EPIC四风道燃烧器说明书.doc
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1、EPIC四通道煤粉燃烧器使用说明书武汉理工大学目 录一、 概述 3二、 技术原理3三、 技术性能5四、 结构简介6五、 主要工作原理7六、 安装 8七、 试运转10八、 操作要点与参数11九、 维护与安全技术17十、 故障排除17十一、 安全事项18十二、生产中煤管的认识以及调整 18十三、售后服务 22一 、概述EPIC四通道煤粉燃烧器系列产品是武汉理工大学(原武汉工业大学)“211工程”建设项目开发的新产品,课题研究人员根据冷、热态实验基地的技术参数,以国内外的三通道煤粉燃烧器为基础,采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论,结合全国原煤资源的特性以及我国水泥窑的结构和性能,运用大型计算机
2、仿真技术研制的新一代EPIC四通道煤粉燃烧器。该产品集国外同类先进产品众家之长,适用于我国水泥生产行业各类回转窑,总体性能达到国际多通道煤粉燃烧器水平。用户在使用本产品之前请详细阅读本说明书。二 、技术原理四通道燃烧器是科研人员根据冷、热态实验基地的技术参数,对国内上百家水泥厂进行实地考察,以国内外三通道煤粉燃烧器为基础开发出来的。采用现代最新燃烧技术-大速差和强旋流理论,使火焰的内部范围的燃料聚集;通过降低一次空气消耗量来降低火焰根部范围内的氧含量并降低温度峰值;优化燃烧器喷嘴系统,通过调节喷嘴的几何形状来改变一次风量。21一次空气量与轴向喷射速度 燃烧器的作用首先是保证火焰的长度。火焰长度
3、主要取决于煤粉与燃烧空气的混合速率,而混合速率主要由燃烧器单位推力(即一次空气的动量和单位时间输送空气的流量)所决定。如果推力大,火焰短,煤粉的潜热就会在一个小的体积内释放,因而火焰温度变得很高;如果减小推力而使火焰长度延长,火焰温度将会下降。 火焰是经喷射气流形成的,确定气流喷射量的大小是动量(M)。M=AV式中:M-动量,%m/s;A-一次空气体积百分数,%;V -轴向风喷速,m/s。对同一种煤来说,其完全燃烧所需的动量是一定的。而对同一型式的燃烧器来说,其动量有一定的范围,因而一次空气百分数用量愈低,其轴向喷速愈高。不同型式燃烧器的动量范围是不同的,因而其喷速也不等,但各种燃烧器的喷速均
4、符合上述规律。早期燃烧器轴向喷速在100m/s-150/s左右,随着一次风量的降低,目前均设计在200m/s以上。轴向喷速增加,相应增加了火焰长度,降低了峰值温度,有利于窑皮和耐火砖的使用周期。窑内燃料燃烧时,供燃烧用的空气一是通过燃烧器向窑内喷射的低温一次空气,另一是从篦冷机来的高温二次空气。在燃烧过程中,一次空气量比例降低,则二次空气量比例就增高。经估算当二次风温为900时,每降低1%的一次风量,多用的二次空气可使燃料热耗降13.5kj/kg。早期的三通道燃烧器一次空气量在12%-15%以上。经优化,四通道燃烧器一次空气量已降到7%以下,大大节省了能量。22 旋流强度与燃料的挥发分含量 除
5、了火焰长度外,燃烧器还应保持火焰具有合适的气体流场。回转窑内的燃烧过程是受扩散控制的,在燃烧着火温度较高的燃料时,火焰的气体流畅是非常重要的。确保燃料正常着火并稳定燃烧的最简便的方法是使热的燃烧产物重新回到燃烧器端部与较冷的一次风及燃料混合。故要求设计上应设计上应充分考虑燃烧器出口部分的流场,可采用大速差及稳燃腔的结构。对于挥发分低的煤和无烟煤,在回转窑内燃烧时,着火点高,温度低且最大热量区靠后。为使其挥发分快速挥发燃烧,增加燃烧温度并加快碳粒燃烧,提高火焰温度,缩短最大热流距窑头的位置,必须有较强的旋流强度。所以,应增设可调旋流装置,形成旋流风。 23火焰形状与窑皮的稳定性 回转窑生产过程中
6、,火焰必须保持稳定,避免出现陡峭的峰值温度,且较长的火才能形成稳定的窑皮,从而保护烧成带耐火砖的使用周期。可采取如下措施:将旋流空气从输送煤粉及空气的内管移至管。旋流空气在煤粉管内侧会造成局部的旋流,从而造成陡消的峰值温度,而在煤粉管外侧则火焰在较长的距离内形成旋流,其强度较为均衡,燃料挥发分挥发也较均衡,相应峰值温度也较均衡。加大轴流风速,并在轴流喷口前端设置拢焰罩。风速增大,则火焰拉长;前端设置拢焰罩,可适当减少火焰横向扩散程度,相应火焰均衡。调节旋流角度和旋流喷速以及轴流喷速,从而调节火焰形状。在燃烧器设计时,中心空气采用圆形喷口平行射流,最外层的轴向空气采用环形射流或圆形喷口平行射流,
7、这两种射流均能产生气流回流,因而在火焰的中间形成一个内回流,在火焰外部也形成一个大的回流,这两种回流有利于煤粉中挥发分均衡挥发,减缓峰值陡峭温度,稳定了火焰。24 NOx排放氮化物的生成量随温度增高而增加,在燃烧过程中,氧含量愈高,产生的NOx也愈高。采取措施,通过降低火焰的峰值温度和促使燃烧在局部还原气氛内进行,可实现降低NOx排放。三 、技术性能31火焰形状可调性好:EPIC四通道煤粉燃烧器具有多种调节手段,内外风的不同比例及出口喷射流型可在总风量不变的条件下大范围无级调整,从而可获得能适应任意工况的火焰形状32 节能降耗:由于一次风量低,且直流风和旋流风可调至最佳比例,有利于煤粉完全燃烧
8、,因而EPIC四通道煤粉燃烧器可有效降低煤耗,理论和实践表明每减少1%的一次风量可降低热耗8.7010.46kJ/kg燃料。同时,二次风温显著提高。33 对煤的适应性强,可用于低挥发份煤或无烟煤:根据燃烧挥发份含量(%),适当调整煤粉细度(一般0.080mm筛余百分数控制在挥发份百分数的0.50.75倍),同时相应调节燃烧器的推力,可实现将低挥发分煤或无烟煤用于回转窑煅烧。34 低NOx排放量:正常作业时EPIC四通道煤粉燃烧器头部有一高温烟气回流形成的负压区,可避免产生局部高温,沿窑长的温度曲线变化平稳,因而可有效抑制“燃烧NOx”和“高温NOx”的产生,降幅达2030%,烟气排放达国家环保
9、排放标准。35 结构合理、总体性能优良:EPIC四通道煤粉燃烧器外型美观,配套设施齐全,系统阻力小,火焰调节灵便快捷,维修保养方便,总体性能达到国外多通道燃烧器水平。36 新技术、新材料确保使用寿命:EPIC四通道煤粉燃烧器的易磨损部位,进行了特殊的耐磨喷涂技术,使燃烧器关键部位的耐磨寿命比普通钢提高了510倍。EPIC四通道煤粉燃烧器的头部及喷嘴采用耐热钢材质,可保证燃烧器在1100的条件下,有两年以上的寿命。37 定位调节方便灵活:EPIC四通道煤粉燃烧器的悬挂装置能根据窑内工况需要伸缩偏转,调节其在窑内的工作部位,使热工制度稳定可靠。旋流风通道的内外套管都采用了轴向伸缩结构,可视工况需要
10、实时调节,使喷口产生扩张延伸效果。38 配用点火油燃烧器:可根据用户需求,设计配套DY-Z型油燃烧器,节能效果明显。39 技术参数 流风风速:140250m/s 压力140mbar 旋流风风速:110240m/s 压力140mbar 煤风风速:2035m/s四、结构简介EPIC四通道煤粉燃烧器是跟踪国际先进的燃烧器技术,在消化吸收的基础上,研制开发成功的。其外形结构如图1所示图1.EPIC四通道煤粉燃烧器外形结构图喷嘴总成:选用优质耐热钢,对部分部件进行了表面材质处理,提高了硬度和耐磨性能;旋转框架:能旋转调整3;直流风压力表:00.06MPa;煤风压力表:00.06MPa;旋流风压力表:00
11、.06MPa;中心风压力表:00.06MPa;配重压力杆;配合安装回转装置;旋流风风管调整机构:旋转调整螺母可移动+15/-15mm,以补偿由温度引起的风道长度差,调节火焰旋流强度及火焰形状;油枪:点火或补火时用;直流风蝶阀:控制直流风风量及风压;旋流风蝶阀:控制旋流风风量及风压;中心风蝶阀:控制中心风风量及风压。中心风蝶阀:控制中心风风量及风压。五、工作原理EPIC四通道煤粉燃烧器,采用四个通道,喷嘴结构图见图2,由内向外依次为中心风通道、旋流风通道、煤风通道、直流风通道。中心风主要调节燃烧出口处回流区的位置及大小,同时起保护燃烧器头部的作用;旋流风道采用螺旋叶片的轴流式旋流器,其气动阻力小
12、,旋流强度大,旋流风的高速回旋气流,可产生内部回流区,卷吸窑内高温气体,从而起到稳定燃烧的作用;煤风(煤粉与气体混合物)具有输送煤粉与调节火焰的作用;直流风喷口采用1216个周向分布的专用喷嘴,喷射高速气流,卷吸二次高温风,确保煤粉与热烟气充分混合,强化燃烧。 剖视图 正视图图2.EPIC四通道煤粉燃烧器喷嘴结构图六、安 装61 安装方式吊装行车式地轨小车式根据用户现有的安装条件安装。油泵的安装应考虑到油泵的工作性能,考虑其吸程,扬程,尽量将油池设定靠近窑头,缩短油泵与油池的距离,油泵吸油管道口应没入油池底部。图3.吊装行车示意图图4.地轨小车示意图6. 2 定位燃烧器安装定位图见图3,一般燃
13、烧器安装在窑的第象限。拉法基形式定位为燃烧器中心与窑轴线重合。图5.燃烧器安装定位图63 安装注意事项无论何种安装方式,除配重压力杆外,不得有任何施力件或受力件,搭接在燃烧器本体上,否则伸缩节补偿伸缩作用会因此受到限制而失效,进而导致头部结构破坏。如果采用刚性伸缩管作煤风管或净风管,须确保该伸缩管的伸缩所需力度小于燃烧器伸缩节的伸缩力度极限,不得使伸缩节产生拉伸形变。所有法兰连接须用铜导线接地以防静电感应,接地紧固件须用耐腐蚀金属材料。七、试运转 71 对燃烧器设备进行气密性及调节控制系统常规检查。72 在节流阀完全敞开状况下一次风机试车4小时,记录燃烧器系统中的压力分配。73 直流风表压和旋
14、流风表压均能同时达到0.039MPa以上。74 在无煤粉的条件下,开启煤风机试车,确保煤风表压能达到0.002MPa。75 试调节(8)旋流风风管调整机构,旋转调整螺母可移动+15/-15mm(见图4)。 76 气力雾化油枪 气压调整到0.40.5,油压调整到0.350.45。77 机械雾化油枪 油压控制在2MPa-3.5MPa。78 油枪在试运转的时候注意枪头的清洗,以防止管道中的杂质堵塞枪头出口。图6.30旋转调节 图7.旋流风风管调节八、操作要点与参数 81 基本操作要点 采用EPIC四通道煤粉燃烧器应将窑系统工艺操作同燃烧器操作视为整体,看火工要熟练掌握窑内物料煅烧情况,善于综合分析,
15、前后兼顾,且有预见性,做到“三稳”(稳定操作、稳定热工制度、稳定料量),“三勤”(勤看、勤联系、勤调节),窑速稳中求快。8.1.1操作准备工作*回转窑已进入操作状态。*检查燃烧器耐火浇注料包套是否完整无损,包套不完整不得使用。*燃烧器已伸入窑头且已调整定位。*各手动阀门转动是否灵活。转动方向是正确。*压力表安装到位,检验完毕。*确认所有风道的软管和进油,回油软管已连接完毕。*燃油系统管路连接是否正确。*过滤器的滤网是否清洁。*油泵是否可以用手转动。*油泵转向是否正确。*油路阀门是否灵活。* 一次风机开启。* 煤粉输送系统已清理干净,无煤粉存在,处于准备操作状态。* 安全措施具全,检查各压力表读
16、数。8.1.2 点火注意事项正常点火:为降低喷爆危险,在点火和驱气期间,应关闭窑尾电收尘高压系统和振打设备,充电系统应接地。火焰熄灭时应中断燃料供应。热窑点火:窑衬和物料的温度必须超过800,如需要,点火前回转窑必须转过1/4圈以提供新的窑衬热表面和物料。无把握时可用火把点火。8.1.3 烘窑前应完成的工作3.1 烧成系统已完成单机试车和联动试车工作。3.2 煤粉制备系统具备带负荷试运转条件,煤磨粉磨石灰石工作已完成。3.3 煤粉计量、喂料及煤粉气力输送系统已进行带负荷运转,输送管路通畅。3.4 全厂空压机站已调试完毕,可正常对窑尾、喂料、喂煤系统供气,并且管路通畅。3.5 烧成系统及煤粉制备
17、系统冷却水管路畅通,水压正常。8.1.4 操作点燃气力雾化油枪油枪:打开供气开关,压力0.40.5MPa; 启动油泵,压力0.350.45MPa; 用小火把点火 点燃机械雾化油枪: 启动油泵 调整压力到油泵正常工作压力2MPa-3.5MPa启动期间:送煤量约正常值的1/31/5,调节短火焰;旋流风和直流风的推荐压力参数为0.010.02MPa;煤风推荐压力参数为0.0020.004MPa。 稳定生产期间:退出油枪1m左右; 调节最佳长火焰,旋流风和直流风的推荐压力参数为0.020.039MPa ; 煤风推荐压力参数为0.0080.01Mpa。 火焰的形状可用调节各阀和改变各风道的轴向相对位置来
18、改变,也可以通过改变煤粉喷口处速度来调节。 在正常操作过程中,二次风温必须达到800950,以确保最佳的燃烧状况。82 烘窑点火目前一般采用回转窑、预热器耐火材料烘干一次完成,并紧接投料的方案,烘窑点火操作步骤如下:8.2.1确认各阀门位置高温风机入口阀门,窑头电收尘器排风机入口阀门全关(考虑到环保要求,可先开启窑尾大布袋收尘器风机,调整大布袋收尘器风机阀门和窑尾高温风机阀门保持窑头罩微负压状态)。 篦冷机各风机入口阀门全关。8.2.2 在外部条件(水、电、燃料供应)具备,并完成细致的准备工作后可开始烘窑操作。8.2.3 用8m长的钢管一根,端部缠上油绵纱,做为临时点火棒。8.2.4 将喷煤管
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