燃燒器在煅燒水泥熟料中的應(yīng)用淺析

翟和革 李新福

（江西科強(qiáng)水泥技術(shù)裝備有限公司，南昌市 330026）

眾所周知，燃燒器使用情況對(duì)回轉(zhuǎn)窯燒成峰值溫度，熟料強(qiáng)度、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、窯內(nèi)結(jié)皮或耐火襯料的使用壽命等有舉足輕重的作用。因此，我們重視燃燒器在水泥熟料生產(chǎn)中的應(yīng)用是非常必要的。下面談?wù)劰P者多年對(duì)燃燒器使用的一點(diǎn)心得。

1 回轉(zhuǎn)窯燃燒器作用與適用性

燒制水泥熟料時(shí)，回轉(zhuǎn)窯燒成帶需要一個(gè)峰值溫度場(chǎng)，也就是C2S吸收f(shuō)CaO合成C3S效果如何，峰值溫度越高，合成效果越好，熟料R28天強(qiáng)度越高。因此我們需要的就是一個(gè)能達(dá)到峰值溫度、又能環(huán)保、節(jié)能的燃燒器。但因各地原材料不同，各燃燒器實(shí)際使用效果也不一樣，如我國(guó)南方普遍使用劣質(zhì)煤，一般使用小風(fēng)量、高壓頭的燃燒器，來(lái)增加風(fēng)、煤混合，降低一次風(fēng)量（冷風(fēng)），提高二次風(fēng)量（熱風(fēng)）來(lái)提高燃燒速度，從而達(dá)到理想的窯內(nèi)煅燒熟料峰值溫度；而北方普遍使用優(yōu)質(zhì)煤，高揮發(fā)份、燃燒速度快，大風(fēng)量、低壓頭的燃燒器。但小風(fēng)量、高壓頭的燃燒器代表著燃燒器發(fā)展方向。對(duì)兩種燃燒器進(jìn)行比較：小風(fēng)量、高壓頭、低NOx燃燒器比大風(fēng)量、低壓頭燃燒器更節(jié)能，其節(jié)能原理：降低一次風(fēng)量（冷風(fēng)）進(jìn)入窯內(nèi)，增加二次風(fēng)（熱風(fēng)）的使用量，按溫升1m3/℃，空氣所需熱耗1.29kJ,再由燃燒器一次風(fēng)進(jìn)入窯內(nèi)氣體由常溫升至二次風(fēng)溫1150℃所需熱耗，可每小時(shí)節(jié)約1.0t/h左右煤粉（保守?cái)?shù)據(jù)），1.0×24小時(shí)×650元/噸煤×300（天）＝4680000元；其次是環(huán)保：在一次風(fēng)高壓（42～45MPa）的作用下，增加了風(fēng)、煤混合，一部分煤粉在低O2的作用下，遇高溫二次風(fēng)量和富氧雙重的作用下，產(chǎn)生順?biāo)偃紵_(dá)到峰值溫度，提高了熟料強(qiáng)度，降低了部分過(guò)?？諝?，從而減少了10%～25%NOx排放量。為水泥企業(yè)今后脫氮工程減少可觀的費(fèi)用，燃燒器頭部采用優(yōu)質(zhì)耐熱鋼，內(nèi)有噴涂耐磨陶瓷料,起到經(jīng)久耐用和煤風(fēng)阻力小的功能（可以降低送煤風(fēng)機(jī)使用量）。因此，燃燒器的功能要具有調(diào)節(jié)自如、燃燒火點(diǎn)溫度高（峰值溫度），過(guò)?？諝饬可佟⒚猴L(fēng)混合好、能滿足水泥工藝和煅燒熟料強(qiáng)度的要求。

2 分解爐燃燒器的作用與適用性

我們通過(guò)分解爐燃燒器安裝方位、燃燒器的結(jié)構(gòu)形狀、燃燒器燃燒機(jī)理對(duì)燃燒器進(jìn)行改造，取得了滿意的效果。燃燒器的方位，主要是依據(jù)增加煤料混燒功能，先混后燒的原則，根據(jù)分解爐規(guī)格有效容積而定，如先前采用的D-D分解爐上升煙道管偏短，物料在爐內(nèi)停留時(shí)間不能滿足CaCO3分解所需停留時(shí)間，嚴(yán)重影響了入窯的CaCO3分解率（CaCO3分解率主要與三個(gè)因素有關(guān)：溫度、生料細(xì)度、物料在分解爐停留時(shí)間），我們采用了先燒后混，減少分解爐結(jié)皮和提高燃燒速度，嚴(yán)禁分解爐出口溫度發(fā)生倒掛現(xiàn)象，故采取燃燒器與C4撒料箱相結(jié)合的方式，注重?zé)o焰燃燒，增加煤、料混燒，效果十分明顯。同時(shí)根據(jù)各地原材料有害成份和結(jié)皮機(jī)理的特性，采用不同的燃燒器來(lái)增加風(fēng)翅，變換燃燒角度，把物料貼在分解爐壁上旋轉(zhuǎn)，火焰在中間燃燒的方式，降低了爐底結(jié)皮機(jī)理，增大了煤料混燒接觸面積。我們通過(guò)對(duì)幾十個(gè)廠家燃燒器的改造，取得了極佳的經(jīng)濟(jì)效益：如Φ4.3×64m回轉(zhuǎn)窯，改造前臺(tái)產(chǎn)只有2600～2900t/d熟料產(chǎn)能，改造后達(dá)3800～4200t/d；Φ3.2×52m回轉(zhuǎn)窯（D－D爐），改造前臺(tái)產(chǎn)只有850～950t/d，改造后達(dá)到1250～1350t/d熟料；Φ4.85×74m回轉(zhuǎn)窯，改造前臺(tái)產(chǎn)4800～5200t/d，改造后達(dá)5800～6200t/d熟料，熟料28d抗壓強(qiáng)度由48～52MPa上升至54～60MPa，同時(shí)各種勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，結(jié)皮、堵塞大幅度下降。

3 頭、尾煤燃燒器相互配合

頭、尾煤的燃燒器，必須達(dá)到各自目標(biāo)值，合二為一，整個(gè)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)才能達(dá)到最佳狀態(tài)，煅燒出來(lái)的熟料才是高強(qiáng)、高產(chǎn)。我們一般控制入窯的物料分解率能達(dá)到95%～97%，還有3%～5%的分解率放到窯內(nèi)過(guò)渡帶去完成，其目的，是保障物料的流動(dòng)性，不易結(jié)皮、堵塞。其次是窯內(nèi)燒成帶的峰值溫度，在過(guò)渡帶完成100%CaCO3分解后，進(jìn)入固相反應(yīng)帶，此帶是放熱反應(yīng)，不吸收熱量，只有燒成帶需要15%左右熱耗，加滿過(guò)渡帶所需10%～15%熱耗，還有胴體散熱，所以窯頭燃燒器所占用的煤耗約30%～33%，又能減少窯尾煙室結(jié)皮，又能提高窯內(nèi)固定碳燃燒和所需氧含量的匹配，過(guò)?？諝饬繙p少，熟料燒失量一般控制在0.11～0.25之間；因此，只要我們保障兩大燃燒器（頭、尾）正常使用的合理性，提高中控操作員的應(yīng)變能力：窯速、篦冷機(jī)（二次風(fēng)溫），風(fēng)、煤、料整體的匹配，完善中控人員整體的操作水平。