13工业窑炉高效节能燃烧装置及技术.docx

工业窑炉高效节能燃烧装置及技术 燃料的完全燃烧是节约能源的关键之一。 在工业窑炉中，关于燃 烧技术方向的节能潜力非常大，因此，工业窑炉的一个重要的节能途 径就是采用新型的燃烧装置或技术，窑炉燃烧装置的基本作用是保证 燃烧在窑炉中具有燃烧形态、燃烧工程、保证窑炉具有良好的经济效 益，并满足窑炉生产工艺的要求。对于以燃烧获得热能的工业窑炉来 讲，应该充分利用低空气系数燃烧技术， 排烟余热预热燃烧用空气和 燃料的技术、富氧燃烧技术等。 要保证工业窑炉生产工艺及经济效益的要求，对于窑炉燃烧装置 有如下要求：按照窑炉炉型和生产工艺要求，在窑炉规定的热负荷条 件下，应保证燃烧能完全燃烧(无氧化加热炉除外)，保证火焰具有 一定的外形，并保证较低的能耗。同时根据窑炉炉温的变化，要保证 有稳定的燃烧过程和良好的操作条件， 不仅要保证安全生产，并且方 便操作和管理。 一、高速燃烧器燃烧技术 高速燃烧器有两个作用，一是能使燃气在非常高的热强度下燃 烧，二是高温烟气以非常高的流速(200— 300m/s)从燃烧室喷出， 从而实现快速对流换热。高速燃烧器通常是指燃烧产生物及其火焰的 喷射速度大于90m/s的燃烧器，多数情况下为100m/s以上。燃气和 空气在燃烧室内进行强烈混合和燃烧，完全燃烧的高温烟气以非常高 的速度喷金炉内，与物料进行强烈对流换热。随着燃烧技术的飞速发 展，高速燃烧器已在金属材料加热、煅造、冲压、陶瓷、非金属材料 干燥等方面得到广泛应用。高速燃烧器即可提高炉子的生产率， 又可 降低燃料的消耗与金属烧损。采用对流换热来代替一般的火焰炉辐射 换热，能使热耗降低30%--50%。 二、高速燃烧器的特点和类型 高速燃烧其实工业窑炉应用较广的一种速热燃烧装置， 通常情况 下，本身带有一个燃烧室，燃料和空气混合，在燃烧室内能够实现完 全燃烧(》85%),燃烧后形成的高温烟气借助于膨胀压力从燃烧器 喷口高速喷出。高速燃烧器的基本原理相当于简单的喷气式发动机。 燃料在燃烧室或燃烧坑到前半部基本上能够燃烧完全， 原因是密闭的 燃烧室能保持足够的压力，使高温的燃烧气体以100—300m/s的高速 喷出，高速气流可促使炉内气流循环，强化对流传热，同时可提高炉 内温度的均匀性，实现工业窑炉快速加热，并可减少工业氧化烧损， 达到节能和提高生产质量的目的。如果在燃烧室出口处或燃烧坑道的 后半部供给能够调节的二次风，即可以实现燃烧气流温度的调节，构 成高速调温燃烧器。另外，高速燃烧器可通过过剩空气和燃气来改善 其工作性能，甚至还能使用多种燃料进行燃烧， 说明其燃料适应性非 常强。采用高速燃烧器技术可使窑炉结构明显简化、成本大大降低， 通常可使窑炉节能30%左右，具有良好的经济效益。 (1)高速燃烧器的特点 该燃烧器的优点：高速燃烧器可使燃料以超高热负荷完全燃烧。 燃烧器自身的燃烧室容积很小，燃料在其中能够基本完全燃烧，故其 燃烧室的容积热强度很高，最高值可达到 6.28O08KJ/(m3 ? h)。同 时由于燃烧气体流速较高，可强化对流传热，改善了炉温的均匀性， 研究表明，炉温在450--650C时，温差为士 3.5C;炉温在850--1150C 时，温差为士 7C,炉内气氛用于调节成氧化性或还原性，过高空气 系数很高时，仍能够稳定燃烧。最大过剩空气量可达 50.0，远高于调 节普通燃烧器的2.5.高速燃烧器燃烧气流温度可以通过调节一、二次 风及煤气量，在200--1800C范围内自由调节（过量空气系数a在1— 50 之间），是的高速燃烧器能适应各种窑炉的要求。因此，对于窑炉， 加热器或感知器的温度可轻松实现精密调节， 即可满足非常苛刻的工 艺要求，提高产品的质量和产量，高速燃烧器可使窑炉适用范围扩大。 高速燃烧器的高温烟气在燃烧室内剧烈膨胀， 燃烧室出口设有烟 气缩口，所喷出的烟气速度非常高，通常喷出速度 90— 120m/s,最 高喷出速度可达200—300m/s,由于喷射速度过高促使噪声急剧增高， 从而限制了应用中选取的速度。高速燃烧器的喷出动量远远高于普通 燃烧器。高速喷出的高温烟气可引射大量较低温度的炉内烟气， 形成 强烈的烟气回流，起到搅拌作用，促使烟气喷射速度改变时，弓I射的 回流烟气量也随之改变。通常回流烟气量在 20— 200倍范围内变化。 该燃烧器可使降低燃料消耗。由于燃烧效率高，节约燃料，通常情况 下可降低产品燃料消耗15%--50%左右。炉内气体的强烈循环及搅拌 效果好，燃烧室小，散热损失小，炉内气氛易调节等因素，使燃料消 耗量减少。与普通加热炉相比较，煤气消耗量可减少67%以上，该燃 烧器对燃料量调节范围很广，能使工业炉炉体简化，便于控制和操作。 其调节比通常达到1:50,远高于普通燃烧器的调节比（1:10）。且该 燃烧器操作灵活，能实