1、喷煤管的调校和使用蒙西水泥股份有限公司 韩建业关键词： 喷煤管调整 窑皮状况 燃煤要求摘要：作为回转窑用燃烧器,喷煤管在熟料煅烧过程中起着关键的作用。水泥熟料的品质、窑的产量、耐火材料的使用周期和使用寿命、单位熟料热耗等等无不与喷煤管的选择和使用息息相关。这里面使用过程中的调整最为关键，它直接决定了水泥窑的产量、耐火材料的使用寿命以及单位熟料热耗。介绍喷煤管就不得不介绍它要使用的燃煤。目前我国对煤种的划分如下表：种类 V% 粒度(mm) 备注无烟煤 0-10 贫煤 10-20 0 粉末 瘦煤 14-20 0-12 1#、2#瘦煤 焦煤 14-30 12-25 瘦焦煤、主焦煤、肥焦煤 1#、2#
2、 肥煤 26-37 25-30 1#、2#肥煤、1#、2#焦肥煤、气肥煤 气煤 30-37 9-25 1#、2#肥气煤、1#、2#、3#气煤 弱粘煤 20-37 0-9 1#、2#弱粘煤 不粘煤 20-37 0 烟煤 长焰煤 37 2-5 褐煤 40 _ 原则上水泥企业可以使用所有煤种，以下几个指标数值的高低，直接影响着回转窑的产质量，应加以关注。1） 燃煤的热值 煤的热值是衡量燃煤性能的重要指标。一般来讲，煤的热值越高， 煤的燃烧性能就越好。目前大的水泥公司有倾向于采用高热值燃煤的趋势。这是因为，煤热值高，不仅用煤量减少了，而且煤的发热一般都较快，对水泥窑达到高产低耗的目的，综合经济效益不比
3、采用低廉的劣质煤差。2） 燃煤的挥发份 煤的挥发份一般是由碳元素同氢、氧、硫等元素组成的有机化合物。在煤粉燃烧前它首先析出气化而燃烧，随着挥发份的提高，火焰变长，呈现出气体火焰的特性。煤的燃烧能力与挥发份含量成正比，因此 在采用低挥发份的燃料时，为了获得相同的燃料燃烧时间，通常采用减小煤粉粒径来控制煤粉的燃烧。3） 煤粉细度 在回转窑窑头烧成带，二次风温一般均大于1000，火焰温度大于 1800，煤粉在这种环境下的燃烧速率主要受扩散速率控制。对于受扩散速率控制的反应过程，煤粉燃尽时间与颗粒大小的二次方成正比。只要减小反应物体颗粒直径，就能加快其反应速率，因此对于窑头燃烧器，煤粉细度是影响煤粉燃
4、烧速率的主要因素，而煤质对燃烧速率影响较小。因此对于无烟煤或劣质烟煤，一般都采取减小煤粉细度来保证煤粉完全燃烧和烧成带的煅烧温度。4） 煤粉水分含量 当含有水分的煤粉喷入到回转窑内时，在周围高温环境下，热量迅速传递到煤粉颗粒表面，水分首先汽化，同时煤粉被冷却。因此煤粉在燃烧前需要更高的温度，使得可燃物析出后，煤粉才开始燃烧。在高温度环境下，煤粉水分蒸发异常迅速，煤粉颗粒内有可能产生高蒸汽压力，导致颗粒爆裂。水分过高将导致煤粉着火延迟，并产生长火焰喷煤管综述：窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏及调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风
5、和中心风以及凤翅角度的大小，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外回流，强化一次风充分混合，达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧化成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据
6、具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风量及温度、窑内情况以及生料易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风以及凤翅角度的比例关系，还有燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。一般对喷煤管的要求应具有以下作用： 1. 节能降耗、 2. 提高熟料产质量、 3. 延长回转窑耐火砖和窑体的使用寿命、 4. 提高运转率、 5. 扩大资源利用、 6. 缩短窑筒体长度、 7. 降低有害气体 NOx 的排放对喷煤管主要特点的要求：1.较低的一次风比例，约为 5%-7%，能显著节能降耗，与传统燃烧器相比要至少节煤 10%以上。2.喷头部分要采用耐高温、抗高温氧化的特殊耐热
7、钢铸件机加工制成，以提高头部的抗高温变形能力。3.在易磨损部位有采用独有的防磨技术处理，耐磨性能优异，且易于更换 。4.火焰形状规整适宜，活泼有力温度较高，窑内温度分布合理 。5.热力集中稳定，卷吸二次风能力强，熟料结粒细小均齐，有效提高冷却机热效率 。6.火焰调节灵活，简单方便，可调范围大，要到可达 1：10以上。7.热工制度合理，可提高台时产量 5%-10%，水泥熟料强度提高 3-5MPa。8.低 NOx 排放量，相比传统喷煤管降幅达 20%-30%。9.使用寿命长，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤和烟煤。主流喷煤管头部结构：（剖面图）生产使用时产生的几种火焰形状：-一次风标
8、称压力，旋流器最小!短窄火焰 一次风标称压力，旋流器最大 短宽火焰一次风压力降低，旋流器最小 一 宽长火焰小心正常火焰要想得到理想的正常火焰，喷煤管中心线必须和回转窑的中心线重合，这是基础位置。因此喷煤管中心线的校验非常重要，大家知道，在设备安装要求上，喷煤管的中心线和窑的中心线应该是重合的。 安装单位必须与以保证，但作为业主，一定要参与安装。 如何确定它们的中心显示在一条直线上呢？有两种方法： 一是传统的经纬仪法，太复杂，也不好找点，这里不予介绍。二是红外线法，操作简单，数据可靠。下面就来说说怎样测量：1、将喷煤管前后位置定于“0” 位，即冷态时喷煤管端部和窑口平齐。如下图：回 转 窑2、将
9、红外线枪从喷煤管尾部点火油枪孔处往窑内照射，同时调整火嘴，将光点打到后窑口或 70 米左右中心点。如下图：回 转 窑3、从后往前每五米测量一下红外光电在窑内上下左右位置，直到窑口 1 米火砖处，即可判定喷煤管中心线和回转窑中心线是否重合。如下图：1米回 转 窑4、若有偏差，可根据相似三角形计算出数值，然后调整火嘴位置，直到重合。例如出现以下偏差：砌新砖后测量 1 米处上下直径是 4.36 米，但到红外线的高度是 2.28 米，说明火嘴中心线髙了 0.1 米。假设火嘴从支点 a 到头部长度为 8 米。计算：a=0.177/69=0.11 米，说明火嘴前支点应下落 0.11 米才能让喷煤管中心线和
10、回转窑中心线重合。如下图：此 处0.1米此 支 点a 应 下 落0.11米回 转 窑喷煤管的中心线确定后，就要确定喷煤管在开窑点火前的初始位置。根据多年的生产实践，通过点火油枪孔照射红外线法最为精确有效，且能做到量化调整。方法是：将喷煤管端部推到与窑口平齐，通过点火油枪孔向窑内照射红外线，光电落到窑内 57 米处，偏向物料方向第七块砖，这就是最佳的初始位置。如下图：调 整 火 嘴 ，将 光 点 打 到 窑 内55米-60米 ，偏 料方 向 ，从 最 下 一 块 开 始 数 第7 块 砖 。光 点回 转 窑回 转 窑正常生产，当窑况稳定后，视窑皮情况逐渐上抬火嘴，一般在原始位置上可将尾部下调 3
11、-4cm，喷煤管头部就可以上抬 9-12cm左右，若用红外线照射，光点将落在窑尾斜坡上，左右位置基本不调整。 调整时应遵循“近厚远薄高短低长的方针” 。生产中的调整如果烧成带（6 米-15 米）窑筒体温度较高，原因就是火焰太过集中，调整上应将火焰拉长。具体办法就是：若总风量不大，可关小三次风，逐渐减小凤翅角度，适当降低喷煤管高度。同时为保证窑温，在充分燃烧情况下可适当增加前煤用量。调整前后如下图：6米-11米 几 乎 无 窑 皮 ，筒 体 温 度 高 达386, 。原 因 是 火 焰 太 过 集 中 ，调 整 上 应 将 火焰 拉 长 ，同 时 为 保 证 窑 温 ，适 当 增 加 前 煤 用
12、 量 。日产 5000 吨水泥熟料回转窑，窑皮长度一般在 25 米左右，如果主窑皮较短，在熟料煅烧正常的情况下，可加大二次风用量，增加前煤用量来加长高温火焰长度，延长窑皮至合适位置。如果熟料出现黄心，说明喷煤管位置偏低，应抬高火嘴端部，并配合加大二次风用量。调整结果前后如下图：窑 皮 过 短 ， 调 整 上 加 前 煤 、 加 二 次 风 、 降 低 火 嘴 高 度下图在调整前，16 米左右要筒体温度过高，但前后都有较厚窑皮，原因是火嘴左右位置严重偏离，过多的偏向了没有物料的一侧，逐渐调整接近物料侧，则窑皮恢复正常。总之，窑 头 燃 烧 器 对 窑 内 熟 料 的 煅 烧 有 着 举 足 轻 重 的 作 用 ，其性能好坏及调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。因此，必须定期对喷煤管进行调校，使其发挥最大作用，达到产品优质高产的目的。参考文献：喷煤管使用说明书
