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球团回转窑用多通道燃烧器的选型和使用

当前，钢铁行业的球团生产已经向链篦机-回转窑-环冷机的生产工艺转变，随着这种生产工艺的普及，生产线所需的设备也和之前竖炉、带式焙烧机生产线的设备有所不同。同样是提供热量的设备—燃烧器，回转窑对燃烧器性能就有更高的要求。现在回转窑用燃烧器大多采用多通道燃烧器，由于各个厂家的燃料构成不同，燃烧器的类型有四通道煤粉燃烧器、四通道气体燃烧器、五通道煤气混烧燃烧器、五通道气气混烧燃烧器等。

燃烧器相对于整个球团生产线来说是一个很小的设备，但是对回转窑的焙烧起到很关键的作用。燃烧器性能的好坏直接影响到回转窑是否能正常生产和产品的产、质量。而一个性能好的燃烧器能否正确使用也直接关系到回转窑是否能正常、高效的运转。因此，球团回转窑对多通道燃烧器的选型和使用尤为重要。

1 多通道燃烧器的选型

回转窑用燃烧器是将燃料和助燃空气，按所要求的浓度、速度、湍流度通过各自的通道送入窑内混合，使燃料能够稳定着火与燃烧的装置。一台性能优良的燃烧器应该具备以下特点：

●火焰形状规则完整、无波动、不会出现扫窑衬的现象。

●燃料和助燃风混合良好，燃烧充分。

●火焰热力强度适中，温度分布合理，没有过高的温度峰值。

●能有效的降低废气中的CO和NOX的含量，有利于环保。

●燃烧器操作简单方便，能在线调节，根据不同的燃料变化情况适时的调整出合适的火焰；燃烧器整体要能沿回转窑的轴线方向移动。

●喷头材质要耐高温耐磨，设计要考虑到维修拆卸方便。

回转窑燃烧器在选型时要充分考虑燃烧器是否具备上述性能，而一台燃烧器是否具有优良的性能，得从燃烧器的设计理念和结构特点来判断。目前大多数的燃烧器厂家在燃烧器的设计方面都是一窑一设计，也就是每台燃烧器都是针对配套使用的回转窑的工艺参数专门设计的。因此，回转窑的厂家在对燃烧器选型时要做到以下几点：

（1）精确提供回转窑与燃烧器相关的工艺参数，以便对燃烧器进行精准设计。特别是燃料的实际用量要尽量精确。

（2）在对燃烧器选型时要看燃烧器的结构设计是否能达到性能优良的条件，主要从以下几个方面判断：

●燃烧器是否有拢焰罩。拢焰罩能防止火焰过早扩散，同时能使气流形成碗状效应，有效的收拢火焰，避免温度峰值过高。

●燃烧器头部各个通道的出口面积是否可调。燃烧器各风道上的蝶阀调节火焰的范围是有限的，当燃料或窑况发生较大变化时，可以通过调节各通道的出口面积来改变火焰形状。

●中心风的设计很关键。中心风板又叫做火焰稳定器，中心风的作用是给火焰中心部位提供部分氧气，使燃料能够充分的燃烧，同时又能防止火焰中心部位负压导致的回流烧坏喷嘴，稳定火焰。很多形式的燃烧器中心风只是在原来三通道燃烧器的基础上在中心部位设计几个或多个小孔，起不到上述的作用。

●燃烧器配风是否合理。性能优良的燃烧器在配风时保证使用效果的同时还要充分考虑到节能环保的问题。不同燃料的燃烧器配风原理也有所不同。

●喷嘴部分设计是否拆卸方便。燃烧器是长期在高温条件下使用的设备，喷嘴虽然采用耐热钢材质，但还是有一定的使用期限，因此到期更换维修喷嘴时拆卸是否方便也很重要。

（3）选择具有独立设计、加工、制造能力，在相同工艺的生产线上有较好使用业绩的燃烧器生产厂家。

2 多通道燃烧器的使用

一台性能优良的燃烧器在生产中能否发挥作用，正确的操作、使用很关键。很多厂家对燃烧器的使用、管理都指定专人负责，这是一个很好的管理办法。以下是燃烧器从进厂到使用中应遵循和注意的事项：

（1）进厂检验

燃烧器进厂后，首先要对照协议内容和发货清单清点到厂货物是否有误并及时与生产厂家取得联系，其次要仔细阅读使用说明书，对设备进行一个初步的了解

（2）安装应注意的几点

●打浇注料时一定要采取措施防止浇注料灌入燃烧器头部喷嘴内，否则会造成火焰形状不规则影响使用效果。打完浇注料后要对浇注料进行养护，确保使用寿命。

●安装位置的确定。大多数情况下燃烧器在窑内的截面位置为回转窑的中心或偏向第四象限（靠近球团的象限），目前一部分厂家是在中心位置，也有一部分厂家靠近第四象限，至于到底在那个位置好，不能一概而论，只要能满足正常的生产要求就可以。燃烧器伸入窑内长度为500mm左右，燃烧器呈水平安装。伸入窑内长度是指燃烧器端部相对回转窑窑口截面位置进入窑内的长度，目前有的厂家伸入一米多，伸入窑内过长等于减少了回转窑的有效长度，同时生产中窑内结皮的脱落会砸坏头部的浇注料，减少燃烧器的使用寿命。

●连接燃烧器和现场的管道之前要先清吹管道，确保管道内无焊渣、杂物，否则杂物进入燃烧器对使用造成影响。

●安装完毕后要启动风机对燃烧器进行清扫，再次检查喷嘴有无异物堵塞。同时检查小车的移动是否灵活可靠。

●检漏：对于煤气通道，在使用前应进行气压试验，确保联结部位严密无泄露。

（3）多通道燃烧器的结构原理

在操作燃烧器之前，操作者必须对燃烧器的结构和性能进行充分的了解。如大多数厂家使用的四通道煤粉燃烧器，其头部结构示意图如下：

它的通道排布从内到外依次为：燃油管、中心风、煤风、旋流风和轴流风。因燃油管只在点火初期使用，故习惯上上称之为四通道煤粉燃烧器。而其他类型的燃烧器在助燃风分支的三个通道（中心风、旋流风和轴流风）和四通道煤粉燃烧器一致，只是燃料不同燃料的通道稍有变化。

了解了燃烧器的头部结构，还要对每个通道的作用有所了解，这样才能在操作中调节燃烧器时心中有数。

●轴流风：起包裹火焰的作用。防止火焰发散、发乱并卷吸周围的高温二次风，以利于燃料的迅速燃烧。

●旋流风：加强高温空气与燃料的快速混合，其在运动过程中产生的内回流更有利于火焰的稳定和燃料的燃烧。

●中心风：其作用在于控制火焰内回流区的大小远近。有稳定火焰的作用并防止煤粉倒灌回流堵塞喷头。

●燃料通道：其作用在于把燃料均匀、稳定的输送入窑。对于煤粉通道，送煤风的用量不可过大，也不可过小。过大易将煤粉送的太远，造成后燃。过小易造成煤粉在高温内沉积而堵塞管道。对于气体燃料，要根据不同的燃料类别、压力和流量，在设计时考虑不同的流速。

性能优良的燃烧器在设计的时候考虑到窑况和燃料的变化，除了燃烧器上的手动蝶阀调节各风道的风量比例外，还增加了对各风道出口截面的调节手段。调节各风道出口截面积通过压缩或扩张管道上的金属波纹补偿器来实现，具体如下图所示：

（4）多通道燃烧器的操作

多通道燃烧器的操作具体内容包括：火焰形状的调整、燃料用量和助燃风用量的调整、燃烧器位置的调整（相对回转窑截面的位置和轴向位置）以及特殊窑况下的操作等

★火焰形状的调整

燃烧器上蝶阀的调整：

●加大轴流风风量，火焰加长；减小轴流风风量，火焰缩短

●加大旋流风风量，火焰缩短；减小旋流风风量，火焰加长

●加大中心风风量，黑火头加长，减小中心风风量，黑火头缩短

燃烧器上波纹补偿器的调整：

●压缩轴流风管上波纹补偿器（轴流风出口截面积加大），火焰加长；扩张轴流风管上波纹补偿器（轴流风出口截面积减小），火焰缩短

●压缩旋流风管上波纹补偿器（旋流风出口截面积加大），火焰缩短；扩张旋流风管上波纹补偿器（旋流风出口截面积减小），火焰加长

●压缩煤风管上的调节丝杆（煤风出口截面加大），火焰缩短；扩张煤风管上的调节丝杆（煤风出口截面减小），火焰加长

★燃料用量和助燃风量的调整

燃烧器燃料用量的调整要根据回转窑内温度的高低和温度的分布情况来调整。加减燃料的时候要根据窑内的气氛情况决定是否同时调整助燃风的用量。一般情况下在增加燃料量的同时增加助燃风的总量，减少燃料量的同时减少助燃风的总量。另外调整助燃风总量还要参考窑系统温度的高低和窑头窑尾温度的分布情况。

★窑内结圈的处理

如果回转窑内有结圈的现象，此时的操作应该适当减小产量，采用间断移动火焰的高温点（通过移动小车配合燃烧器火焰长短的调节方法实现），同时采用对结圈部位急冷急热的操作方式来处理。

★球团强度和亚铁指标不合格的操作

一般主要是焙烧温度不够和窑内氧化气氛不好，此时在燃烧器的操作方面，适当提高焙烧温度、加大助燃风用量，同时系统的冷却风、主抽风等要配合调整。

3 多通道燃烧器的维护

燃烧器容易出现的问题主要是磨损，变形，堵塞。这些问题将直接影响到火焰的形状和燃烧状况，也将会是各种工艺事故发生的源头，在出现火焰变化时，应在第一时间进行检查并及时修复或更换，以免影响到回转窑的正常工作。具体要做到以下几点：

●经常关注燃烧器头部浇注料的损坏情况，发现浇注料有剥落的现象应立即停窑进行灌补，否则将会在很短的时间内导致燃烧器头部或风管损坏，造成燃烧器需要更换头部或大修

●首次使用时浇注料一定要按照规范养护

●每次停窑要检查头部喷嘴是否有磨损、堵塞的情况

●使用中应注意各接口处的密封，若有漏风应予处理。特别是气体燃料的燃烧器。

●每次停窑或临时熄火时，停止燃料后不能马上停止送煤风机和助燃风机，防止喷嘴在高温下变形。

4 结论

多通道燃烧器与球团回转窑相比，无论在体型、重量抑或是造价上，都是小巫见大巫，九牛一毛。然而它对回转窑系统的产质量、热耗、耐火材料的使用寿命、回转窑的运转率、有害气体的排放等指标都有着举足轻重的作用。因此，对燃烧器的选型、使用和维护是不可轻视的一项工作。我们的使用单位，在对燃烧器作出正确的选型后，还要努力提高对燃烧器的管理和操作水平，为企业增产降耗、为我国早日实现节能减排的目标做出应有的贡献。

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