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2020-08-05
如何充分發揮窯頭燃燒器“節能降耗、優質高 產、低N0*排放、窯皮均勻、耐火磚使用壽命長、 窯況調整靈活”的綜合效能？ 2014-2015年我公司 對國內十多家燃燒器生產廠家的噴煤管典型結構進 行了測繪，并與所在水泥廠的窯況逐一對比分析； 同時結合我公司16年燃燒器的設計調試經驗，積極 與華中科技大學合作，運用計算機仿真技術，把不 同結構燃燒器的火焰仿真情況做了優劣對比；總結 出一套用10項參數全面數值化描繪燃燒器綜合性 能的數據模型，用于窯頭燃燒器的頭部改造，國內 常規窯頭燃燒器的性能特點一覽無余。2015年我公 司以燃燒器調查表為基礎，讀懂窯況，讀懂生料， 讀懂用煤，堅持新舊燃燒器10項參數的對比設計, 取得了良好的效果?，F分別予以總結匯報。
一、太原山水2500t/d生產線窯頭燃燒器頭部 改造情況。
1、太原山水基本情況
改造前窯筒體最后4米溫度偏低（經常低于 150"C ）、窯尾漏料。熟料中常有2%左右生粉料。 煙室負壓高達350-450pao燒成帶窯皮偏厚，熟料 的立升重1180-1300g/L波動偏大。熟料中Mgo偏高, 常年在4%~5.5%。煙煤煤粉低位收到基在 5900-6100cal/g, Vf=30%~32%,內水月均在 4.5%左 右。
改造后：窯前亮度增加1 oo°c,預熱器系統溫 度下降10°C。結皮工藝事故減少，加上煙室斜坡順 料改造，優質窯況的穩定時間在30天以上。
附燃燒器頭部改造前后實物圖（中后部分未加 改動）:
2、太原山水2500t/d窯頭燃燒器性能對比設計
項目 | 基本參數 | 原燃燒器 | SR4設計值 | 投入生產后情況 |
軸流風 | 煤粉特性：揮發份V=31.9%, 低 位 熱 值 Qdw：=5900~6305kcal/kg: 水分：W4.5%,細度 R0.08： | 20-014=3077 平 方毫米。當前運行 表壓31 kPa,折算 一次風機風量41.2 | 16-^3=2122。 運行表壓估計在 39-45kPa.折算羅茨風 機風量32.5-33.4立方 | 軸流風一次風機風量降低 8立方/分鐘。 表壓53kPa，黑火頭 750px o窯前亮度提高。 |
$3.1%,灰份 A：11%~16%o 送煤風機：風量： 57.7m3/min ,風壓： 39.2KPa,電機 55kWo 原一 次風機風量88.7m3/min,風 壓29.4kPa,電機功率75kWo 因需要提高一次風壓使用備 用的送煤羅茨風機：風量 68m3/min,風壓 58.8kPa, 電機功率110kW。 12月份在用一次風率(含煤 風)：60X (88.7X48/50+57.7 X 39/S0) 9 (6.4 X 7.18 X 1000)=17%,偏高。 改后實際降低到： 14%。 | 立方/分鐘。 | /分鐘左右。 | ||
旋流風 | 內旋24X孔高10X 槽寬13=3120平方 毫米 角度30°運行壓 力33kPa。需要羅 茨風機風量42.2立 方/分鐘。 | 零 位 截 面 積^203-0197. 5 =1 729平方毫米。 折算羅茨風機風量26.5 立方/分鐘左右。因為內 水偏大，旋流角32° (頂 圓) 火焰系數=2 | 旋流風一次風量降低14 立方/分鐘 | |
中心風 | 中心風：16-①6=452。關到4kPa表壓。需要 一次風量1.2立方/分鐘。 | |||
送煤風 | 0>295-0>245=21195mm2 出 口風速 35.4 米/秒。偏高。 SR4送煤風速=25.2米/秒 | 0305-0235=29673 mm2 將煤粉濃度由目前的 2.7kg/立方，提高到 3.8kg/立方。 | ||
攏焰罩 | 無 500px | |||
旋流數 | 阻塞系數C=o. 545 旋流數Sl=l. 14 | 阻塞系數=0.35 實際旋流數0.87 | ||
火焰推力 | 原燃燒器火焰推力：10N/MW。估算SR4火焰 推力=9.2。正常。 | |||
3、改造前后窯皮情況對比
生產指標變化(月均值):
時間 | 日產量 | 標煤耗 | R3D | R28D | 煙室 溫度 | 二次 風溫 | 煙室負壓 Pa | 立升重 g/L |
改造前 | 2900 | 104 | 29.5 | 55.1 | 1150 | 1000 | -350 | 1180-1300波動大 |
改造后 | 2982 | 102.5 | 29.8 | 55.4 | 1080 | 1030 | -200 | 1260-1280 穩定 |
標煤耗由104kg下降到102.5kg,月均日產量由 2900t/d提高到2982t/d；噸熟料氨水費用由2.5元下 降到1.7元；因結粒改善，制成混合材摻量提高 5.5%o噸熟料發電量下降36-31.5=4.5kWh。
效益分析：噸熟料節省實物煤2kg x 0.25+噸熟 料氨水節省0.8元-發電量下降4.5x 0.42 +噸熟 料混合材摻量提高5.5% x ( 140-40 )元/噸=4.91 元.連續使用2個月節省86.3萬元。
二、肥城米山、鄧州中聯3200t/d生產線窯頭燃燒 器改造情況。
1、基本情況
2014年肥城米山3200t/d生產線連續多月熟料 強度偏低，R3D 只有 28-30MPa, R28D 在 48~50MPa 之間。熟料結粒偏大，粒徑在QOcm以上的熟料比 例達到20%。敲開大塊熟料，白心生燒料和糠心料 多。當地原料堿高，熟料中堿當量在0.8%~1.3%, 生料易燒性好。雖然有意控制C5下料管溫度在 865 °C以下，但當入窯生料成分波動大，燃燒器火焰 偏粗，強制調細后旋流強度降低，大塊糠心料比例 偏高。
2、燃燒器頭部改造結構參數對比設計情況
項目 | 基本參數 | 改進前 | 改進后 | 主要變化 | |
軸流風 | 煤粉特性:揮發份V：?31%, 低位熱值 Qdw：? 6000kcal/kg ；水分：W 2.5%,細度 R0.08：W6%, 灰份A： 12?14% 煤風機：風量：57.1m3/min, 風壓：58.8KPa, 一次風機風 量 85.6m3/min ,風 壓 58.8.0kPa , 電 機功率 132kW； 熟料立升重1300g/L左右。 生料易燒性好。 存在問題：原燃燒器黑火頭 長度0.5米左右。燒成帶窯 皮厚度30~1250px。窯皮嚴重 不均。窯電流偏高 850A-1020A. 改前一次風率（含煤風）: 16%偏高！改后降低到 13.2%。 | 24-013=3184 平方毫 米 運行表壓33kPa需要一 次風機風量43立方/分 鐘。 | 18-013=2388 平方毫 米。運行表壓40kPa, 需要一次風機風 量：40.9立方/分。 | 一次風量降低2立方/分 鐘。軸流風壓提高 7kPa。對燒成帶整體溫 度提高貢獻大。 | |
旋流風 | 外旋 48X8X6=2304 角度 11-41° 5mm3° 運行表壓30kPa,端面 出口風速在220米/秒 左右. 需要一次風機風量31 立方/分鐘。 | 外旋流風表壓 10T5kp,外旋流風量 =9.8立方/分鐘左右。 內旋截面積 20X7X10=1400 平方 毫米 角度30。內旋48kPa, 一次風量22.5立方/分 鐘。 | 旋流風需要的一次風量 相當，但細火焰的旋流 強度提高了。 | ||
中心風 | 中心風：42-04=527。關到5kPa表壓。風速60 米/秒。需要一次風量1.9立方/分鐘。 | ||||
送煤風 | ? 260-0180 =27646mm2 送煤風速 26.2 米/ 秒 | ||||
攏焰罩 | 20mm | 20 | 不改動。 | ||
旋流數 | 原燃燒器旋流數=1.2 現燃燒器：外旋旋流數0.55,內旋角度30°時為 0.63 | ||||
火焰推力 | 9.6 | 8.5 | 未含送煤風推力。 | ||
時間 | 日產量 | 標煤耗 | R3D | R28D | 煙室溫度 | 二次風溫 |
改造前 | 3850 | 102.5 | 29.5 | 50 | 1130 | 1000 |
改造后 | 3920 | 102.5 | 31.9 | 55.4 | 1080 | 1030 |
效益分析：噸熟料發電量下降3.5x 0.56+噸熟 料混合材摻量提高8% x 100元/噸=6.04元 熟料質 量和強度標準偏差同比周圍企業有明顯的優勢。2015年即使市場行情不好，全年產銷熟料在108萬 噸,全年設備運轉率也高達83%。2015年產生效益: 652萬元。鄧州中聯3200t/d燃燒器由PiUard類型燃燒器 改為我公司SR4系列燃燒器。改造后已經運行2個 月，經過公司3次協同停窯，一次改換低堿熟料品 種，噸熟料煤耗月均值下降140kg-138.5kg=1.5kgo 燒成帶火焰溫度提高，熟料結粒改善，獲得用戶的 初步肯定。
三、華新水泥（冷水江）公司、泰山中聯5000t/d 生產線窯頭燃燒器改造情況
1、基本情況。
改前窯系統設計熟料產量5000t/d,實際產量 5700t/d左右。燒成帶窯皮偏長到28m,筒體溫度多 處有局部高溫點（燒成帶筒體溫度在350 -360^0 見圖2.筒掃溫度已標定準確）；f-Cao在0.65% ~1.95%范圍波動，C‘S在52% - 58%波動較大，窯電流在456A,偏低；二次風溫1020龍以下，偏低。 原燃燒器黑火頭偏長，一般在0.6 ~ 1.0m。
原年平均熟料熱耗：755kcal/kg；原年平均質量 情況：R3d： ~30MPa;R28d： ~ 58MPa。立升重：~170g/Lo
窯頭風機參數
?外風風機:風量92m3/min,風壓 49.0kPa,電機功率110kW （變頻）;
?內風風機：風量67m3/min,風壓 49.0kPa,電機功率90kW （變頻）；
送煤風機：風量83.3m3/min,風壓68.6kPa,電 機功率160kW;
混合煤煤質工業分析
低位熱值0et.ar | 揮發分胤 | 灰分4d | 固定碳FCad | 含硫量5t.ad | Ro.08篩余 | 水份體 |
kcal/kg | % | % | % | % | % | % |
5600-5700 | 11-16 | ~25 | ?58 | < 1 | <2 | <2 |
新舊燃燒器結構參數對比
序號 | 設計參數 | 原燃燒器 | 我公司燃燒器 |
1 | 軸流風 | 20-018mm,出口截面積5087mm2 ?正常生產 現場表壓44kPa。端面出口風速估算在 264m/s左右。估算需要一次風機風量 80. 6m3/mino羅茨風機生產使用頻率43. 8Hz。 | 28-01410,出 口面積 4308mm2 （下同） 一般運行表壓48kPa,端面出口風速估算在 278m/s,需要一次風機風量71. 9m3/min,羅茨風機 一般在39Hz運行。 |
2 | 旋流風 | 旋流器在零位時：0）264-^254,出口面積 4066mm2 o 實測旋流角度30° ,火焰擴散角19° , 運行壓力39kPa,估算風速248m/s,需要羅 茨風機風量41. 8m3/mino | 1、 外旋：54X9X6=2916mm2 可調旋流角設計。角度14-42°，每5皿變 化4。.現用18°。生產在用lOkPa表壓冷卻燃燒 器頭部，需要一次風機風量21. 4m3/min。 2、 內旋流器在零位時：＜2 186-0178mni,出口面積 2286mm2,旋流角度36° ,運行壓力50kPa,估算 端面出口風速264m/s ,需要羅茨風機風量 19m3/mino |
3 | 中心風 | 40-①5. 4mm,出 口面積 915mm2 5kPa表壓時，需要一次風機內風風量 3. 9m3/mino | 60-C5,出 口面積 1177mm2 表壓4kPa,需要一次風機內風風量3. 9m3/mino |
4 | 送煤風 | 28. 6m/s | 25.4m/s |
5 | 攏焰罩 長度 | 15mm | lOnun |
6 | 一次風率 | 16. 2% | 15.6% |
7 | 旋流數 | 阻塞系數0. 398o旋流數在0.883左右。 | 內旋阻塞系數0. 472,旋流數為1. 29 外旋流阻塞系數0. 606, SW=O. 8 |
8 | 火焰推力 （未含送煤 風） | 9. 38N/MW,稍偏高 | 8. 4N/MW合理，如果加上送煤風推力在9. 2N/W |
投運六個月后的效果對比。
新燃燒器火焰剛勁有力，黑火頭縮短了 500px 以上，二次風溫同比提高了 30~50幻。頂料爛燒的
能力明顯增強。窯皮分布情況見圖。窯內窯皮厚度 在 15~875pxo
三、煤質參數
原燈業分析（大約） | 單位 | 煙煤 |
Qnet,ar | kcal/kg | 5700 |
而 | % | 32.47 |
4d | % | 12.43 |
FCad | % | 52.36 |
W,ad | % | 0.45 |
R | 0.08mm篩余 | 8.0 |
% | 2.12 |
四、 改造前產質量指標及質量情況
1、 回轉窯規格：04.8 x 72m實際產量：5500t/do
2、 質量指標（月平均）：R3D： 31.5MPa, R28D=51~54MPa, f-CaO： 1.27%O 立升重：~1197g^。熟 料三率值（月平均）：KH- 0.928, SM- 2.82, IM-. 1.52
五、 泰山中聯5000t/d生產線史密斯燃燒器改造前后結構對比分析
改造前 | 瞄后 | 瓠改變與窯況變化 | |
火焰根部直徑 | 0353 | 0351 | 窯徑火焰比分別為13.6和13.7 |
軸旋風總出風口 | 0353-0338=8136 平方毫 米。運行表壓28kPa,風 速218米/秒。需要一次 風量106立方/分鐘 | 0351-0338=7031 運行表壓31kPa,風速223 米/秒。需要一次風量94立 方/分鐘 | 軸流風最高壓力由28kPa升高到 31kPa , 二次風溫同比提高50°C. |
送頗 | 0308-0180=49034 | 0308-0245=27348 | 出口風速由15.3米渺提高到27.4米/ 秒. 燒成帶前部煤粉濃度提高45%。是史密 斯提高燒成帶跪的主酬點之一。 |
中心風 | 0166-089.需要一次風量 5立方/分鐘。 | .9O-05=1766mni2 | 可控窯前黑火頭長度,減緩結焦。中心 風回流能力增強。 |
增加內旋流器 | 內旋0211-0193, 30槽，槽寬 10mm 高度 9nun,左旋 32°。 運行表壓15kPa,需要一次風 量34.2立方/分鐘。 | 火焰系數1.66 ,火焰粗 內旋阻塞系數0.584，旋流數=1.38。旋 流??iff。 | |
可調面枳比 | 1:2 | 1:2 | 在零位時截面積最小,后拉可以擴大截 面積，TS在15-40mm范圍調節，內 管不能伸出。 |
旋流角度 | 60° | 60°內旋32° | 火焰細配高旋流，主酬點。 |
0.894, 5.43 | 54新增內旋流旋流數為 1.38 | 燒成帶蜘as提高，窯況可調性增強。 | |
火焰推力 | 10.3 | 10.5 | 未含送煤風。第二根燃燒器的火焰推力 6.6 |
燃燒器改造后，二次風溫提高50°C,熟料結粒 改善，熟料R3D平均提高l.OMPa,達到31.5MPa。 熟料高堿，配料方案沒有變化，R28D沒有明顯提 升。
2015年來我公司對水泥廠窯頭燃燒器頭部改 造15根，相比改造前主要生產指標都有明顯的提 升；部分燃燒器改造后，成為當地有名的節能窯、 長壽品牌窯。愿與水泥廠的朋友們一起為充分發 揮窯頭燃燒器節能降耗利器的作用而共同努力！
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