回转窑燃烧器受限制因素--射流动量通量

    随着时间的推移和技术的不断发展，水泥窑对燃煤品质的要求不断的降低，无烟煤、劣质煤和再生燃料的品质都在不停地下降。这样回转窑的燃烧器器也要在结构上进行改进。回转窑内煤粉的燃烧属受限射流火焰,在二次空气供给量一定时,按一次射流动量，量大小可分两种情况。

    第一种情况是：当一次射流动量通量不大时，二次空气足够引射，即射流在扩展到窑壁前，引射量不受影响。

    第二种情况是：当一次射流动量通量大到一定值时，二次空气不能满足引射量的要求，即在射流扩展到窑壁之前的某个位置，二次空气被 引射完毕，过剩的射流动量随即开始引射下游区域的燃烧烟气，形成外部回流区。外回流的产生一方面使下游炽热燃烧烟气的回流增加了上游火焰化学活性基团和温 度浓度，从而增加煤粉后期燃烧速度；另一方面冲淡了可燃混合物中氧含量和挤占 燃烧空间，这会引起燃烧速度降低，增加了火焰长度，所以外回流的大小有一最佳 范围。

     此外，适度的外回流对煤粉和空气混合过程有促进作用，而没有外回流，则表明并非所有的二次空气都被带入一次射流火焰中。值得指出的另一个重要方面是，适度的外回流可以防止“扫窑皮现象”，防止一次射流扩展碰撞窑皮。

     经验表明，在射流扩展的理论碰撞点附近常常发生耐火砖磨损过快现象，导致窑运转周期缩短。在使用低挥发分燃料时，火焰的气体流场是非常重要的，因为低挥发分燃料一般具有较高的着火点，加之由于挥发分含量低，挥发分燃烧所产生的热量不足以使炭粒加热到着火温度而使燃烧持续进行。确保低挥发分煤持续点燃的最简便方法是增加火焰内循环量，使下游炽热的燃烧产物回流到火焰根部以提高该处一次风和煤粉温度。内循环的产生及其大小主要取决于燃烧器出口结构参数。综上分析，喷煤管出口动量通量和旋流强度是窑头火焰设计和操作的重要参数。喷煤管出口动量通量是射流股对来自冷却机二次空气引射能力的度量。过小的动量通量将导致二次空气和煤粉不能很好地混合，燃烧不完全，窑尾(含量升高，煤灰沉落不均而影响熟料质量，甚至引起结前圈。另外由于火焰下游外回流消失，加之火焰刚度不够)火 焰的浮升使火焰易碰撞窑皮，影响耐火砖使用寿命。过大的动量通量会引起过大的外回流，一方面挤占火焰下游的燃烧空间；另一方面降低火焰下游氧浓度，同样导致燃烧不完全，窑尾温度升高。喷煤管出口射流旋流强度主要控制着火焰形状，因此被称之为火焰形状系数。随着旋流强度的增加，火焰变粗、变短，可强化火焰对熟料的热辐射，但过强的旋流会引起双峰火焰，即发散火焰，易使局部窑皮过热、剥落；另一方面也易引起“黑火头”消失，喷嘴直接接触火焰根部而被烧坏。虽然大多数多通道燃烧器的旋流强度可在操作中调节，但极限参数的限定是很重要的，也是必须的。

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