[发明专利]一种高强短火焰的窑头燃烧器及旋流强度调节方法

说明书

本发明公开一种高强短火焰的窑头燃烧器及旋流强度调节方法，包括以下步骤：S1、调节窑头燃烧器的一次风量、送煤风速和煤粉输送当量浓度，使火焰推力保持在7.5～8.0N/MW范围内；使送煤风速18～24米/秒，煤粉输送的当量浓度达到3～5kg/kg；S2、使所述窑头燃烧器的旋流风和轴流风的旋流方向与窑的转动方向一致，调节轴流风的旋流角度，配合提高窑头燃烧器的旋流强度，达到3.0～3.6N/MW烧成窑况需要的高强火焰强度范围；本发明通过使轴流通道喷出的轴流风也具有一定的旋流角度，对旋流风形成补充，使旋流风的旋流角度不至于过大的情况下，提高旋流强度，从而提高头煤燃尽率、降低煤耗。

技术领域

本发明涉及到水泥回转窑技术领域，具体涉及到一种高强短火焰的窑头燃烧器及旋流强度调节方法。

背景技术

GB16780-2021《水泥单位产品能源消耗限额标准》新标准2022年11月1日正式实施了，标准要求30％的水泥烧成生产线达到一级能耗标准。即吨熟料标煤耗≤100kg。窑头燃烧器是烧成节煤降耗的重要工艺设备。如何使窑头燃烧器进一步节煤降耗，提高头煤燃尽率和提高窑头二次风温，是实现一级能耗标准的重要技术途径之一。

国内窑头燃烧器按照火焰强度和出窑熟料实物质量可以分为三类：

第一类高强偏短火焰窑头燃烧器。比如：zzat、HJ、sjk等燃烧器。特点是一次风量低，设计的一次风量是其它厂家的50-60％。在正常生产中，烧成带长度比其它品牌燃烧器的要偏短2-3米。窑头燃烧器火焰推力≤6.5N/MW。优点是：火焰因一次风量使用少，窑前明亮。同比二次风温提高20-30℃。出窑熟料fcao低。缺点是：烧成带偏短，窑顶料和提产能力偏差。KH波动和窑投料量稍偏大时，fcao就显著增加，被迫大幅度减产。熟料强度没有提高。入窑煤粉热值低于5300cal/g，头煤燃尽率下降，吨熟料标煤耗升高，且窑产量下降10％以上；热值≥6200cal/g时，窑前火焰亮度过高，甚至烧流窑头燃烧器保护层的浇筑料。影响设备的长期安全运行。出窑熟料结粒偏大。一旦烧成带厚窑皮形成就很难处理。需要减产煅烧或者停窑打圈。

第二类大推力高压头的窑头燃烧器。比如EPIC\KST\ZHJD等品牌燃烧器。轴流风压力一般运行在65-98kpa范围，一次风率严格按照≤12％设计。旋流风压力在25-45kpa。火焰推力一般在9-11N/MW.优点：窑头火焰刚度高，篦冷机吹上来的含沙二次风也不会使窑头燃烧的火焰变形。出窑熟料大部分比较致密，立升重高，fcao低。R28D强度高。缺点是：出窑熟料中，存在大部分过烧料的同时，糠芯料的比例也不少，出篦冷机熟料温度偏高。烟室NOX偏高，SNCR氨水用量偏大。吨熟料标煤高。影响到水泥磨的台时产量。窑头燃烧器黑火头偏长，一般在40-60cm。二次风温稍低。

第三类，大风量、低推力、高旋流角度窑头燃烧器。比如NJA\TJB\太平洋\Pillard第四代等品牌燃烧器,一次风机使用压力并不高，在30-35kpa左右。旋流风量大，压力不高，旋流角度大于40°。有的燃烧器甚至煤粉通道带有旋流。优点：是窑头燃烧器顶料能力强，窑前火焰明亮，二次风温高30-50℃，烟室温度低。缺点是：火焰刚度不够，偏软。稳定性差，容易受大量从篦冷机上来的飞沙二次风吹扬而变形，造成出窑熟料结粒大小不均，糠芯料有时偏多，飞沙料多。出窑熟料红料多，吨熟料标煤耗高。

以上统计现有的窑头燃烧器，其旋流强度能够长期保持3.0-3.6N/MW，即高强短火焰且旋流强度高的很少，总结原因为：

一、目前窑头燃烧器旋流强度的公式还没有定型，难以定量的确定旋流强度。大部分窑头燃烧器设计单位和使用厂家认为旋流角度越大，旋流强度越高。但内风旋流角度超过42°时，火焰因供氧不足开始发生喘震，烧成带窑皮不稳定；另外，火焰太粗，在受限的窑内空间，出窑熟料质量虽然大部分致密，依然有小部分是糠心料，影响了整体出窑熟料质量。

二、有的厂家认为旋流压力越高越好，50kpa一定好于40kpa，虽然在一定条件下有效，但窑况变化后，出窑熟料质量又会变差，且无法找到准确对应的关系，难以为稳定生产提供依据。