一、结圈认识
结圈是回转窑运行中“常态异常”:常态指其频繁出现;异常指其导致产量下降、质量劣化、熟料外观恶化。
二、燃烧器与窑皮的相互作用机理
燃烧器核心功能是在高温区高效、快速完成燃料燃烧,并以最大热流密度向物料传热。单位时间释放热量称为热力强度,其大小直接决定熟料形成速率:温度越高,C₂S吸收CaO生成C₃S越快,游离钙越低。提升热力强度需同时优化内因(风煤匹配)与外因(二次风温)。
(一)热力强度的关键因素:
一次风量:煤量一定时,风量过大带入过多冷风,燃烧速率下降;风量过小则煤粉分散不良,同样降低燃速。
一次风速:风速过高会卷吸低温二次风,降低火焰温度;风速过低则火焰刚性不足,稳定性差。
煤粉品质:发热量、挥发分、水分、灰分及细度共同决定燃烧速率。实验表明,5000 kcal/kg原煤在匹配合理条件下同样可烧出优质熟料。
(二)燃烧器对窑皮的调控作用
优质燃烧器:可在200 mm以内精准控制窑皮厚度,并使之均匀平整;通过一次风旋流角、轴流风速及二次风匹配即可实现“厚变薄、凸变平”。
热力强度与窑皮厚度:热力强度过高时,火焰核心区前移,熟料吸热不足,10 m之前窑皮被烧薄;火焰尾部温度降低,液相易挂后圈,形成喇叭口。热力强度过低则火焰后移,前圈迅速生成。
风速协同:当燃烧器调整效果有限时,可通过三次风阀开度增大二次风风速,辅助火焰后移,削薄尾部窑皮。
(三)需深入思考的问题
结圈主因:配料、操作、燃烧器三者交互。液相量波动、生料称不稳、煤称失准是本质;燃烧器只能在稳定条件下发挥最佳效果。
燃烧器与结圈责任:实践表明,同一燃烧器在不同窑况下表现差异巨大;下料不稳、三率值漂移时,再优燃烧器亦难避免结圈。
热力强度重要性:万吨线仅需单燃烧器即可达标,说明热力强度并非唯一瓶颈;关键在于火焰与物料吸热的动态匹配。
三、结束语
燃烧器对结圈的控制力取决于其与物料、工艺参数的耦合程度。单纯依赖燃烧器提产、提质、降耗难度极大,相较之下,优化生料易烧性与系统稳定性更为高效。期待燃烧器在火焰精准调控、智能自适应方面实现突破,为回转窑高效、低耗、长周期运行提供更强支撑。
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