双旋流生物质燃烧机的热工原理及其应用
郑州达冠节能环保设备有限公司
中国 郑州
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品牌
达冠
型号
DG-90
燃料类型
111
设备类型
燃烧机
重量
2000Kg
双旋流生物质燃烧机的热工原理及其应用
一、概述
L系列双旋流生物质燃烧机可以广泛地适用于建材、化工、冶金等行业的工业炉窑喷煤燃烧系统。在降低煤耗、环境保护、减轻劳动强度等方面均起到较好的作用。从目前湖北省华新水泥厂等一些水泥厂使用的情况来看，比目前全国普遍使用的人工加煤的燃烧室，可节煤20%以上，比机械燃煤机加煤的燃烧室，可节煤10%以上。
近一年的工业性验试表明：出口废气中CO含量基本为零，炉渣含碳量基本为零。按矿渣初水份平均为14%左右，终水份为0.1%的要求条件，其合格率为100%。z2.4×18 .3m矿渣烘干机产量由年平均36t／h提高到39t／h。煤耗下降8%，按全年设备运转率为92%计算，一年共节约烟煤426t。烘干机入口温度由原来900。C提高到1060。C，在煤的热值为21000kj/ kg，灰分25%的煤质不变的情况下，炉渣由原来360kg减少到140kg左右。
二、热工原理
双旋流生物质燃烧机现有两种形式：一种是一次风（煤、风混合物）切向进入锯末燃烧机，沿着中心定风管，产生旋转气流喷出；一种是一次风直线进入锯末燃烧机，在锯末燃烧机前产生旋转气流。这两种类型的生物质燃烧机殉能运用于建材、冶金、化工等行业的工业炉窑燃烧室。
当一次风离开锯末燃烧机时，在锯末燃烧机附近形成一长条负压区（或说在火焰中部），这样旋转一次风煤粉及还没有燃尽的固定碳粒子被吸回火焰内进行二次燃烧。并达到完全燃烧。煤中不能燃烧的灰分，由于二次风的作用，几乎大部分喷入烘干机筒体内，从而减轻炉前工人出渣繁重的体力劳动。
图l 湖北省华新水泥厂毋2.4×18 .3m矿渣烘干机喷煤系统工艺流程图
①贮煤仓、②园盘喂料机，③竖井式煤磨、④吸煤风管、⑤一次风机、⑥L -600型双旋流生物质燃烧机、⑦二次风软管、⑧二次风机、⑨一次风软管、⑩燃烧室、⑥燃烧室出渣口、⑩燃烧混合室、⑩下料管、⑧≯2.4×18 .3m矿渣烘干机。
火焰的形状如长短、粗细、分散度等以及燃烧程度与一、二次风的风压、风量和旋转程度的合理匹配有着至关重要的关系。煤粉燃烧室一次风比例和过剩空气系数表1
┏━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┓
┃ 煤 种 ┃无烟煤 ┃贫煤 ┃烟煤 ┃烟煤 ┃褐煤 ┃
┣━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ Vr% ┃2-9 ┃ 10 -17 ┃ 40 ┃
┣━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 一次风量% ┃15 -20 ┃ 20-25 ┃ 25-30 ┃ 30-45 ┃ 40-45 ┃
┣━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 空气过剩系数 ┃ 1. 25 ┃ 1. 25 ┃ 1. 20 ┃ 1. 20 ┃ 1. 20 ┃
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从表1中可以看出：一次风占全部风量的比例是不大的。我们在实际应用中，也证实了这一点。目前国内大多数烘干机燃烧室喷燃中，只用一次风对煤着火是不够用的；另一方面，当煤粉加热到着火温度时，煤中放出的挥发物首先燃烧，挥发物基本上烧掉以后，焦炭才开始燃烧，因此，一次风量也不宜过少，应大体上满足煤粉挥发物燃烧的需要。此外，确定一次风量比例时，还要考虑到煤粉系统的设计要求和炉窑的特性。
根据煤粉燃烧学的热工特点，我们在二次风进口处专门设计了二次风量调节机构，来控制一次风量与二次风量比例。此外，我们还在一次风风壳的锥体内装有专门机构，使二次风流通过时产生强烈的旋转，并调节二次风的旋转强度。同时，使锯末燃烧机喷出的火焰，根据需要调节一次风与二次风混合程使其达到用户所要求的火焰分散度。
二次风旋转流股出了锯末燃烧机后，就带动一次风一起流动。由于气流转动的离心力，流殷便迅速扩张形成园锥面，旋转流股的扩展，使火焰在炉膛中充满程度大。另一方面流股的内缘与外缘都会带动周围气流一起向前流动，形成卷吸，使将落于炉渣坑中的未燃尽的固定碳粒子重新吸卷起来，再次燃烧，提高了燃尽程度。
由于二次风主要供给焦炭粒子燃烧的需要，它不应过早与一次风混合，因此，我们又专门设计了一次风管外套——风管。通过调整机构可以使其自由伸长或缩短以适应不同的炉膛。因此，对于要求炉瞠改造的厂家，可不受厂房高度等的限制而达到最佳使用效果。一次风与二次风的调整比例见表2。一次、二次风的风速范围( m/s)表2
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┃ 煤的种类 ┃无烟煤 ┃贫煤 ┃烟煤 ┃褐煤 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃一次风速,m/s ┃ 12-16 ┃ 16-20 ┃ 20-26 ┃ 20-26 ┃
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┃二次风速，m/s ┃ 18-22 ┃ 20-25 ┃ 20- 30 ┃ 20- 30 ┃
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三、使用中的几点注意事项
由于煤粉燃烧是在悬浮状态下进行的，在燃烧时，应注意以下几点：
1．合理调控炉内气流，加速煤粉着火。注意保持较高的炉膛温度。同时，选择与风量、风速匹配合适的锯末燃烧机和送煤风管直径。选型和计算时可参照下面通用公式：
d=
式中：d-风管直径或锯末燃烧机内喷口直径
(m) 、
v-鼓风机风量(II13／ll)
w-管道风速或锯末燃烧机内喷口风
速( m/s)
鼓风机选趔：
V—iooo.K1-K2.G.Ge ..V.
．273+T 760—
273…1一
式中：V-鼓风机风量(1113／ll)
Kl - -次（二次）空气百分数
K2 -鼓风机储备系数。可取
K2=1.3—1.5
G-产量(t／h)
G。——燃烧燃料消耗量
（kg燃料/kg物料）
V。——燃烧需要空气量( fl13／11)
T--次（二次）空气温度(。C)
P-当地大气压(mmHg)。
2．合理控制一次风量和一次风温。尽量利用燃烧室的余热，使其回流到煤的破碎系统中去，以烘干煤粉，同时增加一次风的温度和调节炉膛内的温度。（如：水泥混合材高炉水渣，遇高温后，影响水渣的活性。
3．制备细度合格、粒度均匀的煤粉。目前大多数水泥厂中喷燃系统的烘干机，采用的是竖井式磨煤机（用球磨机也可，但喷燃系统工艺流程不同）。这种竖井式磨煤机通过风机把扬起的细煤吸起来再喷出去，基本上可以满足要求。但是，在计量给煤系统中给煤要均匀，不能断煤。
4．点火时一般不用油料助燃。以湖北省华新水泥厂≯2.4×18 .3m矿渣烘干机燃烧室为例。该厂设计了一种简单可行的锯末燃烧机升降装置，使之降下来点火，点燃后，升至烘干机入口中心点，强力将高温烟气喷入烘干机内。只要加强平时的管理，控制好温度是不会烧红筒体和下料管的。由于该燃烧室内无挡火墙，点火后的高温烟气，可以畅通无阻地进入烘干机简体内，极大地提高燃烧室的燃烧效率。此外，该燃烧室有效空间，设计比较合理。因此水泥厂中改造烘干机燃烧室时，应结合本厂的实际情况，尽量参考湖北省华新水泥厂的9t2.4×18 .3m烘干机燃烧室的设计要求和严格操作制度。
一、概述
L系列双旋流生物质燃烧机可以广泛地适用于建材、化工、冶金等行业的工业炉窑喷煤燃烧系统。在降低煤耗、环境保护、减轻劳动强度等方面均起到较好的作用。从目前湖北省华新水泥厂等一些水泥厂使用的情况来看，比目前全国普遍使用的人工加煤的燃烧室，可节煤20%以上，比机械燃煤机加煤的燃烧室，可节煤10%以上。
近一年的工业性验试表明：出口废气中CO含量基本为零，炉渣含碳量基本为零。按矿渣初水份平均为14%左右，终水份为0.1%的要求条件，其合格率为100%。z2.4×18 .3m矿渣烘干机产量由年平均36t／h提高到39t／h。煤耗下降8%，按全年设备运转率为92%计算，一年共节约烟煤426t。烘干机入口温度由原来900。C提高到1060。C，在煤的热值为21000kj/ kg，灰分25%的煤质不变的情况下，炉渣由原来360kg减少到140kg左右。
二、热工原理
双旋流生物质燃烧机现有两种形式：一种是一次风（煤、风混合物）切向进入锯末燃烧机，沿着中心定风管，产生旋转气流喷出；一种是一次风直线进入锯末燃烧机，在锯末燃烧机前产生旋转气流。这两种类型的生物质燃烧机殉能运用于建材、冶金、化工等行业的工业炉窑燃烧室。
当一次风离开锯末燃烧机时，在锯末燃烧机附近形成一长条负压区（或说在火焰中部），这样旋转一次风煤粉及还没有燃尽的固定碳粒子被吸回火焰内进行二次燃烧。并达到完全燃烧。煤中不能燃烧的灰分，由于二次风的作用，几乎大部分喷入烘干机筒体内，从而减轻炉前工人出渣繁重的体力劳动。
图l 湖北省华新水泥厂毋2.4×18 .3m矿渣烘干机喷煤系统工艺流程图
①贮煤仓、②园盘喂料机，③竖井式煤磨、④吸煤风管、⑤一次风机、⑥L -600型双旋流生物质燃烧机、⑦二次风软管、⑧二次风机、⑨一次风软管、⑩燃烧室、⑥燃烧室出渣口、⑩燃烧混合室、⑩下料管、⑧≯2.4×18 .3m矿渣烘干机。
火焰的形状如长短、粗细、分散度等以及燃烧程度与一、二次风的风压、风量和旋转程度的合理匹配有着至关重要的关系。煤粉燃烧室一次风比例和过剩空气系数表1
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┃ 煤 种 ┃无烟煤 ┃贫煤 ┃烟煤 ┃烟煤 ┃褐煤 ┃
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┃ Vr% ┃2-9 ┃ 10 -17 ┃ 40 ┃
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┃ 一次风量% ┃15 -20 ┃ 20-25 ┃ 25-30 ┃ 30-45 ┃ 40-45 ┃
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┃ 空气过剩系数 ┃ 1. 25 ┃ 1. 25 ┃ 1. 20 ┃ 1. 20 ┃ 1. 20 ┃
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从表1中可以看出：一次风占全部风量的比例是不大的。我们在实际应用中，也证实了这一点。目前国内大多数烘干机燃烧室喷燃中，只用一次风对煤着火是不够用的；另一方面，当煤粉加热到着火温度时，煤中放出的挥发物首先燃烧，挥发物基本上烧掉以后，焦炭才开始燃烧，因此，一次风量也不宜过少，应大体上满足煤粉挥发物燃烧的需要。此外，确定一次风量比例时，还要考虑到煤粉系统的设计要求和炉窑的特性。
根据煤粉燃烧学的热工特点，我们在二次风进口处专门设计了二次风量调节机构，来控制一次风量与二次风量比例。此外，我们还在一次风风壳的锥体内装有专门机构，使二次风流通过时产生强烈的旋转，并调节二次风的旋转强度。同时，使锯末燃烧机喷出的火焰，根据需要调节一次风与二次风混合程使其达到用户所要求的火焰分散度。
二次风旋转流股出了锯末燃烧机后，就带动一次风一起流动。由于气流转动的离心力，流殷便迅速扩张形成园锥面，旋转流股的扩展，使火焰在炉膛中充满程度大。另一方面流股的内缘与外缘都会带动周围气流一起向前流动，形成卷吸，使将落于炉渣坑中的未燃尽的固定碳粒子重新吸卷起来，再次燃烧，提高了燃尽程度。
由于二次风主要供给焦炭粒子燃烧的需要，它不应过早与一次风混合，因此，我们又专门设计了一次风管外套——风管。通过调整机构可以使其自由伸长或缩短以适应不同的炉膛。因此，对于要求炉瞠改造的厂家，可不受厂房高度等的限制而达到最佳使用效果。一次风与二次风的调整比例见表2。一次、二次风的风速范围( m/s)表2
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┃ 煤的种类 ┃无烟煤 ┃贫煤 ┃烟煤 ┃褐煤 ┃
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┃一次风速,m/s ┃ 12-16 ┃ 16-20 ┃ 20-26 ┃ 20-26 ┃
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┃二次风速，m/s ┃ 18-22 ┃ 20-25 ┃ 20- 30 ┃ 20- 30 ┃
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三、使用中的几点注意事项
由于煤粉燃烧是在悬浮状态下进行的，在燃烧时，应注意以下几点：
1．合理调控炉内气流，加速煤粉着火。注意保持较高的炉膛温度。同时，选择与风量、风速匹配合适的锯末燃烧机和送煤风管直径。选型和计算时可参照下面通用公式：
d=
式中：d-风管直径或锯末燃烧机内喷口直径
(m) 、
v-鼓风机风量(II13／ll)
w-管道风速或锯末燃烧机内喷口风
速( m/s)
鼓风机选趔：
V—iooo.K1-K2.G.Ge ..V.
．273+T 760—
273…1一
式中：V-鼓风机风量(1113／ll)
Kl - -次（二次）空气百分数
K2 -鼓风机储备系数。可取
K2=1.3—1.5
G-产量(t／h)
G。——燃烧燃料消耗量
（kg燃料/kg物料）
V。——燃烧需要空气量( fl13／11)
T--次（二次）空气温度(。C)
P-当地大气压(mmHg)。
2．合理控制一次风量和一次风温。尽量利用燃烧室的余热，使其回流到煤的破碎系统中去，以烘干煤粉，同时增加一次风的温度和调节炉膛内的温度。（如：水泥混合材高炉水渣，遇高温后，影响水渣的活性。
3．制备细度合格、粒度均匀的煤粉。目前大多数水泥厂中喷燃系统的烘干机，采用的是竖井式磨煤机（用球磨机也可，但喷燃系统工艺流程不同）。这种竖井式磨煤机通过风机把扬起的细煤吸起来再喷出去，基本上可以满足要求。但是，在计量给煤系统中给煤要均匀，不能断煤。
4．点火时一般不用油料助燃。以湖北省华新水泥厂≯2.4×18 .3m矿渣烘干机燃烧室为例。该厂设计了一种简单可行的锯末燃烧机升降装置，使之降下来点火，点燃后，升至烘干机入口中心点，强力将高温烟气喷入烘干机内。只要加强平时的管理，控制好温度是不会烧红筒体和下料管的。由于该燃烧室内无挡火墙，点火后的高温烟气，可以畅通无阻地进入烘干机简体内，极大地提高燃烧室的燃烧效率。此外，该燃烧室有效空间，设计比较合理。因此水泥厂中改造烘干机燃烧室时，应结合本厂的实际情况，尽量参考湖北省华新水泥厂的9t2.4×18 .3m烘干机燃烧室的设计要求和严格操作制度。
5．在安装、制造时，要求做到：一次风二次风、烘干机三者回转方向一致。在试生产期间，应视煤质、煤种的情况，及时调整好风、煤乏比、一次风和二次风量风压之比。保持好烘干机的热工参数和热工平衡。
生物质气化站，
