火焰动量

文摘   2025-01-13 20:11   中国香港  

我们之前讨论了燃烧器位置,现在来谈谈火焰动量。

对于所有的回转窑来说,所需或允许的动量都具有很强的个体性。两座尺寸相同、接收相同原料的回转窑,并不意味着窑 1(K1)的燃烧器设置就应该和窑 2(K2)的一样。

火焰动量以 “%× 米 / 秒” 或 “牛 / 兆瓦” 来计算,它体现的是在火焰稳定器或中心圆(针对多通道燃烧器而言)处产生的真空度,或者说是火焰的长度。

影响 “理想” 动量的因素

  • 燃料类型

  • 燃料的预处理

  • 燃料的着火温度和挥发分

  • 回转窑转速

常用燃料:常用的燃料有烟煤、石油焦、天然气和重质燃料油。

燃料预处理要求:

燃料油必须加热到合适的黏度,大约为 12 厘斯,通常要加热到120 - 140℃才能达到这一要求。

石油焦要研磨得很细,越细越好,90 微米筛余 2 - 3% 就比较好。煤炭的细度取决于挥发分,90 微米筛余为挥发分的 0.5 倍就行。湿度包含游离水和吸湿水,为安全起见,湿度最好保持在吸湿水含量加上 0.5 - 1% 的水平。

不同燃料的燃烧特性:

在上述提到的燃料中,煤炭和燃料油比较容易燃烧,而石油焦和天然气的着火温度要高得多,因此更难操控。

各燃料的大致着火温度如下:

  • 天然气:650℃

  • 石油焦:550℃,由于其挥发分低,在低于 750℃的温度下无法维持稳定火焰。

  • 煤炭:450 - 500℃

  • 燃料油:300℃

因此,燃烧煤炭和燃料油时的动量不能像燃烧天然气和石油焦时那么高。

火焰动量由轴向空气、径向空气这两个部分以及喷射速度(米 / 秒)和它们占化学计量空气需求量的百分比构成。对于天然气而言,还有第三个组成部分,即天然气压力,它等同于喷射速度。

在大多数现代燃烧器中,轴向 / 径向空气的比例在 80/20 到 60/40% 之间,径向空气喷射角度为 20 - 23°。

中心空气并不用于塑造火焰形状,它的作用是保护火焰稳定器,不过,它对氮氧化物排放会有一定影响。

回转窑转速决定了允许的火焰动量:

随着回转窑转动,窑衬会在上行一侧物料结束的位置暴露在火焰辐射下,直至再次被物料冷却。对于转速较慢的回转窑,温度会升高到使窑衬熔化的程度。转速低于 2.2 转 / 分钟的慢速回转窑会有大量时间达到过高的温度,而预分解窑以 3.5 - 6 转 / 分钟的转速运行时,允许更高的动量(火焰温度),所以可以允许更高的动量。

那么火焰合适的动量是多少呢?其实很难说清楚,因为涉及到很多因素,包括化学性质、原料的均匀性、运行稳定性等。

“又短又热” 的火焰在湿法、长干法、卫星冷却器或悬浮预热窑等类型的回转窑中是不可行的。

任何固体燃料的喷射速度都是至关重要的,其数值取决于燃料类型。


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