烧。

6．为达到上述要求，需提供多通道喷煤管。

因为这种喷煤管对于固体燃烧能在操作期间任意改变火焰形状。

在窑头喷煤管进口以及煤粉与输送空气混合后改变方向的地方应采取磨损保护措施。

窑头喷煤管中央套管在窑开车时应适应液体燃料的输送。

7．窑头喷煤管能适应对火焰形状的调节，根据工况调整气体进口管的内部结构。

煤风、旋流风和轴流风的出口截面积可以在线方便的调节，因此喷煤管上必须配备满足调节的波纹补偿器四个。

8．窑头喷煤管的涡流角应与其它卖方提供的窑相匹配。

窑头喷煤管应操作灵活可靠，火焰调节简便，煤粉与空气应混合均匀，燃烧完全，保证窑、炉内燃烧温度稳定。

9．窑头喷煤管喷煤量的正常调节范围为>1:10。

要求提供低NOx的窑燃烧器。

10．为了方便窑点火，使用油的油枪将由卖方提供。

但它不需要为维持燃烧而长期使用。

油枪可以方便的从喷煤管的尾部抽出。

11．附属部分卖方应提供有关的详尽的技术文件足以支持设计和运输、储存安装及生产操作的需要，并对买方技术人员进行不同阶段的各种技术指导及培训服务。

对与所供设备配套的买方应供的设备如煤风风机的技术要求应详尽提出。

四通道回转窑燃烧器的开发、研制与应用作者:徐丽娟、曾学锋、夏敬贤单位: [2006-4-3]关键字:燃烧器-回转窑-火焰摘要:燃烧器是水泥厂烧成系统的主要设备，它对节能降耗、提高熟料产质量、延长回转窑耐火砖和窑体的使用寿命、提高运转率、扩大资源利用、缩短窑筒体长度、降低有害气体NOx的排放有着举足轻重的作用。

随着新型干法窑外分解技术的不断应用，对燃烧器的要求也日益提高。

鉴于其对回转窑技术性能及运转率的影响较大，各国水泥装备设计、制造公司均把燃烧器作为重点设备进行开发和研制。

随着我国水泥厂规模的不断扩大，5000t /d，10000t/d生产线逐渐普及，为解决大型多通道燃烧器长期依靠进口的状态，我国各大水泥装备公司、大专院落校先后进行了各种形式的多通道燃烧器的开发与研究，取得了可喜成果。

本文将主要针对新型多通道燃烧器的设计开发及应用中的理论依据、工作原理及其结构特点作论述。

1、回转窑燃烧器的发展回转窑燃烧器发展到今天，已有4代产品。

（1）单通道燃烧器。

单通道燃烧器一次风用量大，火焰调节范围窄，灵活性小，对不同煤质适应性差。

适用于长回转窑，除湿法窑外，也适用于干法窑生产。

（2）三通道燃烧器。

20世纪80年代初，随关回转窑变短以及预热器和分解炉系统的开发，三通道燃烧器被开发出来，它节省了一次空气量，燃烧煤粉时能取得短、分散、强涡流形的火焰。

（3）第三代燃烧器。

20世纪90年代末开发的第三代燃烧器的火焰的细长，但比较集中。

优点是火焰温度高，燃烧器出口处的速度高，减少了一次空气量。

（4）四通道燃烧器。

四通道燃烧器是最新的一代燃烧设备，专门用于回转窑。

其设计可以使用权火焰的基部形成循环涡流，在冷窑点火时产生理想的稳定火焰。

主要的特点是节能（通过大幅度减少一次空气量）和减少环境污染（通过降低NOx排放量。

）2、四通道燃烧器的理论依据四通道燃烧器是科研人员根据冷、热态实验基地的技术参数，对国内上百家水泥厂进行实地考察，以国内外三通道煤粉燃烧器为基础开发出来的。

一种新型回转窑喷煤管的操作经验优化水泥回转窑系统时，要特别重视喷煤管。

喷煤管不仅影响煤耗及窑系统的运行状况，而且也影响熟料质量和NO x 的排放量。

改进喷煤管，可以减少主燃烧系统中的一次风用量，从而降低能耗；甚至可以通过精确控制燃烧系统来降低NO X 的排放量。

1989年4月德国L gerdorf 水泥厂对10号窑安装了一种新型的喷煤管。

下面就是使用这种喷煤管的初步经验。

一、窑系统1.烧成工艺该厂采用半湿法生产工艺(料浆经过滤脱水)。

表1为这台窑系统的主要技术参数，该台窑建于1972年。

用一台带二次通过气体系统的立波尔炉篦子加热机来烘干和预热滤饼。

回转窑规格为Φ5.6/6.0×90米，生产能力3000吨/日。

熟料经篦冷机进行冷却。

篦冷机的余风全部通入立波尔加热机中，用于烘干生料。

回转窑系统技术参数 表 12.燃料该回转窑通常以煤粉作主燃烧系统的燃料，灰壤用于次燃烧系统。

约有10%的热能由次燃烧系统提供。

点火及预热窑时用天然气。

自1990年初以来，主燃烧系统也可燃烧达4吨/时的液体燃料。

表2为所用煤粉的分析值。

L gerdorf 厂的煤粉由一套煤磨系统制备，煤粉通常磨至细度为筛余(90微米)R=9%。

粉磨过程中，约加入5%的飞灰。

这样得到的煤粉，其热值约为26800千焦/千克，灰分约为16%，挥发分约为25%。

粉磨后的煤粉由一台Simplcx 秤(后面接一台莫勒m ller 泵)进行计量。

煤粉分析 表23.喷煤管回转窑喷煤管的调整和操作方式，首先应考虑耐火砖和窑头部件的热负荷。

这一点对该厂尤为重要，因为10号窑直径大，窑衬和窑皮很容易垮落，特别是在过渡带。

因此，必须根据窑皮的情况，来确定喷煤管或燃料是否合适。

1980年，用煤粉代替了燃油，使用三通道喷煤管(见图1上部分)，这时窑内火焰比燃油时加长，因而降低了窑出口的热负荷。

然而，窑产量也比燃油时降低了7%左右。

最初，三通道喷煤管只配装一台一次风机，其旋流风和轴向风不能单独进行调节。

NGR型窑用三（四）通道煤粉燃烧装置【使用说明书】目录一、概述二、主要技术参数三、结构及其作用四、调节与操作五、油点火六、短火焰型燃烧器七、示意简图及简图索引一、概述江苏瑞泰重型机械公司研发的NGR型窑用三（四）通道煤粉燃烧器及燃烧系统（煤粉计量、输送和燃烧）具有如下优点：1、一次风用量少，一般设计用风量占理论燃烧空气量的11%-15%，而实际使用时则可低达6%-12%。

2、煤粉与一、二次风（中心风）的混合充分，可达到完全燃烧。

3、火焰形状可灵活调节，以适应窑内熟料煅烧的需要。

4、对煤质的适应性强，可燃烧劣质煤。

5、正常操作时可以得到最低的热耗。

实际生产表明，热耗可降低30-50千卡/公斤熟料。

NGR型燃烧器专为燃煤而设计，其结构有三通道、四通道以及多通道。

如果有条件，可实现煤油混烧。

其比率在85%-15%范围内的任意变化。

燃烧器煤粉点燃，用燃烧器中心管内专设的油燃烧器点火，也可用老式（窑内填加木柴、棉纱球浸油等）方法点火。

本燃烧器规格已成系列。

煤粉燃烧器喷煤量在1400Kg/h-16000 Kg/h，油燃烧器喷油量在500 Kg/h-1500 Kg/h。

若超出上述范围或有特殊要求。

二、主要技术参数1、煤粉发热量通常在约16720-27170KJ/Kg(4000-6500Kcal/Kg)。

2、煤粉燃烧器喷煤量约在1400-16000Kg/h。

3、一次风设计风量约在6-15%的理论燃烧空气量。

4、煤风在管道内的风速约为15-25m/s，在喷嘴处的风速约25-30m/s。

净风在管道内的风速约15-25m/s。

在喷嘴处的风速约110-300m/s范围内调节。

三、构造及其作用NGR型燃烧器有三个环形通道和中心风道。

中心安装有供点火用的油燃烧器（01）和它的保护管（中心管）；燃烧器净风管进口处分成两（三）股气流，分别进入燃烧器的内、外通道和中心管；内、外风通道之间为煤粉风通道。

内通道在喷嘴处设有导向叶片，使内净风产生旋转气流喷出。

“四风道”喷煤管的技改和应用“四风道”喷煤管的技改和应用摘要:作为窑用“燃烧器”，喷煤管在水泥熟料煅烧过程中起着关键的作用。

水泥熟料的品质、窑的产量、耐火材料的使用周期和寿命、单位熟料热耗等等无不与“喷煤管”的选择和使用习习相关。

作为窑用“燃烧器”，喷煤管在水泥熟料煅烧过程中起着关键的作用。

水泥熟料的品质、窑的产量、耐火材料的使用周期和寿命、单位熟料热耗等等无不与“喷煤管”的选择和使用习习相关。

依据企业自身特点进行合理、有效选择，是实现熟料稳、高产、低消耗的前提。

在喷煤管的选择上一般注意以下几个事项：1.火焰形状呈毛笔状或正柳叶形，活泼有力，形状不散，无分支。

2.火焰有刚度，二次风对它的冲击不形成影响。

3.热力集中，便于提高烧成带的温度，有利于熟料的煅烧。

4.不冲击窑皮，不损伤窑耐火材料。

5.能有效改善“煤粉”燃烧特性，有利于“煤粉”的完全燃烧，降低热耗。

对煤质适应性强，既能燃优质煤，又能适应劣质煤。

6.一次风量尽可能少，有效使用“篦冷机”二次风，提高热效率。

7.火焰伸缩自如，调整灵活，便于工艺人员依据工艺需要调整出合适火焰。

现在国产的多通道“燃烧器”，在设计和改造上都取得了较大的技术，从设计理念上来看更显得成熟和科学。

“晋牌水泥集团”原装窑用燃烧器是FULL—SMITH公司提供，该喷煤管采用三通道设计，但进煤管以后“煤风和外风”混合共用一个通道，实属二通道喷煤管。

在日常使用当中，火焰偏长，对煤质要求较为严格，窑尾经常会出现煤粉不完全燃烧现象，从而引起窑尾集料、堆料。

先后经多次更换喷煤管，都未获成功。

一般要麽烧损窑皮，要麽加不起喂料量来；要麽喷煤管本身材质有问题，出现烧断，要麽无法适应现有工艺状况。

2003年公司决定更换河南郑州奥通公司的四风道燃烧器，使用效果明显得到了改善。

一“奥通”四风道燃烧器设计和改造特点：1 一次风机用罗茨风机替代离心式风机。

罗茨风机和离心式风机相比有以下特点：●风压高与前几次的喷煤管相比风压明显变大，内直风、外风、旋流风的风压基本都能达到20000PA以上,火焰挺拔有利、形状稳定，受外界环境干扰因素很小，不会出现“舔窑皮和往物料里扎”的现象。