HJ節(jié)能燃燒器在某2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的應(yīng)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(jié)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(fēng)機(jī)流量為76.3m3/min；壓力：58.8kpa；功率：132kw（不帶變頻器）。入窯冷風(fēng)量偏大，使有害氣體NOx產(chǎn)生量增多；同時在系統(tǒng)總風(fēng)量相同的情況下，減小了高溫二次風(fēng)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(yīng)手地調(diào)節(jié)出理想火焰形狀，導(dǎo)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(fēng)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(fēng)量小

HJ低氮燃燒器配置的一次風(fēng)機(jī)風(fēng)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(fēng)，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(fēng)機(jī)裝機(jī)功率低，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的節(jié)電效果（詳見技術(shù)方案）。

2.3 燃燒器噴出的動量大

采用先進(jìn)的HJ燃燒器和高壓風(fēng)機(jī)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(fēng)速、低一次風(fēng)量的設(shè)計理念，能夠強化煤風(fēng)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(hù)窯皮和耐火磚，提高窯系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)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(yīng)性廣

燃燒器凈風(fēng)各通道安裝蝸輪、蝸桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠靈活調(diào)節(jié)各風(fēng)道的截面積；同時各風(fēng)道設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)量的閥門，使火焰粗細(xì)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(yīng)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(shù)過硬、責(zé)任心極強的專業(yè)售后服務(wù)團(tuán)隊，能夠在甲方需要技術(shù)服務(wù)時迅速到位，開展優(yōu)質(zhì)服務(wù)；同時能夠有針對性地進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，并且可以隨時通過電話、微信等方式指導(dǎo)、解決生產(chǎn)技術(shù)問題。有時盡管不是匯金產(chǎn)品引起的問題，售后服務(wù)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(jié)構(gòu)及各風(fēng)道的作用

3.1 HJ窯頭低氮燃燒器的結(jié)構(gòu)

采用五通道四風(fēng)道結(jié)構(gòu)形式（見圖3）,由外到內(nèi)依次分為：外軸流風(fēng)道（見圖3標(biāo)號1）、煤粉風(fēng)道（見圖3標(biāo)號2）、旋流風(fēng)道（見圖3標(biāo)號3）、渦流風(fēng)道（見圖3標(biāo)號4）、點火油槍（清焦器）通道（見圖3標(biāo)號5）。

圖3 HJ窯頭低氮燃燒器端面結(jié)構(gòu)

3.2 各風(fēng)道的作用

3.2.1外軸流風(fēng)道：

外軸流風(fēng)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(fēng)可以充分卷吸高溫二次風(fēng)，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(jìn)而可以調(diào)節(jié)外軸流風(fēng)的出口風(fēng)速。

3.2.2煤粉風(fēng)道：

煤粉風(fēng)道設(shè)置在外軸流風(fēng)道和旋流風(fēng)道之間。在外軸流風(fēng)和旋流風(fēng)作用下煤粉迅速擴(kuò)散、快速著火燃燒。

3.2.3旋流風(fēng)道：

旋流風(fēng)道設(shè)置在煤粉風(fēng)道的內(nèi)側(cè)。旋流風(fēng)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(fēng)，產(chǎn)生旋流效應(yīng)，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(jìn)而可以調(diào)節(jié)旋流風(fēng)的出口風(fēng)速。

3.2.4渦流風(fēng)道：

渦流風(fēng)道設(shè)置在旋流風(fēng)道的內(nèi)側(cè)，渦流風(fēng)由多個帶螺旋角度的旋流器噴出，配合旋流風(fēng)，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(fēng)機(jī)：

窯頭送煤風(fēng)機(jī)不變，增加變頻器，采用變頻調(diào)節(jié)方式減少入窯冷風(fēng)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(fēng)機(jī)參數(shù)：流量：96.4m³/min；壓力：39.2kpa；功率：90kw）。                                                                                                                                                                                                                      

4.2 窯頭凈風(fēng)機(jī)：

窯頭凈風(fēng)機(jī)不變，增加變頻器，采用變頻調(diào)節(jié)減少入窯冷風(fēng)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(fēng)機(jī)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(zhuǎn)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?，F(xiàn)場各風(fēng)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(fēng)道壓力表壓力

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉永，郝小五，謝隆山，李繼輝，江超.高海拔地區(qū)預(yù)分解窯燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化改造[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)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.