燃烧器对熟料煅烧的重要作用是不言而喻的,但由于每条窑的情况不同,而且就同一条窑来讲,原燃材料和工艺状况也在不断的变化着,所以,其使用的好坏还与对其适时合理的调整至关重要。如果调整不好,一台好的燃烧器就不一定能取得好的结果。
只有合理调整燃烧器一次风的风量、风压,调整外风、内风、中心风的蝶阀开度,调整各风道的截面积、出口风速,调整燃烧器在几何上的三维定位、倾斜度,提高煤粉着火前段的煤粉浓度,强化各风道的回流混合,加强燃烧器对高温气体的卷席作用,才能达到好的燃烧效果和火焰形状。应该强调的是,对燃烧器的每一次调整,都要有专人做好认真仔细的记录,以备以后的调整和烧成工况的分析提供依据,切忌多人管理和记录,造成不应有的混乱局面。熟料烧成要求火焰的形状要完整、活泼、有力,这不是一件简单的事情,需要我们长期的观察和总结经验。
内风不能开的太大,否则,可能导致煤粉在着火前就已被稀释,这样反倒不利于着火,或者可能引起高温火焰,冲刷窑皮;内风也不能开的过小,否则煤粉着火后不能很快与空气混合,就会导致煤粉反应速率降低,引起大量的CO不能及时的氧化成C2O,在窑内形成还原气氛。
外风不宜开的过大,否则,会造成烧成带火焰后移,窑尾结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象;外风也不宜开的太小,否则不能产生强劲的火焰,不利于煅烧出好质量的熟料。
因此,应根据具体情况选择合理的操作参数,根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及熟料易烧性和耐火度的好坏而定,通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系和风速,以及燃烧器在窑口的合理定位和倾斜度,才能确定适宜的煅烧制度。
1、关于燃烧器的定位问题
许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位,控制准确,但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位,一般控制在窑头截面第四象限稍偏料的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。
安装时,燃烧器在水平位置时,其中心点要与窑的截面中心点处于同一个点上,每次检修结束前要对燃烧器的位置进行一次校正和核对。正常生产时,还要进行适当的微调。
从窑上看,火焰的形状应该完整有力、活泼,不冲刷窑皮,也不能顶料煅烧,火焰的外焰与窑内带起的物料刚好接触为好。如果燃烧器的位置太偏上,火焰会冲刷到窑皮,窑筒体局部温度偏高,且烧成带的窑皮会向后延伸,窑内的热工制度紊乱,严重时,投料不久就红窑。
如果燃烧器的位置离料太近,火焰会顶住物料,造成顶火逼烧,未完全燃烧的煤粉被翻滚的物料包裹在内,烧成带的还原气氛加重,导致熟料的还原料和烧失量提高,严重影响到熟料质量;还原气氛严重的气体被带入预热器系统,降低物料液相出现的温度,使预热器系统结皮,甚至堵塞。
在中控筒体扫描图像上看,烧成带的窑皮应在20-25m之间,(小窑的窑皮短一些,大窑的窑皮要长一些),筒体温度分布均匀,没有高温点,温度在300-350℃,过渡带筒体温度在350℃左右。说明此时,火焰完整、活泼、顺畅,燃烧器的位置比较合适,烧成的熟料也是理想状态。
如果前面的温度较高,而烧成带后面部分温度正常,说明燃烧器的位置离料远了,或者火焰已经分叉、变散,火力不够集中。一是及时清理火嘴上的积灰和结渣,二是适当调整火焰形状,使火焰根部保留适当的黑火头。
如果烧成带后部分温度较低,烧出的熟料大小不一、结粒不均匀,说明燃烧器的纵坐标太低了,有顶火扎料现象,应该适当调高一些。
如果烧成带后温度偏高,特别是2号轮带以后,甚至在380℃以上,说明燃烧器的纵坐标太高了,一般后窑口的温度也会较高,时间长了会出现长厚窑皮,甚至结后圈,严重时发生后窑口漏料现象,应该适当调低一些。
如果烧成带的温度较低,过渡带的温度也不高,说明烧成带的窑皮较厚,燃烧器靠物料太近,火焰不顺畅,往物料中扎。熟料经破碎后有黄心料。
2、关于火焰形状对煅烧的影响
燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在(0.0)位置,此时各风道通风量最大,火焰形状完整而有力。
火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到的,一般燃烧器的旋流风压控制在24-26KPa、轴流风压控制在23-25KPa、一次风压力控制在30 KPa上下比较适中,要尽量在各风道的通风截面积不小于90%的情况下对各参数进行调整,以寻求风压和风量的最佳平衡点。
火焰形状的稳定是通过中心风来实现的,中心风的风量不能过大,也不能过小。一般中心风的压力应该控制在6-8KPa之间比较理想,要想得到火焰形状的改变需要有稳定的一次风出口压力来维持,通过稳定燃烧器上的压力,改变各支管道的通风截面积来达到改变火焰形状的目的。
需要强调的是,对火焰的调整不可操之过急,要本着“小幅多次”的原则,在每一次调整后都要有耐心观察,看看窑上的变化再作进一步的调整,这种变化可能要等几个小时。在调整火焰形状的时候,要杜绝走极端的现象,当火焰过粗的时候也会很长、很软;当火焰过细的时候也会很短。
3、煤质变化对火焰形状的影响
当煤的灰分变高时,煤粉的燃烧速度将变慢、火焰变长、燃烧带变长。应该采取的措施有:① 提高二次风温度或利用更多的二次风,加强一次风和二次风与煤粉的混合程度;② 进一步降低煤粉的细度和水分;③ 改变轴流风和旋流风的用风比例,适当加大旋流风;④ 增加一次风量,减小煤粉在一、二次风中的浓度。
当煤的挥发分变高时,煤粉着火将加快,焦炭颗粒周围的氧气浓度降低,易形成距窑头近、稳定性低、高温部分变长的火焰。应该采取的措施有:① 增加火焰周围的氧气浓度;② 增加轴流风的风量及风速;③ 增加一次风风量。
当煤的水分增加时,其外在水分可以通过提高出磨废气温度来降低,而内在水需要在110℃左右才能蒸发,煤磨对内在水分是无能为力,只能从原煤采购上控制。内在水高的煤粉入窑后火焰将会变长,燃烧速度变慢,火焰温度低,黑火头变长,这时应该适当的加大旋流风的比例,加强火焰对二次风的卷吸,把燃烧器退出一些,适当提高二次风温度,加大二次风对火焰的助燃作用,提高煤粉的燃烧速度,达到提高火焰温度的目的。
4、正常情况及不正常情况的调节
在正常情况操作中,如果窑内烧成带温度低时,应开大内风蝶阀开度,关小外风蝶阀开度,使火焰缩短,提高窑前温度;当烧成带温度偏高时,应开大外风蝶阀开度,关小内风蝶阀开度,使火焰伸长,保持窑一定的快转率,提高熟料的产量和质量。
如果发现窑内有厚窑皮或结圈时,可将燃烧器全部送入窑内,外风蝶阀全开,内风蝶阀少开,中心风蝶阀也要开大,使火焰变长,烧成带后移,提高圈体温度;如果发现烧成带有扁块物料,说明后圈已掉,应将燃烧器退回窑口位置,外风蝶阀关小开度,内风蝶阀开大,中心风蝶阀也要关小,缩短火焰,提高窑速,控制好熟料结粒,保护好烧成带窑皮。因为结圈的因素很多,应根据窑型和结圈的结构,具体情况具体分析,不能一概而论。
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