旋流風對窯用四通道燃燒器氣相流場的影響
強化煅燒是提高水泥質量的必然要求,但強化煅燒所造成的局部高溫不僅減少了窯皮的使用壽命 , 而且增加了NOx的排放量。因此 ,調整燃燒器的工藝參數以控制燃燒器的火焰形狀 ,使之既能滿足水泥生產的工藝要求 ,又不影響窯系統的使用壽命 ,同時降低環境污染 ,是燃燒器設計和應用中亟待解決的問題。
水泥回轉窯窯頭燃燒火焰的溫度高達1800 ℃,其燃燒已進入固相擴散控制區 。在固相擴散控制區煤粉的燃燒速率取決于其擴散速率 ,即煤粉與空氣的混合速率及火焰區的湍流強度。因此 ,火焰形狀控制主要由燃燒器出口射流旋流強度的變化實現。研究表明 :隨旋流強度增加 ,火焰變粗、變短 ,可強化火焰對熟料的熱輻射。因此其出口射流旋流強度被稱為火焰形狀系數。但過強的旋流會引起雙峰(發散) 火焰 ,易使窯皮局部過熱剝落;同時也使噴嘴直接接觸火焰根部而被燒壞 ,因此在操作中調節燃燒器的旋流強度是很重要的。
旋流燃燒器的一個顯著特點就是能夠產生中心回流區 使高溫煙氣回流 加熱煤粉與空氣的混合物 使其順利著火燃燒 因此 中心回流區是衡量旋流燃燒器的一個重要的性能指標。
旋流風速度增大時 旋流強度增加 回流區 回流效應增強 回流的高溫煙氣量滿足水泥快冷快燒的要求 不利于提高水泥質量。因此 減小旋流角以提高旋流強度是燃燒低揮發分煤必要的手段。同樣 僅減小旋流角以提高旋流強度也是不可取的。可見 僅減小旋流角將使燃燒區過分靠近燃燒器出口 從而使燃燒器變形 影響燃燒器的使用壽命 同時由于局部溫度過高也容易形成 污染環境。因此 ,在水泥工業的實際應用中燃用低揮發分煤時應在提高旋流風的速度的同時減小旋流以形成合理的溫度
a.旋流風速度增加四通道燃燒器回流區尺寸增大且相對中心線外移旋流角減小,回流區延軸向前移 回流區尺寸也增大。
