強(qiáng)化煅燒是提高水泥質(zhì)量的必然要求,但強(qiáng)化煅燒所造成的局部高溫不僅減少了窯皮的使用壽命 , 而且增加了NOx的排放量。因此 ,調(diào)整燃燒器的工藝參數(shù)以控制燃燒器的火焰形狀 ,使之既能滿足水泥生產(chǎn)的工藝要求 ,又不影響窯系統(tǒng)的使用壽命 ,同時(shí)降低環(huán)境污染 ,是燃燒器設(shè)計(jì)和應(yīng)用中亟待解決的問題。

水泥回轉(zhuǎn)窯窯頭燃燒火焰的溫度高達(dá)1800 ℃,其燃燒已進(jìn)入固相擴(kuò)散控制區(qū) 。在固相擴(kuò)散控制區(qū)煤粉的燃燒速率取決于其擴(kuò)散速率 ,即煤粉與空氣的混合速率及火焰區(qū)的湍流強(qiáng)度。因此 ,火焰形狀控制主要由燃燒器出口射流旋流強(qiáng)度的變化實(shí)現(xiàn)。研究表明 :隨旋流強(qiáng)度增加 ,火焰變粗、變短 ,可強(qiáng)化火焰對(duì)熟料的熱輻射。因此其出口射流旋流強(qiáng)度被稱為火焰形狀系數(shù)。但過強(qiáng)的旋流會(huì)引起雙峰(發(fā)散) 火焰 ,易使窯皮局部過熱剝落;同時(shí)也使噴嘴直接接觸火焰根部而被燒壞 ,因此在操作中調(diào)節(jié)燃燒器的旋流強(qiáng)度是很重要的。

旋流燃燒器的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是能夠產(chǎn)生中心回流區(qū) 使高溫?zé)煔饣亓?/span> 加熱煤粉與空氣的混合物使其順利著火燃燒因此中心回流區(qū)是衡量旋流燃燒器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。

旋流風(fēng)速度增大時(shí) 旋流強(qiáng)度增加回流區(qū) 回流效應(yīng)增強(qiáng) 回流的高溫?zé)煔饬繚M足水泥快冷快燒的要求不利于提高水泥質(zhì)量。因此減小旋流角以提高旋流強(qiáng)度是燃燒低揮發(fā)分煤必要的手段。同樣僅減小旋流角以提高旋流強(qiáng)度也是不可取的。可見僅減小旋流角將使燃燒區(qū)過分靠近燃燒器出口從而使燃燒器變形影響燃燒器的使用壽命同時(shí)由于局部溫度過高也容易形成污染環(huán)境。因此 ,在水泥工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中燃用低揮發(fā)分煤時(shí)應(yīng)在提高旋流風(fēng)的速度的同時(shí)減小旋流以形成合理的溫度