HJ節(jié)能燃燒器在某2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的應用

某高原型2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線在使用HJ節(jié)能燃燒器后，取得了明顯的效果，現(xiàn)總結如下：

一、原燃燒器存在的問題

1.1 火焰不集中，熟料強度偏低

原窯頭燃燒器配置的一次風機流量為76.3m3/min；壓力：58.8kpa；功率：132kw（不帶變頻器）。入窯冷風量偏大，使有害氣體NOx產(chǎn)生量增多；同時在系統(tǒng)總風量相同的情況下，減小了高溫二次風的入窯量，不利于煤粉的快速著火燃燒和燃盡，不利于熟料質(zhì)量的提高和穩(wěn)定，不利于降低煤耗[1]。原燃燒器使用久了，火焰易變形，高溫不集中，出窯熟料強度偏低。其中3d抗壓強度在32Mpa左右,28d抗壓強度在58-60Mpa左右。原燃燒器窯筒體溫度分布1見圖1。

圖1 原燃燒器窯筒體溫度分布1

1.2 窯內(nèi)耐火磚使用壽命短（僅3個月左右）。

原燃燒器窯筒體溫度分布2見圖2。由于原燃燒器使用久了，火焰易變形，燒成帶溫度時常偏高；又由于該燃燒器調(diào)節(jié)手段較少，不能得心應手地調(diào)節(jié)出理想火焰形狀，導致燒成帶窯內(nèi)耐火磚使用壽命短（僅3個月左右）。

圖2 原燃燒器窯筒體溫度分布2

1.3 調(diào)節(jié)不靈活

原燃燒器調(diào)節(jié)手段少（僅能調(diào)節(jié)內(nèi)風截面積），在使用中不能靈活調(diào)整出需要的火焰形狀，窯內(nèi)溫度分布極不合理（圖1、圖2是較為典型的兩種不正常的狀態(tài)）。

二、窯頭用HJ低氮燃燒器的優(yōu)勢

2.1 一次風量小

HJ低氮燃燒器配置的一次風機風量小、壓力高,減小了入窯冷空氣量，能夠利用更多高溫的二次風，有利于加快煤粉燃燒速度。

2.2 節(jié)電明顯

燃燒器配備的一次風機裝機功率低，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的節(jié)電效果（詳見技術方案）。

2.3 燃燒器噴出的動量大

采用先進的HJ燃燒器和高壓風機使噴出燃燒器的氣流有更大的動量E（E=mV）,在質(zhì)量流量m一定的情況下，要有足夠高的噴出速度V，則必須有高的壓頭[2]。這種高一次風速、低一次風量的設計理念，能夠強化煤風混合，穩(wěn)定煅燒，降低了火焰的峰值溫度，減少NOX的產(chǎn)生，降低了脫硝費用；并且火焰強度高、剛性好、穩(wěn)定性強，能更好地保護窯皮和耐火磚，提高窯系統(tǒng)的運轉率；同時使煤粉燃盡率提高，熟料產(chǎn)量提高，且降低煤耗。

2.4 調(diào)節(jié)方便、適應性廣

燃燒器凈風各通道安裝蝸輪、蝸桿調(diào)節(jié)機構，能夠靈活調(diào)節(jié)各風道的截面積；同時各風道設置調(diào)節(jié)風量的閥門，使火焰粗細和長短都能夠靈活調(diào)節(jié)，能夠形成理想的溫度場，對煤質(zhì)、物料的波動適應性強，特別適合劣質(zhì)煤和無煙煤的使用。

2.5 產(chǎn)品附加值高

河南匯金智能裝備有限公司擁有技術過硬、責任心極強的專業(yè)售后服務團隊，能夠在甲方需要技術服務時迅速到位，開展優(yōu)質(zhì)服務；同時能夠有針對性地進行技術培訓，并且可以隨時通過電話、微信等方式指導、解決生產(chǎn)技術問題。有時盡管不是匯金產(chǎn)品引起的問題，售后服務人員依然能夠熱情、耐心、專業(yè)地幫助甲方解決。

三、窯頭用HJ低氮燃燒器的結構及各風道的作用

3.1 HJ窯頭低氮燃燒器的結構

采用五通道四風道結構形式（見圖3）,由外到內(nèi)依次分為：外軸流風道（見圖3標號1）、煤粉風道（見圖3標號2）、旋流風道（見圖3標號3）、渦流風道（見圖3標號4）、點火油槍（清焦器）通道（見圖3標號5）。

圖3 HJ窯頭低氮燃燒器端面結構

3.2 各風道的作用

3.2.1外軸流風道：

外軸流風由間斷的帶有一定傾斜錐度的半圓錐形孔噴射，噴出的高速風可以充分卷吸高溫二次風，有利于形成再循環(huán)火焰，加速煤粉的燃燒。其出口面積可以無級調(diào)節(jié)，進而可以調(diào)節(jié)外軸流風的出口風速。

3.2.2煤粉風道：

煤粉風道設置在外軸流風道和旋流風道之間。在外軸流風和旋流風作用下煤粉迅速擴散、快速著火燃燒。

3.2.3旋流風道：

旋流風道設置在煤粉風道的內(nèi)側。旋流風通過多個帶錐度的半圓形螺旋槽的旋流器噴出多股高速旋流風，產(chǎn)生旋流效應，使煤粉在出燃燒器后迅速散開，使煤粉能夠快速燃燒。其出口面積可以無級調(diào)節(jié)，進而可以調(diào)節(jié)旋流風的出口風速。

3.2.4渦流風道：

渦流風道設置在旋流風道的內(nèi)側，渦流風由多個帶螺旋角度的旋流器噴出，配合旋流風，使火焰更加集中，穩(wěn)定火焰。

四、HJ技改方案

為降低技改成本，保證技改效果，具體技改方案如下：

4.1 窯頭送煤風機：

窯頭送煤風機不變，增加變頻器，采用變頻調(diào)節(jié)方式減少入窯冷風量。具體使用運行參數(shù)：流量：20m³/min；壓力：25-30kpa；功率：37kw（現(xiàn)有送煤風機參數(shù)：流量：96.4m³/min；壓力：39.2kpa；功率：90kw）。                                                                                                                                                                                                                      

4.2 窯頭凈風機：

窯頭凈風機不變，增加變頻器，采用變頻調(diào)節(jié)減少入窯冷風量。具體使用運行參數(shù)：流量：40m³/min；壓力：50-55kpa；功率：75kw（現(xiàn)有一次風機參數(shù)：流量：76.3m³/min；壓力：58.8kpa；功率：132kw）。  

4.3 送煤管道：

窯頭送煤管道由原來的Φ203*7mm改為Φ146*8mm（外徑Φ146mm，內(nèi)徑Φ130mm）。

4.4 更換我公司HJ節(jié)能五通道智能旋渦流燃燒器。

五、HJ節(jié)能燃燒器使用效果

更換HJ節(jié)能燃燒器后，生產(chǎn)很快轉入正常，取得了較好的效果。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

5.1 窯產(chǎn)量穩(wěn)定在2200t/d。

5.2 熟料質(zhì)量好：出窯熟料3d抗壓強度＞35Mpa,28d抗壓強度＞61Mpa，混合材摻加量加大，降低了水泥生產(chǎn)成本。

5.3 窯皮平整、無圈、無局部高溫（見圖4、圖5）。窯內(nèi)耐火磚的使用壽命大幅提高，由3個月左右提高到1年半左右，每年能夠節(jié)約大量更換耐火磚的資金。現(xiàn)場各風道壓力表壓力見圖6。

5.4 氨水用量低（7t/d左右）。

圖4 HJ節(jié)能燃燒器窯筒體溫度分布1

圖5 HJ節(jié)能燃燒器窯筒體溫度分布2

圖6 HJ節(jié)能燃燒器現(xiàn)場各風道壓力表壓力

參考文獻：

[1]王玉永，郝小五，謝隆山，李繼輝，江超.高海拔地區(qū)預分解窯燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化改造[J].新世紀水泥導報，2021,(5):32-34.

[2]郝小五，王玉永，謝隆山，李繼輝，江超.高原地區(qū)HJ窯頭燃燒器的安裝及使用經(jīng)驗簡介[J].中國水泥，2021,(9):115-118.