谈谈预分解窑燃烧一次风、二次风、三次风
- 格式:docx
- 大小:18.97 KB
- 文档页数:7
一次风:是由鼓风机从空气中直接进窑系统的风,把煤粉带入窑内;
二次风:是从篦冷机直接进入回转窑内,流动方向是从窑头向窑尾方向;
三次风:是从篦冷机经三次风管进入分解炉的风。
系统用煤分两种,一种是窑头用煤,即由一次风作用从窑头喷煤管喷入的煤粉;另一种是窑尾用煤即进入分解炉的煤粉(也有的设计是进入预热器的,但现在好像不多)。
当然,窑头窑尾用的煤粉是一样的,都是一个磨同时制出来的了。
一次风是将煤粉吹入窑内,并且将煤粉打散,使之能充分燃烧,二次风是冷却水泥熟料的热空气打入窑内,帮助煤粉燃烧,是节能的体现,三次风也是冷却水泥熟料的热空气,打入分解窑内预热水泥生料的,也是节能的体现。
二次风和三次风都是起助燃作用的
只不过二次是窑内助燃,三次风是分解炉内助燃
一次风是燃烧器吹进窑内的风,主要用来挟带煤粉,当然也有助燃的作用。
二次风是窑头预热器冷却熟料后进入窑内的热风,温度很高。
三次风也是冷却熟料后的热空气,与二次风不同的是温度稍低,而且是进入预热器用来分解碳酸盐,而不是进入窑内。
锅炉技术锅炉⼀、⼆、三次风各有何作⽤?
⼀次风:由⼀次风机提供,⼀部分经空⽓预热器加热,称热⼀次风,⼀部分不经加热,称冷⼀
次风,⼜称调温风。
作⽤主要是⼲燥、输送煤粉通过燃烧器送⼊炉膛,并能供给煤粉中的挥发
分着⽕燃烧所需的氧⽓,采⽤热风送粉的⼀次风,同时还具有对煤粉预热的作⽤。
⼆次风:是由送风机提供经空预器加热的热风,通过燃烧器的单独通道送⼊炉膛的热空⽓。
作
⽤是供给燃料完全燃烧所需的⼤部分氧量;并能使空⽓和燃料充分混合,通过⼆次风的扰动,
使燃烧迅速、强烈、完全;同事也⽤作调节炉膛⽕焰中⼼的作⽤。
三次风:是在热风送粉中间仓储式制粉系统在风粉分离后,已分离出⼤部分煤粉的风粉混合⽓
送到炉内烧掉制粉系统排出的⼲燥风。
俗称乏⽓,它作为输送煤粉的介质,送粉时叫⼀次风,
只有在以单独喷⼝送⼊炉膛时时叫做三次风。
三次风含有少时煤粉,风速⾼,对煤粉燃烧过程
有强烈的混合作⽤,并补充燃尽阶段所需要的氧⽓,由于其风温低、含⽔蒸汽多,有降低炉膛
温度的影响。
在燃⽤不易着、燃烧稳定性差的⽆烟煤、贫煤或其它⾼⽔分⼀次风。
这时,制粉系统的乏⽓通
过燃烧器单独的管道与喷⼝,直接喷送到炉膛称为三次风。
三次风内约含10左右的细煤粉,风
量约占总风量的15左右。
某些锅炉因某种⽤途通过专⽤喷⼝⼊炉膛的热风,也称三次风。
现代锅炉再简单的分为⼀,⼆,三次风已过时,除⼀,⼆次风外,还有sofa风、燃烬风、周界风等,三次风随着直吹式制粉系统应⽤越来越⼴泛已不多见了。
预分解窑中系统用风的作用流动的空气就是风。
在预分解窑系统内,风的主要作用如下:⑴以一定的风速提供燃料燃烧所需要的空气,并有一定的空气富裕量;不同燃料有不同的计算方法。
(参见管理241题)窑及分解炉为燃料燃烧所需要的空气总量(一次风、二次风、三次风及漏风)能够由下式近似得出:(标准状态)m3 空气/ kg熟料 = P/1000×1.122 式中 P——纯单位熟料的热量消耗量,kcal/kg;或者是每燃烧一公斤标准煤大约消耗7~8标准立方米的空气。
kg空气 /kg熟料 = Nm3/ kg×1.494 式中 1.494为所用燃烧空气的综合平均密度,kg/Nm3;窑的正确排放废气总量,可从下式中计算出:(标准状态)m3/ kg熟料 = [(P/1000×1.122)+0.274][1+(O2%×4.76/100)]式中 O2% 为废气中自由氧含量百分数。
在实际操作中高于上式的计算结果,从燃料燃烧需要角度看,就意味着系统用风过高。
⑵保证物料在系统各个位置既不会有存料及塌料,也能有足够适宜的热交换与反应时间。
为此,窑及预热器系统内几个主要位置需要控制的最高气流速度是:窑头罩,6米/秒;烧成带(1450℃),9.5米/秒;喂料端断面 (1000℃),13米/秒;窑尾垂直上升管道,24米/秒;预热器气体管道,18米/秒。
最低气流速度应不低于以上数值的90%。
当然,这些数值主要是设计系统各处容积断面尺寸的重要依据,但在建设完成后,它就是操作中用风的控制目标。
欲证实各处风速的实际数值,不仅可以从断面面积与实际用风量的计算中验证,更可以从现场测定或实际运行的征兆中判断。
⑶承担着传热介质的作用。
燃料燃烧所发出的热大多是与周围的气体进行热交换,然后再通过它将热传给它所包围的粉料中,如果说在窑内传热并不是完全靠空气的话,在预热器及分解炉中,空气就成为最基本的传热媒介。
⑷在预热器中起到将粗细粉分离的选粉作用。
充分认识二.三次风温的重要意义二、三次风在熟料生产中不但是煤粉燃烧的氧气供应者,又是回转窑、分解炉的重要热源,更是物料在分解炉中完成悬浮、混合、旋喷、扩散等多重任务的动力源泉,具有三重重要意义。
二、三次风是一对挛生兄弟,都源于窑头罩,具有相同的温度和成分性质,一个用于回转窑,一个用于分解炉,是熟料生产所需的必要条件。
水泥熟料的生成是液相烧结,较高的反应温度可获得较高的合成率;同理相同的合成率,温度越高,反应时间越短,反应速度越快,高温对固相反应的扩散具有大的影响。
新型干法生产追求较高的反应程度、最低的时间消耗、达到最高的产量。
更少的反应时间需要有较高的反应温度,二、三次风温的高低与煤质的优劣是影响温度、影响熟料煨烧效果的两大因素,而二、三次风温的高低常有着不被人十分看重的重要意义。
1、三次风对分解炉工作状态的影响1.1分解炉的工作状态(1)辉焰燃烧。
当煤粉喷入分解炉后,在三次风的作用下物料、煤粉颗粒在热气流中悬浮,吸收热量燃烧,发出光和热,形成无数的小火星;这些小火星实质上是一个个小的火焰,它们在气流作用下悬浮、充满整个分解炉,形成燃烧区,但从整体上却看不到具有一定轮廓的有形火焰。
因此分解炉中煤粉燃烧并不是一般意义上的无焰燃烧,而是充满全炉的无数小火星组成的燃烧反应,称之为辉焰燃烧,物料颗粒在三次风动力的作用下悬浮、扩散于高温热气流中,固体颗粒发出光、热辐射,呈辉焰状态。
三次风温的高低、风量的多少直接影响着辉焰燃烧的效果和分解炉的工作状态。
(2)辐射传热。
分解炉内的传热主要以对流为主,约占99%,其次是辐射传热。
辐射传热速率随温度的四次方而变化,这种辐射传热虽然只占分解炉内总传热量的1%,但却对全炉的温度均匀分布极为有利。
由于分解炉中燃料与物料是以悬浮状态混合在一起的,燃料燃烧放出的热量立刻被物料吸收。
三次风温高,燃料燃烧快、放热快,物料分解就快;三次风温低,燃料燃烧慢、放热慢,物料分解就慢。
因此,三次风温度的增减对分解炉工作影响很大。
第29 卷第6 期V o l . 2 9 , N o . 62 0 0 1 年12 月J O U RNAL O F T HE CHIN E SE CERAM I C SOCIET Y Decemb er ,2001窑炉用风量的合理匹配考宏涛1 , 李敏2 , 李昌勇1 , 胡道和1摘要:预分解窑系统窑炉用风量的合理匹配对于稳定系统的热工制度, 提高熟料的产量、质量都至关重要. 但不同的窑炉结构及不同的操作条件, 窑炉内煤粉燃烧的环境也不尽相同, 燃烧所需要的气体量也不同. 根据预分解窑系统煤粉燃烧的特点, 结合国内几家预分解窑的实际生产情况, 探讨了窑炉在正常运行条件下的用风量, 即一、二、三次风的风量大小. 并根据某厂家在生产过程中为强化炉内煤粉的燃烧, 而对三次风风门开度进行了两次调整后的现场检测结果, 讨论了窑炉用风量的合理匹配问题及其对系统正常运转的重要性. 指出生产中一定要注意风的分配、窑炉用煤量的比例, 并兼顾整个系统风、煤、料的匹配关系.关键词:燃烧;风量; 窑炉; 预分解窑中图分类号: TQ 172 . 6 文献标识码: A文章编号:0454 - 5648 ( 2001) 06 - 0610 - 06RATIO N AL MATC H OF G AS F LOW RATE IN KI L N A N D P R E CAL CINERKao Hon g t a o1 , L i M i n2 , L i Chan gyon g1 , Hu D a ohe1(1 . C ollege of Mat erials S cience and Eng ineering , Nanjing U n iversit y of Technology , Nanjing 210009 ; 2 . De p art m entof Mat erials S cience and Eng ineering , S o ut h east U n iversity , Nanjing 210096)Abstract : The quantities of gas flo w rat e , i . e. t he p rimary , seco ndary , t ertiary air flo w rat e are d iscussed based o n t he characteris2 tics of co mbustio n of p u lverized coal in p recalciner kilns and t h e act ual p ro ductio n of a f ew d o mestic cement plant s under t h e n ormal p ro ductio n co nditio n. Acco rd ing to t he measurement resu lt s of t hree o p enings of t h e t ertiary air co nt rol valve in air co ndu it in a cement plant , where reinforcing coal co mbust io n is needed , t he su it able arrangement of t he gas f lo w rat e of kiln and p recalciner and it s im por2 tant eff ect s o n t h e n or mal op eratio n of t h e sint ering syst em are d iscussed. The arrangement of gas flo w rat e , t h e p r opo rtio n of coal used in kiln and p r ecalciner and t h e ratio n al match of coal , raw meal and air flo w rat e are p r esent ed.K ey w ord : co m bustio n ; gas f lo w rat e ; kiln ; p r ecalciner作提供借鉴.水泥烧成系统的用风历来受到有关人员的重视, 尤其是对于预分解窑, 既有窑内通风, 又有分解炉用风. 这些风不仅要为窑炉内煤粉的充分燃烧提供足够的氧气, 而且还要保证物料在预热器内充分悬浮和合理的运动规律. 合理匹配窑炉用风量对于稳定系统的热工制度, 提高熟料的产量、质量都至关重要.本作者通过对国内一些厂家实际生产情况的热态检测分析, 发现了不少问题, 诸如窑炉用风量不协调等. 本工作根据窑炉内煤粉燃烧的特点, 从实际生产数据出发, 着重分析了窑炉用风及其风量匹配, 从而可为工厂的实际操1 窑炉内煤粉燃烧的特点众所周知, 不同的环境条件下, 煤粉燃烧的特点是不同的. 分解炉内煤粉的燃烧是在低温(750~950 ℃) 、高粉尘悬浮(炉内粉尘浓度接近于常规煤粉燃烧的10 倍以上) 及伴有生料分解反应等特殊条件下进行的.煤粉燃烧处于物料的分解区段, 强烈的吸热反应迅速吸收了燃烧过程中释R eceived date :2000 - 12 - 21 .Biogr a p hy : K a o H o ngt a o ( 1969 —) , male , po s t graduat e f o r docto r de2 gree , lect urer .收稿日期:2000 - 12 - 21 .作者简介:考宏涛( 1969~) , 男, 博士生,讲师. 简报第 29 卷第 6 期考宏涛等 :窑炉用风量的合理匹配·611 ·的理论空气量稍少) , 但其分解炉是流态化炉 , 炉内煤粉停 留时间较长 , 温度场也比较均匀 . 低温 、低 α操作是流态化 炉的一个特点 . 表中 A 厂炉出口的 α为窑气与炉出口气体 混合后的结果 , 这个数值较为合理 . B , D 两厂分解炉的用 风也比较合适 , 其三次风量稍大于炉内煤粉燃烧所需理论 空气量 , 加上炉用送煤风 , 分解炉出口的空气量有一定的富 余 . C 厂分解炉内的三次风量小于煤粉燃烧所需的空气量 , 但不管从 SC 室出口气体的 α( 1 . 305) 还是从其中的氧含量(4 . 56 %) 来看 , 又都表明了炉出口过剩空气比较多 , SC 室出口的气体温度只有 833 ℃也印证了这一点 , 这只能说明 其 SC 室内存在较严重的机械不完全燃烧 , 大量未燃尽的煤 粉到 MC 室继续燃烧 , 导致 MC 室甚至整个窑尾系统出口 气体温度偏高 , 实际生产中 MC 室出口气体温度为 951 ℃. 不过从其 MC 室出口气体的 α(1 . 106) 来看 , 该 RSP 分解炉 整体用风量尚可 . E 厂分解炉三次风量明显偏大 , 过多的过 剩空气导致了炉出口的气体温度降低 , 实际生产中 SC 室出 口 的 气 体 温 度 为 940 ℃, 低 于 D 厂 SC 室 出 口 的 温 度(1 011 ℃) .由表 2 中炉出口的物料分解率可以看出 , 由于 A 厂分 解炉设计的意图是采取反应两步到位 , 故炉出口的分解率 不高 , 只有 39 . 78 % , 但该厂把窑尾的上升烟道作为第二分 解炉 , 充分利用了窑尾废气带入的大量热量 , 使得入窑的物 料分解率达到了 87 . 89 %. C , D 两厂的分解炉也有类似的 情形 , 不过这两厂 SC 室出口的物料分解率与国外同类型的 分解炉相比 , 差了近 30 % , 说明国内该类型分解炉在用风 与用煤方面仍有待于提高.放的热量 , 煤粉燃烧速度较慢 ;同时生料分解时放出的大量 二氧化碳 、部分化学结晶水及少量的微量气体都制约了炉内 煤粉的挥发热解和碳粒表面的燃烧反应 . 要保证煤粉的燃 尽与生料的充分分解 , 煤粉颗粒在分解炉内还必须具有适宜的停留时间 .窑内煤粉的燃烧相比较而言较为理想 . 煤粉的挥发热 解 、碳粒燃烧处于高温“火焰区”, 即物料的烧成带和冷却带 区段内强烈的熟料热辐射使煤粉迅速达到着火温度 , 其燃 烧速度主要由煤粉和空气的混合强度所决定1, 加强气流的扰动将大大加快煤粉燃烧进程 . 不同的窑炉结构及不同 的操作条件 , 窑炉内煤粉燃烧的环境也不尽相同 , 故燃烧所 需要的气体量也不相同 .2 窑炉的用风量过剩空气系数 α是燃烧过程的一个重要参数 , 可用以判断窑炉 的 用 风 量 或 煤 粉 和 空 气 量 的 比 例 情 况2 . 不 过 , 对分解炉来说 , 由于炉内煤粉分散的不均 , 局部空间氧气浓 度可能太低 , 这样会导致炉内煤粉的不完全燃烧 , 因此要结 合不同分解炉的特点 , 来考虑炉出口的过剩空气系数 α.2 . 1 分解炉用风实际生产中为了保证炉内煤粉的燃烧完全 , 对分解炉 的用风要求较高 , 但较为复杂 , 这除与分解炉的炉型 、结构 特点 、操作等密切相关外 , 还要受到窑 、冷却机的操作以及 三次风抽风点的位臵等影响 . 就三次风而言 , 其入炉的起始 状态以及在炉内的运动规律对煤粉的着火和生料的起始升 温有明显的影响 3 . 现仅从入炉三次风量 V 3 , 煤粉燃烧所需理论空气量 V a 0 , 炉出口过剩空气系数 α及出炉气体 O 2 , CO 含量 4 个方面 , 对国内几个厂家加以对比分析 , 如表 1 所示 .表 2 炉出口的气体温度和物料分解率G a seous temp era ture an d d ecompositio n d egree of T a b el 2ma ter i al of outlet o f precalc i nerType of Temperat ureDegree ofdec o m po s itio n/ % Plant 表 1 V 3 , V a 0 , 炉出口气体的 α及 O 2 , CO 含量p recalciner / ℃ V 3 , V a 0 , αan d O 2 , CO content of outlet of calcinerT a b le 1A M FC 859 39 . 78B DD 874833 ( 951) 31011 ( 868)940 ( 850)70 . 03 Mass f ractio n ofV a 0/ ( kg ·s - 1) V 3/ ( kg ·s - 1) O ,CO/ % 2 αPlantC RSP49 . 78 ( 90 . 65)43 . 2 ( 83 . 9)79 . 8 ( 82 . 7)O 2 CO DRSP A B C 14 . 8218 . 8619 . 43 30 . 1418 . 0223 . 22 1 . 0251 . 0711 . 305 ( 1 . 106)1 . 124 ( 1 . 08)0 . 51 . 14 . 56 0 . 17 0 . 10 . 2 ERSP3 Dat a in parent heses is o utlet of MC chamber , o ut of parent heses ist hat of SC chamber .D8 . 988 . 442 . 440 . 81E 6 . 62 4 . 71 1 . 289 ( 1 . 35) 4 . 2 0 . 22 . 2 窑内用风窑内用风主要是一次风与二次风 , 当然也包括窑头 、窑 尾的漏风 . 二次风量受到一次风量和熟料冷却等的影响 . 一次风用于窑头煤粉的输送和供给煤中挥发分燃烧所需的氧 . 有人认为 , 在生产上可考虑将煤中挥发分燃烧所需要的理 论空气量近似看作为一次风量4. 对于较难着火的煤 , 应采用较低的一次风量 , 但一次风量太低也会影响煤粉着火Not e :αin parent heses is t hat of o u tlet of MC chamber , o ut of parent he 2ses is t hat of SC chamber .需要指出的是 A 厂分解炉的三次风量比煤粉燃烧所需 的理论空气量要小得多 ( 其流化风量为 8 . 51 kg/ s , 加上三 次风和炉用煤风后总风量为 28 . 97 kg/ s , 比煤粉燃烧所需硅 酸 盐 学 报·612 ·2001 年后的燃烧需要 ;对于易着火的煤 , 一次风量就不宜过小 , 否 则可能使化学和机械不完全燃烧损失增加5.对于预分解窑 , 其入窑物料的分解程度受到窑废气量 的影响 , 因为物料分解所需热量由分解炉内煤粉燃烧热及 窑尾废气所含热量两部分组成 . 这样通过窑尾的过剩空气系数 α及气体成分可分析出窑内通风情况 . 表 3 列举了国 内几个生产厂家实际生产时 , 窑头一次风率 ( 即一次风量占 入窑总空气量的比例) 及窑尾气体的过剩空气系数 α 等情 况 .表中各厂窑头所使用的煤粉燃烧器均为三通道喷煤管 . 一般说来 , 三通道喷煤管的一次风量比例小于 15 % , 国外 较先 进 的 可 以 达 到 6 % ~ 8 % 左 右 , 国 内 一 般 为 10 % ~15 %. 从表中的一次风率来看 , A , B , E 3 个厂比较接近这个范围 , C 厂稍高些 . 而 D 厂则明显偏高 .表 4 列举了这 5 个 生 产 厂 家 窑 炉 用 煤 量 比 例 和 窑 尾 、 炉出口以及末级筒出口气体的 α和 O 2 , CO 含量 . 从这些数 据可以对比分析各厂家窑炉用风的合理性问题 .表 4 窑炉用煤量比例及窑尾 、炉出口 、末级筒出口气体的α及 O 2 , CO 含量T a b le 4R a tio of coal used in kiln an d precalciner an d α, O 2 , CO contentPlant Propo rtio n of c oal A 46/ 54 B 37/ 63 C D 29/ 71 46/ 54E 59/ 41End of kilnαw ( O 2) / %w ( C O ) / %Outlet of calcinerαw ( O 2) / %w ( CO ) / %Outlet of t he last p reheat erαw ( O 2) / %w ( CO ) / %1 . 111 0 . 982 0 . 996 0 . 941 1 . 068 1 . 94 0 . 45 0 . 75 0 . 5 1 . 4 0 . 071 . 71 . 663 . 80 . 1表 3 窑头一次风率及窑尾气体的 α和 O 2 , CO 含量T a b le 3 R a tio of the f i rst a i r an d α, O 2 , CO content of en dof rotary kiln1 . 025 1 . 071 1 . 305 1 . 124 1 . 289 0 . 5 1 . 1 4 . 562 . 44 4 . 2 0 . 170 . 10 . 20 . 810 . 2Mass f ractio n of Ratio of t he first air / % Temperat u re/ ℃ O 2 , CO/ % Plant αO CO 21 . 0641 . 14 1 . 2573 . 7 1 . 1882 . 87 1 . 1021 . 83 1 . 3975 . 2 A 11 . 11 1 180 1 . 111 1 . 94 0 . 07 B 12 . 59 1 095 0 . 982 0 . 45 1 . 70 0 . 10 . 20 . 2C 15 . 18 1 250 0 . 996 0 . 75 1 . 66 D25 . 17 1 055 0 . 941 0 . 50 3 . 80 由表 4 可以看出 , 除 A 厂外 , B , C , D 3 个厂均存在用 风量不当的问题 , 总体上都表现为三次风量偏大 、窑内通风 不足 . 其中 B , C 两厂炉用煤量偏高 , 尤其是 C 厂 , 在窑头 用煤量不足 30 %的情况下 , 窑尾出口气体的 α还不到 1 . 0 , 说明该回转窑内通风不足现象十分严重 , 难以保证窑内煤 粉的正常燃烧 , 窑内的还原气氛极易导致窑尾较频繁的结 皮堵塞 . 其炉用煤量过大 , 使得入窑物料分解率一般都在95 %以上 , 很多时候高达 97 % , 98 %甚至 99 % , 这必然过分增加分解炉的负荷 , 造成窑尾系统整体温度过高 , 而窑内 烧成温度不够 , 熟料升重偏低 , 游离 CaO 升高 , 影响熟料质 量 .E 厂窑尾的 α为 1 . 068 , 说明窑内的通风较为合理 , 但由于窑用煤量相对较多 , 窑头烧成带的热负荷相应增加 , 这 也影响了窑衬的正常使用寿命 , 且炉内因用煤量偏小而显 得三次风过量 , 导致炉出口气体温度下降. 分解炉的喂煤量 应根据预热器来的生料升温及分解所需要的热量及热效率 确定 , 通过控制物料分解率和炉出口气体温度来调节喂煤 量 ;而窑用煤量应根据入窑物料量及分解率来确定 , 回转窑 在此主要起物料的烧结作用6.生产中一方面要根据各级预热器温度 、压力 、窑尾和一 级筒出口的 O 2 含量调节主排风机转速和冷却机供风量 , 实 现总风量与煤 、料的合理匹配 ; 另一方面也要根据窑尾及一 级筒出口的过剩空气量 , 调节三次风管阀门或上升烟道的E12 . 011 0461 . 0681 . 400 . 10从窑尾气体的 α来看 , A , E 两厂较为理想 , 其它 3 厂 均小于 1 , 尤其是 D 厂 , 仅为 0 . 941 , 而 CO 含量高达3 . 8 % , 说明窑内用风量严重不足 , 这极易导致煤粉的不完全燃烧 , 而未燃尽的煤粉到上升烟道 、末级筒甚至上一级筒内会继续 燃烧 , 生产中这里常有结皮堵塞现象 .从窑尾温度来看 , C 厂明显偏高 ( 但烧成带温度不高) , 说明该厂窑内排风量过大 , 一次风混合不理想 , 火焰拉长 , 使火焰的高温部分远离了窑头 .2 .3 窑炉用风量的匹配在预分解窑生产操作中 , 要求稳定喂入生料量和煤量 , 还要稳定窑炉用煤的比例 , 并据此调节好系统用风量 , 使系 统各部分压力和温度相对稳定 . 操作上可根据窑炉内煤粉 燃烧情况 , 调节好三次风管与窑尾上升烟道的阀门 , 使系统 总风量及窑炉两路风量分配均达到要求6.但有的厂家为增强燃烧点火力而过多增加窑头用煤量 , 导致窑内煤粉出现不完全燃烧现象 , 尤其是当喂煤量出现 波动时 , 这种现象更加严重 , 这时如果窑 、炉 、末级筒与三 次风管系统阻力不平衡 , 煤粉在末级筒中发生后燃烧现象 , 则可产生局部熔融 , 导致末级筒甚至上一级筒出现结皮堵 塞 , 这在 E 厂 RSP 窑系统发生过多次 .第 29 卷第 6 期考宏涛等 :窑炉用风量的合理匹配·613 ·闸门 , 实现窑炉用风量的合理分配 .2 . 4 窑炉用风量的匹配试验结果国内某厂分解炉出 口 及 入 窑 的 生 料 分 解 率 一 直 较 低 ,为了强化炉内煤粉的燃烧以改善生料的分解状况 , 在喂料 量 (44 . 17 kg/ s ) 、喂 煤 量 ( 窑 用 煤 量 1 . 60 kg/ s 、炉 用 煤 量2 . 28 kg/ s , 窑炉用煤比 41∶59) 以及窑尾高温风机转速等都不变的情况下 , 单纯进行了调整三次风风门开度的试验 . 通 过现场测定窑尾 、炉出口 、C5 预热器出口的气体温度 、成分以及三次风量 、生料分解率等数值 , 了解炉内煤粉的燃烧和 生料分解状况 . 该厂正常运转情况下三次风风门的开度为 55 %~60 % ( nor mal op ening ) , 两次调整情况下的开度分别 为 40 %~42 % ( reduce op ening ) , 79 %~81 % (increase op en 2 ing ) . 热态检测结果如表 5 、表 6 所示 .大 , 但此时 C1 预热器出口负压与正常情况下的差距不大 , 而风门由正常情况增大到 79 %~81 %时 , C1 预热器出口负 压增大了近 2 . 2 % , 即系统的阻力要变大 . 从这点上看 , 三 次风风门开这么大并没有达到改善炉内煤粉燃烧的目的 .由表 6 可见 , 三次风风门开度大小对窑尾 、炉出口与 C5 预热器出口气体成分的影响程度不同 . 根据计算 , 炉内煤粉 燃烧所需理论空气量为 19 . 13 kg/ s , 3 种开度下实际入炉空 气量 (已考虑了炉送煤风与窑尾过 剩 空 气 量) 分 别 为 21 . 44kg/ s , 18 . 09 kg/ s 和 21 . 62 kg/ s , 计算得到炉出口过剩空气系数分别为 1 . 121 , 0 . 946 和 1 . 13 , 说明三次风风门开度为40 %~42 %时 , 由于三次风量大幅度减小 (与正常运转情况下相比减少了 17 . 45 %) , 容易导致炉内煤粉出现较严重的 不完全燃烧现象 . 从炉出口 CO 含量达到 1 . 2 %也证实了这 一点 . 但三次风风门开度增大到 79 %~81 % , 虽然有利于炉内煤粉的燃烧 , 但导致窑内通风的变差 ( 窑尾气体中 CO 含量为 1 . 4 %) , 难以保证窑内煤粉的完全燃烧 .表 5 不同开度下的三次风量 、三次风温 、生料分解率等T a b le 5 R a te an d temp er a ture of tertiary a i r an d decomposi 2tion d egree of material表 6 3 种开度下窑尾 、炉出口和 C5 预热器出口的气体成分Reduceopening No r m al opening Increase opening Measurement it emT a b le 6G a seous content of outlet of preheaterkiln , calciner an d C5 Rat e of t ertiary air/ ( kg ·s - 1) Temperat ure of t erti ary air / ℃ Temperat ure of shri nkage/ ℃ Temperat ure of gas/ ℃End of kiln 16 . 18828 19 . 60748 21 . 03740 ReduceopeningNo r mal openingIncrease opening882884888w ( C O 2) / %End of kiln 1 071 1 070 1 050 18 . 40 17 . 15 12 . 68 Outlet of calciner 885 888 886 Outlet of calciner 21 . 00 22 . 60 23 . 30 C5 p reheat er 876878877C5 p reheat erw ( O 2) / %End of kiln Outlet of calciner 31 . 3030 . 5430 . 25Pressure/ Pa End of kiln - 376 - 450- 5322 . 000 . 40 1 . 961 . 20 0 . 722 . 95 Outlet of calcinerC5 p reheat erC1 p reheat erDec o mpo sitio n degree/ % End of kiln- 1 275 - 2 218- 8 040- 1 270 - 2 415- 8 054 - 1 226 - 2 453- 8 240C5 p r eheat er1 . 852 . 462 . 60w ( C O ) / %End of kiln0 . 20 0 . 25 1 . 40 86 . 4489 . 8389 . 70Outlet of calciner 1 . 20 0 . 40 0 . 15 Outlet of calciner 82 . 29 82 . 66 82 . 73C5 p reheat erw ( N 2) / %End of kiln 0 . 150 . 180 . 25从表 5 可以看出 , 当三次风风门开度由正常开度减小 或增大时 , 炉出口的生料分解率均变化不大 . 这主要是由于 虽然喷腾风与径向风发生了变化 , 但根据该炉冷态模型试 验的结果7, 其炉内物料的停留时间变化不大 . 且从表中炉内缩口与出口气体温度数值也可近似看出 , 炉内煤粉的 燃烧温度也变化不大 . 但开度减小时 , 入窑的生料分解率却 明显偏低 . 主要原因是伴随三次风量的减小 , 进 C5 预热器 的气体所携带的热量也相应减小 , 从而导致 C5 预热器内碳 酸钙分解反应所需的热量也相应减小 .三次风风门开度减小 , 相应地增加了窑内的 通 风 , 其DD 炉锥体的 喷 腾 风 速 变 大 , 相 应 地 炉 体 的 喷 腾 风 阻 力 变78 . 40 80 . 64 85 . 20 Outlet of calcinerC5 p reheat er 77 . 4066 . 70 75 . 8066 . 62 73 . 6066 . 90αEnd of kilnOutlet of calciner 1 . 0990 . 990 1 . 0941 . 052 1 . 0011 . 172C5 p r eheat er1 . 1111 . 1541 . 162由该生产试验的检测结果足以证明了窑炉用风匹配的 重要性 , 同时也说明了单纯改变三次风量难以保证炉内煤硅 酸 盐 学 报·614 ·2001 年应用M . 济南 : 山东科学技术出版社 (J inan : Shangdo ng Sci 2ence and Technology Press) , 1994 . 234 页.Narang K C. Test s relating to t he use of solid f u els wit h low volatile c o nt ent in p recalciner kilns J . Zement - K a l k - G i p s , 1986 ,39 ( 8) :460 —462 . Ro semann H , Locher F W , J eschar R. Fuels energy c o nsumptio n and operatio nal behavio r of rot ary kiln plant s wit h p r ecalciner J . Zement - K al k - G ip s ,1987 ,40 ( 10) :489 —498 . 周 沛 ( Zho u Bei ) . 水泥煅烧工艺与设备 M .武汉 : 武汉工业 大 学 出 版 社 ( Wuhan : Wuhan U n iversit y of Technology ) ,1993 . 202 页.王超群 ( Wang Cha oqun ) . 煤的燃烧科学与技术的进展 J . 新 世纪水泥导报 ( Cem G uild New Epoch ) , 2000 , ( 6) : 7 —10 . 王玉峰 ( Wang Yufeng ) . 浅谈窑外分解窑的合理操作A . 见 :新型干法水泥生产技术研究会编. 悬浮预热和预分解窑第三粉的完全燃烧 . 只有合理匹配窑炉系统的风 、煤 、料比例 , 保 证炉内气流具有合理的运动规律 , 才能有利于炉内煤粉的 完全燃烧 . 目前该厂正准备把炉用燃烧器改为三通道喷煤管 , 以此来强化煤粉的燃烧 .233 结 论预分解窑系统的合理用风问题比较复杂 , 不同窑型 、炉 型有不同的要求 , 窑头用风与分解炉用风对煤粉燃烧的影 响也不相同 , 如果二者用风不当 , 就很容易造成窑炉用风的 分配不合理 , 影响系统热工制度的稳定. 同时 , 入冷却机风 量以及系统各处的漏风 ( 如预热器 、窑尾 、窑头等的漏风) 都 对窑系统的正常操作及烧成热耗产生影响 . 生产中要注意 风的分配 、窑炉用煤量的比例 , 并兼顾整个系统风 、煤 、料的 匹配关系 , 为工厂优质 、高产 、低耗打下基础 .45 6届技术经验交流会论文集 C .北京 : 中国建材工业出 版 社(Beijing : Build Ma t er Ind Press ) , 1997 . 205 —208 .考宏涛 , 陆 雷 , 胡道和 ( K a o Ho ngt a o , et al ) . 不同喷旋风量 比对 TD 分解炉性能的影响 J . 水泥工程 ( Cement Engineer 2ing ) , 1999 ( 4) : 6 —8 .7参考文献 :1胡宏泰 , 朱祖培 , 陆纯煊 ( Hu H o ngt ai , et al ) . 水泥的制造和THE FO URTH I NTERNATIO NA L SYMPOSI UM O N REFRACT O RIESThe Fo urt h Inter nati o nal Sym po sium o n Ref racto ries j ointly o rganized by t he Chinese C era mic S oci etyand t he Chinese Societ y fo r Metals will be held f ro m Octob er 14 to 18 , 2002 in Dal ian , China . The main t h eme of t h e sym po s ium is T ren ds of R ef r actories Developm ent in the N e w Century.Call f or P a persA ut ho rs are requested to submit an abst ract of app ro ximately 150 wo rds befo re Feb. 15 , 2002 to t h e sym po sium secretariat . A bst ract s will be reviewed by Progra m C o mmit tee . A ut ho rs will be noti fied ac 2 cep tance of papers wit h an inst ructi o n fo r p reparing t he manuscrip t by March 15 , 2002 . The co m pl ete camera- ready manuscrip t s up to 6000 wo r ds/ paper are requested to be submit t ed no later t h an J une 15 , 2002 .T opics® Nat u ral and Synt h etic Raw Materials ® Ref r acto r ies fo r Iro n and Steel Indust r y® Ref r acto r ies fo r C e ment , G lass , and C era mics Indust r ies ® Ref r acto r ies fo r Ot h er Indust r ies® A dvances in Ref racto r ies Basic Research® A dvances in Ref racto r ies Manuf a ct u re , Installati o n and E quip m ent ® Process C o n t r ol , Q u alit y C o n t rol and A ssurance® Energy Saving Techniques , Recycling and Enviro n mental IssuesContact Add ressMs. CH EN G J i eSym po s ium SecretariatWest Building , China Building Materials Academy ( C BMA ) , G uanzhuang , Beijing 100024 , China Fa x : + 8610 6576 3863 E - mail : chjlp @263 . net Website : ht t p :/ / ww w . cera msoc. co m。
(11)结窑口圈1) 二次风温长期偏高,煤粉燃烧速度太快,火焰太集中。
2) 烧成带温度太高,物料过烧。
3) 熟料颗粒太细,粉料较多,冷却机一室高压风机阀门开度太大,大量粉料返回窑内。
4) 煤粉太粗,不完全燃烧沉降在熟料颗粒表面继续燃烧,产生高温造成结圈。
(12)后结圈1) 生料均匀性较差,化学成分波动较大,熔融相出现显著变化。
2) 生料KH或SM值偏低,煅烧火焰又太长。
3) 煤粉偏粗或燃烧空气不足产生还原气氛,使Fe203还原成FeO,液相提前出现。
4) 煤、风混合不好,煤灰集中沉降。
(13)预热器系统塌料1) 窑产量偏低,处于塌料危险区。
2) 喂料量忽多忽少,不稳定。
3) 旋风筒设计结构不合理,旋风筒进口水平段太长,涡壳底部倾角太小,容易积料。
4) 旋风筒锥体出料口、排灰阀和下料管等处密封不好,漏风严重。
(14)跑生料1) 对于一定生料喂料量,用煤量偏少,热耗控制偏低,煅烧温度不够。
2) 结圈或大量窑皮垮落,来料量突然增大,而操作员不知道或没注意,用煤量和窑速没有及时调节或判断有误。
3) 分解炉用煤量偏小,入窑生料分解率偏低,窑用煤量较多但窑内通风不好,烧成带温度提不起来。
4) 回转窑产量在偏低范围内运行,致使预热器系统塌料频繁发生。
(15)窑头或冷却机回窑熟料粉尘量太大1) 烧成带温度偏低,熟料烧成不好,f-CaO含量高。
2) 回转窑L/D值偏大,入窑生料CaC03分解率又控制太高,使新生态CaO和C2S在较长的过渡带内产生结晶,活性降低,形成C3S较为困难,容易产生飞砂料。
3) SM太高,液相量偏少,熟料烧结困难,也容易产生飞砂料。
4) 窑头跑生料。
5) 冷却机一室高压风机风量太大。
6) 大量窑皮垮落,而这种窑皮又比较疏松。
(16)火焰太长1) 燃烧器外流风太大,内流风太小,风煤混合不好。
2) 二次风温偏低。
3) 系统排风过大,火焰被拉长。
4) 煤粉挥发分低、灰分高、热值低;或煤粉细度太粗、水分高,煤粉不易着火燃烧,黑火头长。
摘要:我公司5000t/d生产线三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重,窑内通风受到影响。
在保证窑内通风的前提下。
根据生产实际我们适当加大了三次风阀的开度,提高了分解炉内三次风量,使分解炉内煤粉充分进行辉焰燃烧。
避免窑内煤粉圈的形成,提高了入窑分解率、喷煤管火焰形状及二次风温,提高熟料强度的同时增加产量。
关键词:三次风阀;煤粉燃烧;分解率;二次风温;熟料强度0 前言分解炉是新型干法预分解窑的必不可少的组成部分。
在分解炉中,物料以悬浮的状态存在于热气流中,此气流量包括二、三次风及碳酸盐分解释放的二氧化碳等的总和,悬浮状态增大物料与热气流的接触面积,所以分解炉中物料传热系数较回转窑高2.5~10倍,传热面积增大1000倍以上。
但分解炉内汇聚的各气流中只有三次风含氧丰富,若三次风量不足会造成物料悬浮分散性差、传热面积小,分解率降低。
在分解炉中若分解率不足,会有更多的物料进入窑系统进行分解反应,间接对窑系统造成过大的热负荷。
另外充足的三次风量可有效提高氧气的浓度,使煤粉在分解炉内充分进行辉焰燃烧,提高炉温,此为碳酸盐矿物进行分解的有力保证,分解率的提高可以缩短窑过渡带的长度,又可提高烧成带的温度,在不增加产量的前提下减少窑头喂煤量。
1 存在的问题及调整本公司现有一条5000t/d的生产线,预热器配置分解炉为管道型分解炉,回转窑规格4.8m×72m。
三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重,窑内通风受到影响。
为保证产量,减小了三次风闸阀开度,增加了窑头喂煤量,窑内及分解炉内的燃烧状态变得更加恶劣,最终导致熟料煤耗高、质量差。
经分析,造成这一系列的问题根源不是窑内通风不足,而是分解炉内三次风量不足造成分解炉内风速过低,物料分散性和煤粉燃烧情况差未完全燃烧的煤粉随着生料进入窑内,在后过渡带提前出现液相造成窑尾结煤粉圈。
入窑分解率低,甚至四级预热器中的物料短路直接进入窑内,影响产质量。
在保证窑内通风的前提下,根据实际适当加大三次风阀的开度,提高分解炉内三次风量,为了保证分解炉内负压维持在正常水平不出现塌料现象,应加大分解炉缩口风速。
窑内用风的控制思考一、窑内高风量控制预分解窑燃烧用O2来源一般有三:其一,为入窑风,供头煤燃烧之用;其二,由三次风管入炉的风,与出窑烟气中剩余的O2一起供炉煤燃烧之用;其三,为漏风。
本文不讨论漏风,并认为堵漏工作十分理想;也不讨论会引起塌料涌入三次风管的炉型。
三次风的存在带来了窑内通风量的比例分配问题。
所谓窑内高风量控制,是相对于头煤用量而言,指的是:一方面提高供给;另一方面降低需求。
提高供给为在三次风管和窑组成的并联风路中进行风量比例分配时往窑内倾斜;降低需求为降低头煤的燃料比。
这种风量的比例分配优化意义是明显的。
1、增加离窑熟料中有害元素的带出量,减少窑尾结皮。
烧成系统中原燃料带入了有害元素K2O、Na2O、SO2、CL,它们在烧成带的去向有两个:一个是随熟料出窑,另一个是挥发后被窑内烟气带到窑尾,两者是此多彼少的关系。
以SO2为例。
国外实验室对不同O2量的SO2测定认为:O2量4%左右是抑制热生料中SO2挥发的关键点;当O2量大于4%左右后,热生料中SO2释放量明显地大幅下降;且随O2量的进一步增加,生料中SO2释放量继续下降。
这种现象也被生产实践证实。
我们在生产中遇到窑尾结皮较严重时大幅度减产而不减C1出口的拉风量,结皮会渐渐缓解,表现出这种操作对结皮有“自洁”作用。
众所周知,窑内还原气氛会大大地提高烧成带SO2的挥发率。
一些生产线原燃料带入的硫碱比尚可,但结皮堵塞十分严重,查得其主因为窑内的还原气氛。
窑内高风量控制有利于消除还原气氛,有利于高O2量控制多多地随熟料带走有害成分,减少窑尾结皮,十分有利于系统热保持良好和稳定。
由于预分解技术是“两把火”的工艺,这些高O2量的剩余O2可供炉煤燃烧,C1出口的O2完全可以降到比较先进的控制水平。
2、降低C1出口烟气量从烧成的烟气流向看,头煤在上游燃烧,炉煤在下流燃烧。
头煤燃烧如果有O2量过剩,尚可供炉煤燃烧用。
但是如果炉煤燃烧后因三次风量过大而导致C1出口O2量过剩超限,则会增加C1出口烟气量;如果三次风量过大而炉煤燃烧后O2量过剩未超限,则窑内势必出现还原气氛,此时若维持风的分配比例不变,操作上就不得不加大C1出口的拉风,即增加了C1出口的烟气量。
预分解窑操作要求的特点1. 前言新型干法预分解窑全系统主要包括几个变化和反应过程:一是燃烧,二是各种气、固、液的化学反应,三是传热过程,四是物料的运输过程,五是冷却过程等。
每个过程及其相关的因素皆对窑系统的政常运行造成较大影响。
因此在操作上要求保持发热能力与传热能力平衡与稳定,以保持煅烧能力与预热预分解能力的平衡和稳定,为达到上述目的,操作时必须做到前后兼顾,窑炉协调,需要风、煤、料及窑速的合理配合与稳定,需要热工制度的合理稳定。
2. 预分解窑的用风特点2.1 预分解窑系统的用风特点2.1.1 预热预分解系统由预热器、分解炉及上升管道组成。
其传热过程主要在上升管道内进行,以对流传热为主。
物料通过撒料器,被上升烟气吹散并悬浮在烟气中迅速完成传热过程,而且预热器的悬浮效率由0.4降到0.1时,物料的预热温度就下降39.9℃,既增加废气温度。
因此对于上升管道的风速,要求能吹散并携带物料上升进入预热器,同时风速的大小影响着对流传热系数,风速低达不到要求造成管道水平部位粉尘沉降,极易造成塌料、堵塞;风速过高又造成通风阻力过大。
因此,在上升管道中风速一般为16~20m/s。
2.1.2 预热器的主要作用是收聚物料、实现固气分离,其分离效率和它的进风口风速及筒内截面风速有关,风速也影响着旋风筒的阻力损失。
但不同形式预热器的风速范围是不同的,一般截面风速为3~6 m/s,而入口最佳风速为16~20m/s。
2.1.3 分解炉中,物料、燃料与气体必须充分混和悬浮,完成边燃烧放热,边传热。
边分解过程,达到温度及进分解炉的燃料、物料、空气、烟气动态平衡。
其中物料及燃料的分散、悬浮和混合运动需要合适的风速。
燃料燃烧和物料分解速度也受风速的影响,而物料在炉内的停留时间、煤粉燃尽率及分解炉通风阻力更受风速的直接影响。
2.2 窑内用风的特点窑内用风主要是一次风与二次风。
二次风量受一次风量和系统拉风等影响。
一次风由于窑头煤粉的输送和供给煤粉中的挥发份燃烧所需的氧,以保证煤粉的燃烧需要。
对窑外分解窑系统煤粉燃烧用风和风机问题的质疑
在窑外分解窑出现之前,回转窑内煤粉的燃烧是使用单通道喷煤管由习惯上称为“一次风”的空气将煤粉吹入窑内进行燃烧的。
这时,窑头有煤粉仓和计量、喂煤设备将煤粉送入喷煤管后由设在窑头的“一次风机”将煤粉吹入窑内。
在煤粉燃烧所需的空气用量中,“一次风”所占的比例为20%~30%,其余煤粉燃烧所需的助燃空气是由冷却机抽取的,即习惯上所说的“二次风”。
当窑外分解窑出现以后,整个熟料煅烧系统出现了两处热源。
一处是烧成带热源,一处是窑尾分解炉热源(也有称为一次燃烧和二次燃烧的)。
此时,人们仍是延用了过去回转窑煤粉燃烧所需空气的习惯,将窑头煤粉燃烧所需空气仍称为“一次风”和“二次风”,而将从冷却机或热烟室抽取的、送往分解炉的助燃空气称为“三次风”。
其实,在这里人们很少提到的是:分解炉内煤粉的燃烧同样需要的是送煤粉入炉的“一次风”和助燃的“二次风”。
后者也就是人们现在所说的由“三次风管”送入分解炉的“三次风”。
水泥窑分级燃烧的工作原理
水泥窑分级燃烧的工作原理是指通过调整燃烧工艺和燃料分配,使水泥窑内的燃烧过程达到高效、节能和环保的目标。
其工作原理如下:
1. 窑内气氛分级:水泥窑内分为上中下三个区域,分别是预热区、煅烧区和冷却区。
通过对窑内风道和燃料供给的调节,使窑内气氛在各个区域中保持相应的分级状态,以保证燃烧效果的最大化。
2. 燃烧空气调节:通过调节窑头风机及其他风机的运行参数,控制窑内的氧气含量,保持适当的燃烧气氛。
一般来说,预热区需要较高氧含量,煅烧区需要较低氧含量。
3. 燃料分配:根据不同区域的热负荷需求,合理配置不同种类的燃料,如煤粉、石油焦、天然气等。
在预热区采用一次风燃烧,即将主燃烧燃料与空气一起喷入窑内;在煅烧区采用二次风燃烧,即将部分燃料与空气喷入窑内,部分燃烧燃料与窑尾空气进行燃烧,以提高燃烧效率。
4. 火炬分配:通过调整火炬的位置及喷烧角度,使火焰充分接触窑料,并在窑内形成合适的径向温度分布,以实现水泥熟料的均匀煅烧。
水泥窑分级燃烧的工作原理通过以上几个方面的调节和控制,实现了燃烧过程的分级和优化,达到了节能、环保、高效的目的。
水泥预分解窑用一次风辨析江旭昌【摘要】回转窑三风道或四风道煤粉燃烧器供风分为“煤风”和“净风”两种,国外以前将“净风”称为“一次风”,国内也有不少人认为将“煤风”和“净风”之和称为“一次风”更合理.针对“一次风”概念两种不同定义并行的混乱情况,从“一次风”的由来和回转窑用风的发展历程进行分析,提出将“煤风”与“净风”之和称为“一次风”更科学合理,建议应摒弃只将“净风”作为“一次风”的概念.【期刊名称】《水泥工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P1-3)【关键词】一次风;煤风;净风;二次风;三次风;煤粉燃烧器【作者】江旭昌【作者单位】天津市博纳建材高科技研究所,天津300400【正文语种】中文【中图分类】TQ172.62当今的水泥预分解窑,基本上都使用了三风道和先进的四风道煤粉燃烧器。
为其供风都必须采用两种形式:一种是输送煤粉的,简称为“煤风”,另一种是输送洁净空气的,简称为“净风”。
国外以前将这部分净风都称为“一次风(primary air)”而不包含煤风,国内有人也人云亦云地只将这部分净风称为“一次风”[1]。
国内还有不少人从预分解窑的四种风即一次风、二次风、三次风和外漏风的观点出发,认为将煤风与净风之和称为“一次风”更为科学和合理。
于是出现了“一次风”两种不同含义并行的混乱情况,给技术交流和指导操作都造成麻烦。
在有关书籍、文章和有关文件中见到“一次风”这个名词术语时就不知道是否包括煤风?有的为了明确在涉及“一次风”时,后面还必须注明这里说的“一次风”是否包含煤风。
为此,有不少人问及此事,其中有的还提出了自己的看法。
现就笔者所知,谈谈个人的看法,仅供有关人士参考。
最早的水泥回转窑是不能烧煤粉等的固体燃料,只能烧流体燃料的燃油和燃气。
燃油和燃气等流体燃料的输送是不需要空气的,但是要燃烧就必须有氧气供给,所需这些氧气最方便和最廉价就是利用空气中的氧气,在平原地区空气中的氧含量约为21%。
预分解窑操作的体会(一)•15 熟料中fCaO高的主要原因1)生料成分的均匀性差原料的预均化、配料电子皮带秤、出磨生料X荧光分析仪控制和生料的气力均化4个关键环节相互衔接,紧密配合,是预分解窑窑速快、产量高、质量好、热耗低的基本条件和前提。
但生产线上工艺生产环节不配套或某些缺陷,致使人窑生料化学成分波动较大,容易造成生料率值的很大变化,使回转窑操作困难,熟料中fCaO含量就高。
2)烧成温度的影响熟料煅烧温度对fCaO影响很大。
在生料成分比较均匀,熟料率值相对稳定的情况下,较高的烧成温度,物料在烧成带又有足够的停留时间,则窑内物料的化学反应完全,熟料中fCaO含量就低。
假如烧成温度偏低,形成的液相量就少,液相粘度大,fCaO在液相中运动速度减慢,影响C2S+CaO---C3S的反应速度,熟料中fCaO含量就增加。
因此要减少熟料中fCaO的含量,必须适当提高熟料煅烧温度以避免熟料的欠烧。
3)操作的影响窑速慢并采用短焰急烧,这样由于窑内料层厚,高温带又短,物料预烧不好,熟料fCaO 就会比较高。
16 处理不正常窑况时的操作方法16.1 窑尾温度偏高或偏低时的操作方法窑尾温度是烧成系统的重要热工参数,也是窑操作员必须考虑的重要操作依据。
影响窑尾温度的因素很多,有人窑生料分解率、窑内物料负荷率、窑头用煤量、煤粉质量、窑内通风和火焰形状等,不能简单地认为只是窑头加点煤或减点煤的问题。
如果窑尾温度偏高,预分解系统温度和压力基本正常,窑头用煤量也不少,但人窑生料CaC03分解率偏低,窑产量上不去,则说明回转窑和分解炉用煤分配比例不当。
这时,应适当开大三次风管阀门开度,缓慢加大分解炉用煤比例。
由于系统总排风量不变,分解炉用煤量增加,分解炉出口直至C1出口废气温度升高。
当分解炉出口废气中O2含量降低,CO 含量增加时,适当减少窑头用煤量。
为了严防窑头跑生料,必要时可以加大系统排风。
这样,虽然短时间内熟料烧成热耗会有所增加,却使窑炉用煤分配比例趋于合理,热工制度稳定和产质量提高。
预分解窑常见异常窑况产生的原因及处理方法核心提示:本文简单介绍了几种预分解窑常见的异常窑况,分析了产生原因并提出了可行的解决措施。
异常现象1:烧成温度低、窑尾温度高可能原因:(1)系统风量过大或窑内风量过大;(2)煤粉质量差、水分大、细度粗,煤粉燃烧速度慢,产生后燃;(3)多通道燃烧器使用不当,各通道之间的风量调节不合理,火焰不集中;(4)二次风温过低。
处理方法:(1)适当降低系统风量或加大三次风阀开度;(2)严格控制煤粉质量,调整煤磨操作参数;(3)合理调整火焰长度,使火焰活泼有力,风煤混合均匀,燃烧充分;(4)调整合理的篦床速度及合理配置各室的风量。
异常现象2:烧成温度高、窑尾温度低可能原因: (1)燃烧器爆发力过强,火焰白亮且短;(2)煤粉质量好、灰分小、细度细、水分小;(3)系统风量过小或三次风与窑内风量匹配不合理.造成窑内通风过小;(4)窑内有结圈或长厚窑皮影响窑内通风,使火焰短,窑尾温度下降。
处理方法:(1)适当调节内风与外风的比例,减小内风增大外风,确保火焰形状合理;(2)煤粉的控制指标在合理的范围内即可;(3)增大系统风量,减小三次风阀开度,增大窑内的通风;(4)结圈可采用冷热交替法煅烧使结圈脱落,并适当减小喂料。
长厚窑皮可采用大幅度移动喷煤管位置,并根据严重程度适当减小喂料甚至停料,采用冷热交替法烧。
异常现象3:窑尾温度过高可能原因: (1)窑喂料量小或断料;(2)烧成温度高;(3)窑内通风过大;(4)煤管位置靠里。
处理方法: (1)调整喂料量、检查断料原因;(2)加强看火操作,减少喂煤量;(3)合理平衡风、煤、料问的关系;(4)调整煤管位置。
异常现象4:一级旋风筒出口温度升高可能原因: (1)生料喂料量过小或断料;(2)系统风量过大;(3)煤粉燃烧不完全。
处理方法: (1)调整喂料量、检查断料原因;(2)调整系统风量;(3)提高煤粉细度,调整系统工况。
异常现象5:某级旋风筒温度突然升高可能原因: (1)上一级旋风筒堵塞;(2)断料;(3)热电偶失灵。
谈谈预分解窑燃烧一次风、二次风、三次
风
何为预分解窑燃烧一次风、二次风、三次风?
预分解窑全系统内燃料燃烧所需要的空气,根据其来源和用途分成三股,按照习惯分别称为:一次风、二次风、三次风。
一次风是通过主燃烧器强制送入窑的自然空气,由窑头燃烧器的一次风机供给,它对于多风道燃烧器,又是煤风与净风,乃至中心风的总和。
一次风的温度一般为环境大气温度,因此它入窑后必然会吸收更多的热量。
二次风是来自熟料冷却设备——篦冷机回收进窑的热空气,影响它进窑风量的因素较多,由于温度可高达1000℃以上,操作中应该设法多使用它,以降低系统热耗。
三次风是指经三次风管将同样来自篦冷机的热风引入分解炉的热空气。
它的用量直接接受窑内用的二次风量影响,操作中要考虑两者的平衡。
选择一次风量及风压的依据是什么?
形成优质火焰是衡量一次风量、风压使用是否正确的唯一标准,尽管影响优质火焰形成的因素不只是一次风。
火焰不仅提供煅烧熟料所用热能,而且对窑的稳定、
避免结圈、熟料质量及耐火砖寿命都有重大影响。
优质火焰正是表明燃料燃烧完全,并能有良好的传热效果。
判断一次风量与风压的调节是否正确,依靠各种仪表设施监测,如热电偶测试的窑尾温度,光电比色高温计测试的火焰温度,红外筒体温度扫描仪测试的筒体温度分布,高温气体分析仪测试的窑尾废气含量等。
优秀操作员应当善于通过这些参数的综合判断,了解窑内火焰是否理想、合理,及时通过对一次风量、风压以及燃烧器内外风等的调节,实现火焰变化趋势的控制。
一次风过小有何不利?
①火焰难以稳定形成循环火焰。
一次风量过低,不仅不能将二次风挟带进一次风内,提高火焰的燃烧速度,更没有多余的动量,形成循环火焰,不利于火焰稳定。
②对燃烧器的制作要求过高。
一次风量过低的燃烧器,相应的风压必须很高,否则会造成动量不足,燃料与二次风的混合很难有效。
而过高的风压势必对燃烧器及风机的制作提高更高的要求。
③不利于煤粉中挥发份燃烧。
尤其是烟煤,挥发份含量较高的煤粉本身燃烧快的优势,当一次风量过少时,就不利于使挥发分在一次风中得到氧气而充分燃烧,反而降低火焰燃烧速度。
一次风量与一次风速确实是影响火焰燃烧的重要参
数,它对二次风的挟带作用,是加快燃烧速度的关键,形成适度的再循环火焰是保持火焰稳定的必需。
关键是要一次风量不过高的条件下,使用优异的燃烧器就能够产生足够的一次风速,并在篦冷机、窑门罩处的空气动力配合下,实现上述控制火焰的目标。
一次风压过大过小的利弊是什么?
现在各种多风道燃烧器都强调要有充足的一次风压,以保证一次风有较高的出口风速,有利于煤粉与一次空气的混合,更有利于二次风的吸入,并形成再循环火焰。
因此,风压过小时,再好的燃烧器也不会发挥出优势,甚至无法克服这类新型燃烧器的阻力形成有力的火焰。
但一次风压越大,风机所需要克服的阻力越大,将会对风机的性能提出更高的要求,甚至难以承受。
同时,所消耗的电能越大。
因此,合理的一次风压选择是操作员应当掌握的。
一次风机如何调整风量风压是最合理的?
一次风总的调节原则是希望一次风量不要过多,且一次风压不要变动太大。
这种要求用变频技术控制电机,通过变频对风机转速进行调节最为合理,不仅节能,更重要的是对风机特性曲线改变较少。
一、三次风温对生产有什么重要意义
二、三次风是分别指由篦冷机进入窑内、分解炉内的空气,其温度表明窑炉能从篦冷机所接受的热量,从而影响窑内的火焰燃烧状态,起到降低单位熟料热耗的作用。
二、三次风温度还直接反映了篦冷机对熟料的冷却效率,可以判断篦冷机操作参数是否正确,同时,二、三次风温度的提高势必会降低温度出篦冷机的温度。
因此,对二、三次风温度的控制直接涉及熟料主要经济技术指标的实现。
影响二、三次风温度的因素是什么?
①出窑的熟料量。
熟料产量越大,二次风温越高。
②熟料出窑温度。
除了熟料煅烧温度合理稳定外,喷煤管出口离窑口位置越近,火焰形状合理稳定,越有利于提高二次风温度。
反之,如果喷煤管端部伸入窑内过多,出现较长的冷却带,二次风温度就会偏低。
另外,塌料或较多窑皮脱落时,熟料出窑温度降低,二次风温度难以提高。
③篦冷机高温段篦床上的熟料厚度。
在正常的料层厚度范围内,料层越厚,篦下压力越高,高温段的冷却风与熟料的交换越充分,二、三次风温度较高;料层过薄,易形成冷却空气的短路,出现“红河”等异常现象,而且无法有充分的热交换;但料层厚度超过正常范围,即超过高压风机的能力时,高压空气难以吹透料层,二、三次风温
度不仅不会提高,甚至还会降低。
提高并稳定二、三次风温的措施有哪些?
①优化篦床上的熟料料层厚度。
篦床上的合理料层厚度是由熟料粒径及篦下鼓风压力决定的。
细的砂性熟料会增加对冷却空气的阻力,料层应当偏薄控制,但料层薄会使其料层分布不匀,容易在篦冷机内形成“红河”。
篦下的冷却风机的风压决定了所允许的最高料层厚度。
生产中,料层厚度的稳定是靠合理控制篦速实现,一般要确保高温段的熟料料层厚度为800mm左右,若熟料粒径有变,则料层厚度应相应调节,以保证篦下压力不变。
②保证窑内煅烧制度的稳定。
二、三次风温度的稳定与窑内煅烧制度稳定是相互保证和影响的。
影响窑内稳定煅烧的因素很多,如原燃料质量及用量和稳定、高窑速的稳定、系统用风的稳定等,只有这些稳定,才有避免由于塌料及窑皮的频繁涨落而带来的二、三次风温波动。
③随时检查高温段高压风机的运行情况。
高压风机在正常运行时,仍会有各种不正常情况发生,如风门调节失灵、风门开度不准,甚至风门在安装消音器后被部分堵塞,它们都会对高温段的实际用风造成假象,巡检人员应及时检查、发现与处理。
④严格控制窑头收尘风机的合理开度。
特别是在窑头出现正压时,一定要认真分析,再进行操作。
窑尾高温风
机抽力充足,是保证二、三次风能充分进窑及分解炉的重要前提之一。
当然也要避免窑头负压值过高运行。
⑤做好窑头密封。
采用高质量的窑口密封材料及合理密封结构,是保证窑口少漏风的有效办法。
影响窑与三次风管风量平衡的因素有哪些?
为了保证窑与分解炉合理分工,二、三次风量分别在窑与三次风管中的平衡分配是极其重要的,任何一处的风量过大,就会浪费该处的燃料;任何一处的风量过小,就使该处的燃料燃烧不完全。
而生产过程中,窑内阻力及三次风管内的阻力都会受各种因素改变,都需要及时靠三次风管上的闸阀调整,为此,需要准确及时地分析窑与三次风管内的阻力平衡改变的原因与程度。
影响窑内阻力变化的因素是:窑内窑皮与结圈状态;后窑口结皮状况;窑内物料的填充率(负荷率);窑内熟料煅烧结粒情况;前后窑口漏风情况;窑衬厚薄等。
影响三次风管阻力变化的因素是:三次风管内沉积料的多少;闸板位置及损坏情况;闸板处漏风量;风管内衬料的磨损等。
上述任何一个因素的改变都会使窑与分解炉的用风量或用风温度发生变化。
比如,当窑内物料填充率较大时,应该加大三次风管的阻力,将闸阀落下一些;反之,当窑内是旧砖面窑皮又不厚时,应该减小三次风管的阻力。
将
闸阀略提起。
因此,综合分析各种影响因素,才能较为准确地调节闸板位置,得到符合实际的煅烧条件。