旋流风对窑用四通道燃烧器气相流场的影响

强化煅烧是提高水泥质量的必然要求,但强化煅烧所造成的局部高温不仅减少了窑皮的使用寿命 , 而且增加了NOx的排放量。因此 ,调整燃烧器的工艺参数以控制燃烧器的火焰形状 ,使之既能满足水泥生产的工艺要求 ,又不影响窑系统的使用寿命 ,同时降低环境污染 ,是燃烧器设计和应用中亟待解决的问题。

水泥回转窑窑头燃烧火焰的温度高达1800 ℃,其燃烧已进入固相扩散控制区[2] 。在固相扩散控制区煤粉的燃烧速率取决于其扩散速率 ,即煤粉与空气的混合速率及火焰区的湍流强度。因此 ,火焰形状控制主要由燃烧器出口射流旋流强度的变化实现。研究表明 :随旋流强度增加 ,火焰变粗、变短 ,可强化火焰对熟料的热辐射。因此其出口射流旋流强度被称为火焰形状系数[3] 。但过强的旋流会引起双峰(发散) 火焰 ,易使窑皮局部过热剥落;同时也使喷嘴直接接触火焰根部而被烧坏 ,因此在操作中调节燃烧器的旋流强度是很重要的。

旋流燃烧器的一个显著特点就是能够产生*回流区 使高温烟气回流 加热煤粉与空气的混合物 使其顺利着火燃烧 因此 *回流区是衡量旋流燃烧器的一个重要的性能指标。

旋流风速度增大时 旋流强度增加 回流区 回流效应增强 回流的高温烟气量满足水泥快冷快烧的要求 不利于提高水泥质量。因此 减小旋流角以提高旋流强度是燃烧低挥发分煤必要的手段。同样 仅减小旋流角以提高旋流强度也是不可取的 由图 可见 仅减小旋流角将使燃烧区过分靠近燃烧器出口 从而使燃烧器变形 影响燃烧器的使用寿命 同时由于局部温度过高也容易形成 污染环境。因此 ,在水泥工业的实际应用中燃用低挥发分煤时应在提高旋流风的速度的同时减小旋流以形成合理的温度

a.旋流风速度增加四通道燃烧器回流区尺寸增大且相对*线外移旋流角减小,回流区延轴向前移 回流区尺寸也增大。