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中和机电浅谈燃烧器头部的改造

2020-02-15

 回转窑燃烧器是烧成系统很关键的热工设备。它不仅影响窑系统的热耗及产量,还对熟料质量产生很重要的影响。目前国内外燃烧器的种类繁多,国外生产燃烧器的品牌公司主要为 PillardFIS、KHD等,国内则制造企业众多,良莠不齐。少用一次风量,以减少运行电耗及Ox的排放,满足低热耗高产量的要求。然而,一些燃烧器并不能满足以上要求,给用户带来诸多不便,甚至带来较大的经济损失。阳泉冀东水泥有限责任公司4500tl水泥生产线自投产以来,先后使用了几个品牌的煤粉燃烧器,但使用效果不理想。于是決定选择一台然烧器,对其头部进行改造,以其满足烧成系统更节能、更环保、更高效运行之需。

1现场燃烧风机配置以及媟粉质量情况

阳泉薰东水泥有限责任公司(以下简称阳泉冀东)现有一条4500td预分解窑水泥生产线,回转窑规格中4.8m×74m,双系列预热器帯管道式

分解炉系统,回转窑使用某公司的煤粉燃烧器,现场风机配置如表1。

2存在问题及原因分析

2.1结厚窑皮易结圈,主窑皮不平整

从表1、表2可以看出,该燃烧器从设计理念上属于高风量低风压高冲量型。此类型燃烧器适用于煤质较好、挥发分高、灰分低、发热量高的烟煤。煤质一旦发生变化,热值低、细度粗、水分大时极易出现煤粉燃烧速度慢,粗颗粒产生沉降,造成烧成带末端易结厚窑皮易结圈、主窑皮不平整等现象。

2.2煤粉的燃烧效率低,推力不足,火烙热力强度不足旋流风实际使用18Hz,压力18kPa,风压低速度慢旋流强度偏弱,对高温二次风的混合以及煤粉的搅拌打散程度不足,影响煤粉的燃烧速度和燃尽率,燃烧器火焰热力强度不足,火力不集中,顶料能力差,高产时烧成温度不够,熟料质量差,结粒分级严重不均齐,造成出窑熟料温度低,二、三次风温低,不仅影响窑内煤粉的燃烧效率,对分解炉的煤粉燃烧效果也产生影响,造成产量低、热耗

2.3一次风比率过高

窑头用煤量按12th、发热量6100 kcal/kg计算,一次风比率高达18%,众所周知,一次风过大有百害而无一利"。

煤质经验公式并参考二次风温(二次风温小于1050℃时截面积减少5%~10%),劣质煤和无烟煤轴流风的表压比烟煤一般高4-5kPa。结合现场风机压力富余量比较大、煤质和工艺参数、轴流风出口面积相比原来减少37.5%,以提高出口风速增加轴流风的穿透力、管控火焰和卷吸二次热风的能力。

3.1.2旋流风的截面积

一般按照轴流风截面积的6)%-X0%设计,以火焰收敛性好、旋流风压力同时可以达到30~45kPa为适宜。根据阳泉冀东现场条件,为了充分利用现有设备资源和在保证使用效果的前提下,旋流风出口面积设计了较宽的调节幅度。

3.1.3旋流器角度以及旋流数

旋流器角度根据煤质情况以及窑的旋转方向从面确定角度和旋向,在角度方面烟煤的比无烟煤和劣质煤的稍小。计算旋流数时要考虑叶片的阻塞系数,按中和机电的实际运行值在0.66-0.90之间,最大不超过1.2。

3.14中心风

富内要求火焰温度较高,中心风孔板的结焦可能性大、可以适当加大中心风的截面积。

3.1.5一次风比率

烟煤一次风比率(含煤风)取12%-15%,无烟煤和劣质煤取8을~12%。

3.1.6燃烧器火焰推力

燃烧器火焰推力大,风煤混合好,煤粉燃烧速度快、燃尽率高,火焰推力取8-12NMW比较适宜。

3.2改造现场以及燃烧器头邯性能对比

燃烧器头部改造设计通过论证后,改造进人实阶段(见图1、图2)。

3.3技改前后风机实际操作运行参数对比

煤质经验公式并参考二次风温(二次风温小于1050℃时截面积减少5%~10%),劣质煤和无烟煤轴流风的表压比烟煤一般高4-5kPa。结合现场风机压力富余量比较大、煤质和工艺参数、轴流风出口面积相比原来减少37.5%,以提高出口风速增加轴流风的穿透力、管控火焰和卷吸二次热风的能力。

3.1.2旋流风的截面积

一般按照轴流风截面积的6)%-X0%设计,以火焰收敛性好、旋流风压力同时可以达到30~45kPa为适宜。根据阳泉冀东现场条件,为了充分利用现有设备资源和在保证使用效果的前提下,旋流风出口面积设计了较宽的调节幅度。

3.1.3旋流器角度以及旋流数

旋流器角度根据煤质情况以及窑的旋转方向从面确定角度和旋向,在角度方面烟煤的比无烟煤和劣质煤的稍小。计算旋流数时要考虑叶片的阻塞系数,按中和机电的实际运行值在0.66-0.90之间,最大不超过1.2。

3.14中心风

富内要求火焰温度较高,中心风孔板的结焦可能性大、可以适当加大中心风的截面积。

3.1.5一次风比率

烟煤一次风比率(含煤风)取12%-15%,无烟煤和劣质煤取8을~12%。

3.1.6燃烧器火焰推力

燃烧器火焰推力大,风煤混合好,煤粉燃烧速度快、燃尽率高,火焰推力取8-12NMW比较适宜。

3.2改造现场以及燃烧器头邯性能对比

燃烧器头部改造设计通过论证后,改造进人实阶段(见图1、图2)。

3.3技改前后风机实际操作运行参数对比

技改后仍然保持原有双风机(轴流风和旋流风)和送煤风机不变,仅仅只是改进了头部的出口面积,改变了风量,风速及旋流角度,以及各参娄之间的匹配设计,通过增加风速增加燃烧器整体推

力,增加旋流角度加强煤粉与助燃风及二次热风的混合,提高煤粉的燃烧效率和火力强度。从表4可看出,技改后整体实际用风量比技改前略为降低,充分利用了现场设备资源,发挥出了应有的效益。

4、应用效果

经过三个月的生产实践,窑系统运行稳定,游离钙合格率提高,熟料强度提高1.5MPa,吨熟料标煤耗下降2kg。熟料结粒基本均齐致密,无严重分级现象,二次风温提高约50℃。主窑皮长度适宜,没有出现结副厚審皮现象,解决了易结圈的问题。燃烧器头部技改前后熟料产质量对比见表5,燃烧器头部技改前后窑皮筒扫对比见图3

等问题的目的,各项指标优于原燃烧器,技改是成功的。本次技改,可谓小技改,大收益。不足之处,送煤风机风量以及管道直径偏大,一次风机与技改后的燃烧器不匹配,总体一次风实际使用量还是偏多,风机电流偏大,还有进一步优化提升空间

5、结束语

经中和机电进行头部技改后的燃烧器,已投入使用3个月。生产实践证明,本次技改基于充分利用原有设备,没有增加额外投次,达到了提高产量和熟料强度、降低热耗、解决易结厚窑皮易结圈。











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