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DBC型煤粉燃烧器的使用

发布时间:2012-11-22 14:01    来源:未知

    现有两条2500t/d新型干法水泥生产线,回转窑规格为Ø4.0×60m,其窑头煤粉燃烧器使用的都是F.L.S公司生产的DBC型Duoflex(多富乐)燃烧器。经过多年的使用,对DBC型Duoflex煤粉燃烧器有了深入的了解,并积累了一些使用经验,现作一介绍。
1、DBC型Duoflex(多富乐)燃烧器结构特点
    (1)燃烧器内装有一个中心管,中心管内有一个保护套管,用以保护油喷嘴;中心管向外,依次是煤粉管、径向风管、燃烧器外管,由里到外分别形成中心风通道、煤风通道、旋流风通道和轴流风通道,见图1。
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  (2)旋流风和轴流风在其出口端的空间处预混合,之后由同一个较宽的通道喷出,避免采用两个较窄的环形通道喷出,消除了因煤结焦而部分堵塞一次风通道的可能。
    (3)通过旋转手动蜗轮控制煤风管前后伸缩,从而改变一次风锥形喷嘴面积,在维持轴、旋流风比例不变的情况下,一次风喷出速度可调范围达50%~100%,通过优化一次风喷出速度和一次风压,可使燃烧推动力达1800%·m/s以上,为煤粉的快速燃烧创造了条件。
2、燃烧器工作状况对预分解窑的影响
2.1燃烧器位置变化对熟料质量及其衬料的影响
    回转窑是否长期安全运转和优质高产,燃烧器的置放位置是非常重要的。如果燃烧器位置太偏下,易烧损窑皮和耐火衬料,并且导致急烧和不完全燃烧,产生黄心料和熟料fla0含量偏高。因为煤粉不完全燃烧产生的CO会导致窑内形成还原气氛,使熟料中三价铁还原成二价铁而产生黄心料;还原气氛下生成的C4AF量减少,总液相量减少,不利flCa0吸收反应的进行,使熟料fCa0含量偏高;另外,燃烧器太靠近物料层,一部分燃料会卷入物料内,增加热耗并导致结圈和熟料fCa0含量偏高;燃烧器太偏上,火焰烧得较远,即燃烧器离物料层远而靠近上窑衬,火焰冲刷窑皮和窑衬,降低窑衬;且易结长、厚窑皮,窑尾烟室和五级下料管易结皮堵塞。
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    经过多次调整,最后将燃烧器中心位置定在第四象限(50,-30)这一点上,经实践证明此点是最佳点,此时火焰顺畅有力,既不冲刷窑皮,又能压着料层煅烧,热工制度稳定,熟料质量良好(见表1)。从简体扫描仪上观察,烧成带的窑皮长度在20m左右,简体温度分布均匀,没有最高点,温度在260-300℃,过渡带简体温度在320℃以下。
2.2燃烧器端部变形对生产的影响
    由于燃烧器长期受高温和含尘气体的冲刷,特别是燃烧器外管浇注料脱落后,没能及时更换,造成燃烧器外管端部变形,端部变形后,造成一次风锥形喷嘴面积发生变化,喷嘴圆环四周不均匀,导致一次风在锥形喷嘴四周上不能均匀喷出,火焰形状发生骤变,熟料质量难以控制,而且会冲刷窑皮和耐火砖,降低耐火砖的使用寿命。
燃烧器外管端部变形的常见情况是:项部风道变窄,下部风道变宽,造成火焰向上偏,火焰冲刷窑皮,简体温度偏高,降低窑衬使用寿命,同时造成窑热工制度紊乱,熟料质量差。我们认为造成这种变形的原因是浇注料脱落后,燃烧器外管暴露在高温下,由于自身重力的作用而发生变形。如果变形不严重,我们通过调整燃烧器外管和煤管之间的顶丝,可以将锥形喷嘴圆环形出口基本调整均匀,但如果交形严重时,必须更换燃烧器外管,由于外管只是端部发生了变形,其余部分良好,且更换整根外管价格较高,因此,我们通过与喷煤管厂家咨询,决定只更换头部变形部分,即将严重变形的端部切割掉,按照切割掉的尺寸由燃烧器厂制造一段带法兰的外管,与燃烧器外管用法兰连接,见图2所示。具体安装要求如下:
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    (1)新制部件整体安装后与燃烧器中心轴线偏差不得超过1.5mm,长度尺寸应与原燃烧器一致。
    (2)以燃烧器尾部原法兰端面为基准,间隔90度分4个互相垂直的点,用标尺来粗定燃烧器头部新法兰的位置,点焊。新法兰与燃烧器连接有一定的强度。
    (3)新法兰中间加一层1mm厚的石棉垫,用耐热钢螺栓紧固。
    (4)燃烧器安装在内管上,尾部的法兰用螺栓紧固(4个螺栓即可),然后开始校对新部件与内管的同轴度。用锤轻轻击打,来调整内外管的间隙,保证同轴度偏差在1.5mm之内。
  (5)用电焊把新法兰焊实,也要把法兰紧固螺栓的螺母点焊上,以防止松动。最后将燃烧器卸下,按要求浇注上浇注料。
2.3燃烧器内外风比例调节对熟料质量的影响
    回转窑内窑皮对传热、保护窑衬、保护窑筒体起着重要的作用,在生产中必须保持一定的厚度和长度。我厂烧成带窑皮厚度一般保持茌200~300mm,长度在18~22m。为了保护窑皮,应合理控制内、外风比例,如果内风(旋流风)偏大,火焰短且粗,易损伤窑皮,造成窑皮大面积脱落,热工制度不稳定;如果外风(轴流风)偏大,火焰细且长,虽不会损伤窑皮,但会使烧成带窑皮挂得过厚,影响窑内通风。考虑到窑内温度、烧成带长度等因素,一般控制内、外风比例为3:7,这样既能有效保护窑皮,又可满足窑内煅烧温度、热力强度的要求。经常测定内外风管道风量静压风速,从而推算出内外风出口风速,使其控制在合理范围内,同时便于监测主风道风机工作情况,风量降低了,说明风机丢转数,皮带松,必须更换皮带。
2.4燃烧器端面出口面积调整对熟料质量的影响
    端面出口面积对风速影响很大,出口面积微小变化都会引起出口风速的大幅度变化,从而影响火焰形状,造成回转窑热工制度不稳定。我们一般在点火前将出口面积调整好,因为生产中调整出口面积无法测量和观察,且火焰形状变化较大,会损伤窑皮和耐火砖,造成工艺事故。
2.5提高燃烧器耐火材料的使用寿命
    回转窑燃烧器的工作环境比较恶劣,长期受高温和含尘气体的冲刷,使外管浇注料易脱落。原来我公司燃烧器浇注料使用寿命一般为2~3个月。我公司经道多次改进,使浇注料使用寿命增至6个月。
2.5.1燃烧器耙钉的焊接及排列方式的改进
    改前耙钉是用06mm耐热钢制成V形,直接焊接在外管上。由于V形耙钉底部是圆弧,与燃烧器金属接触是点接触,焊接不牢固,耙钉易脱落。同时耙钉按照120×120mm点阵排列,V形开口方向一致,没有旋转90度互相错开,从而减弱了耙钉对浇注料的束缚强度。
    对此,我们在耙钉的焊接和排列上作了改进:先用耐热钢M8螺母按照120×120mm点阵焊接在外管壁上,螺母的内孔方向互相垂直。然后将耙穿过螺母的内孔,用电焊焊牢,如图3所示。改造前后燃烧器耙钉的排列方式如图4所示。改后焊接方式可有效防止V形耙钉脱落,增加耙钉的焊接强度。耙钉排列方式的改变,大大增加了对浇注料的束缚强度,使浇注料不易产生裂纹及脱落。
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2.5.2燃烧器浇注料浇注方式的改进
    我厂燃烧器使用的浇注料是G-16P,在浇注时,要严格按照技术要求,按5%的加水量,用搅拌机进行搅拌。浇注前在耙钉上涂上一层沥青漆。
    浇注料的传统浇注方式是平式浇注,即将焊好耙钉的燃烧器平放在地面上,耙钉表面涂上沥青漆后,用模具包好。模具由4组组成。在每组的上部中间都开有小口。然后把搅拌好的浇注料由小口处倒入,用振动棒振实。这种方法存在3点不足:一是模具开口多,浇注料浇注密实性差;二是模具的上部浇注料填充不实,浇注凝固后,在燃烧器上部产生一个宽70~100mm的平面;二是由于多次浇注,接茬多,整体性能差,接茬处在受高温后容易产生裂纹。
    对此平式浇注的缺点,我们采用了燃烧器立式浇注的方法,即把用模具包好的燃烧器用吊车立放在地面上,燃烧器的出口向上。地点最好选在窑头平台的吊装口处,燃烧器的高度正好和窑头平台高度差不多,把4组模具原来的开口封好,在最上面的模具上开一圈浇料口,用浇注料浇注,然后用振动棒振实,最后把开口处的浇注料抹平。立着浇注消除了平式浇注存在的缺点,大大提高了浇注料的浇注质量,延长了浇注料的使用时间。
3、结束语
    DBC型Duoflex(多富乐)煤粉燃烧器工作状况的好坏对预分解窑影响非常大,我们在生产中要根据实际情况,逐步调整,逐渐优化燃烧器的工作状况,从而稳定预分解窑的热工制度,提高熟料质量,并延长耐火衬料的使用寿命。
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