一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法，本方法通过改变一次风的氧浓度和对回转窑燃烧器形成的火焰进行定向精准富氧空气助燃，将燃烧器火焰从起始到终止依次分为三个区域：煤粉挥发份贫氧燃烧区、焦炭初期燃烧区和焦炭充分燃烧区，从而实现回转窑的分级燃烧，不仅能显著减少氮氧化物的生成量，而且可以改善回转窑烧成带烧成环境，降低煤耗、降低NOx和提高熟料质量。

A staged combustion method for saving coal and reducing nitrogen in cement rotary kiln

【技术实现步骤摘要】
一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法
本专利技术涉及窑炉燃烧
，具体涉及一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法。
技术介绍
近年来，国内水泥行业系统受行业竞争与环保政策的双重压力，为了降低NOx排放指标，从而衍生出分级燃烧技术。行业内主要采用分级燃烧的技术措施来减少NOx的生成量，大量的工程实践表明，分级燃烧对于减少NOx的生成具有明显效果。分级燃烧又分为空气分级燃烧和燃料分级燃烧。传统的分级燃烧技术是在燃料初期燃烧阶段降低一次风的过量空气系数，让煤粉燃烧的初期阶段形成欠氧环境，呈现还原气氛，把随后燃烧生成的NOx还原成N2。但是欠氧环境，会造成煤粉后燃。煤粉燃烧的第二阶段，即焦炭初期燃烧阶段本身就是欠氧燃烧状态，加上之前挥发份的燃烧阶段又人为的造就了欠氧环境，两个阶段的叠加会使煤粉后燃加剧，导致火力下降，煤耗上升。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法，不但能提高回转窑内煤粉燃烧速度、燃尽率，增强火力，在稳定当前熟料质量的前提条件下降低喷煤量，降低煤耗；而且能大幅降低窑内NOx的生成，调和节能与减排的矛盾，形成节能、减排统一的双赢局面。本专利技术通过以下技术方案实现：一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法，其特征在于，通过改变一次风的氧浓度和对回转窑燃烧器形成的火焰进行定向精准富氧空气助燃，将燃烧器火焰从起始到终止依次分为三个区域：煤粉挥发份贫氧燃烧区、焦炭初期燃烧区和焦炭充分燃烧区。<br>其特征还在于，一次风(为窑头部分的一次风机供出通过燃烧器喷入回转窑的风)由两路氧浓度不同的空气混合而成，一路是普通空气，另外一路是氧浓度低于20.9％的贫氧空气，混合而成的一次风风量满足火焰形状调整所需的内外风风速要求。在满足煤粉挥发份燃烧调节的前提下，尽可能降低一次风氧浓度，实现挥发份的欠氧燃烧。其特征还在于，两路氧浓度不同的空气支管上均装有电动调节阀，一次风机出口管道上安装氧浓度检测仪。在PLC系统控制下，根据一次风的风量、氧浓度要求，对两路不同氧浓度空气的进气阀进行调节，实现一次风风量与含氧量的精确控制。其特征还在于，按一定的频次与速率降低高温风机转速、降低系统风量，系统风量降低二次风温(二次风的热风温度，二次风由高温风机抽吸得到，由回转窑头部进入回转窑，向预热器方向运动)会提高，进而提高煤粉热解温度，提高分级燃烧效果(即煤粉挥发份燃烧阶段欠氧氛围强度)。其特征还在于，外部引入氧浓度高于20.9％的高压富氧空气，由多组喷嘴喷入燃烧器火焰焦炭初期燃烧区域，改变此部位原有的欠氧燃烧状态，使煤粉在该部位的燃烧速度及温度大于等于焦炭充分燃烧区域。其特征还在于，通过智能在线分析软件，记录并分析回转窑(回转窑角度为与水平方向呈3.5°倾斜)的筒体温度，通过调节燃烧器内、外风风量电动调节阀开度与内、外风角度电动阀开度，改变燃烧器火焰形状(长度、粗细)，以满足烧成需要，同时消除或改善局部筒体温度偏高、偏低状况，以及欠氧燃烧造成的火焰变细、变长等弊端。其特征还在于，在回转窑窑尾烟室加装在线烟气分析仪，时时监测回转窑燃烧产生的废气状况，根据废气监测成份(O2、CO、NOX)来判断一次风氧浓度及富氧喷射量的调整方向。其特征还在于，所有的调节过程都可以由计算机通过软件集中分析控制，找到最优的控制、调节参数，使节煤、降氮、提产、提质的效益最大化。工作原理：利用控制程序自动调节一次风氧气浓度，一次风氧浓度降低造成煤粉燃烧出现欠氧环境、生成还原气氛而减少燃烧过程生成的NOx，由于一次风氧含量降低、煤粉燃烧滞后，燃烧器火焰会被拉长、变细，火力下降，烧成效果下降；智能化操作系统再次利用自动控制程序，对煤粉焦炭初期燃烧的合适部位进行定向精准增氧助燃，消除煤粉燃烧滞后性；自动控制系统再根据需要调节燃烧器的内、外风风量与角度，改变火焰的宽度、长度，消除煤粉燃烧速度下降引起火焰变细的状况；同时自动控制程序按一定的频次与速率降低高温风机转速、降低系统风量，系统风量降低二次风温会提高，进而提高煤粉热解温度，提高分级燃烧效果(即煤粉挥发份燃烧阶段欠氧氛围强度)。四者相互影响的结果会通过烟室气体检测值O2、CO、NOx的浓度与回转窑通体温度来反应，这个结果又会反馈到高温风机与一次风机的调整依据上，系统不断地利用各程序模块的相互关联影响“调整----反馈----调整”，在动态的生产过程中不断的优化，最终达到“优质、高产、节能、降耗”高度统一的经济运行状态。本专利技术具有的优点：回转窑的烧成带范围(以4.8×72m回转窑为例)可将回转窑的烧成带长度范围在有原来的基础上增加2—3m，高温区域长度的提高将大大有利于产、质量的提升；另一方面，分级燃烧技术是各行业公认能降低NOx的减排方法，本专利技术将分级燃烧技术优化应用，NOx减排效果明显。附图说明图1为本专利技术火焰与工况对比结果展示图。图2为整体工艺流程图。图3为窑头工艺设备布置图。附图标记说明:1.分解炉、2.回转窑、3.窑头部分、4.燃烧器、5.窑尾烟气分析取样点、6.预热器、7.可调富氧喷嘴、8.高温风机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本专利技术通过以下技术方案实现：一种应用于水泥回转窑2燃烧节煤降氮的分级燃烧方法，其特征在于，通过改变一次风的氧浓度和对回转窑燃烧器形成的火焰进行定向精准富氧空气助燃，将燃烧器火焰从起始到终止依次分为三个区域：煤粉挥发份贫氧燃烧区、焦炭初期燃烧区和焦炭充分燃烧区。其特征还在于，一次风由两路氧浓度不同的空气混合而成，一路是普通空气，另外一路是氧浓度低于20.9％的贫氧空气，混合而成的一次风风量满足火焰形状调整所需的内外风风速要求。在满足煤粉挥发份燃烧调节的前提下，尽可能降低一次风氧浓度，实现挥发份的欠氧燃烧。其特征还在于，两路氧浓度不同的空气支管上均装有电动调节阀，在一次风机出口管道上安装氧浓度检测仪。在PLC程序控制下，根据一次风的风量、氧浓度要求，对两路不同氧浓度的空气进行调节，实现一次风风量与含氧量的精确控制。其特征还在于，按一定的频次与速率降低高温风机转速、降低系统风量，系统风量降低二次风温会提高，进而提高煤粉热解温度，提高分级燃烧效果(即煤粉挥发份燃烧阶段欠氧氛围强度)。其特征还在于，有外部引入氧浓度高于20.9％的高压富氧空气，由多组喷嘴喷入燃烧器火焰焦炭初期燃烧区域，改变此部位原有的欠氧燃烧状态，使煤粉在该部位的燃烧速度及温度大于等于焦炭充分燃烧区域。其特征还在于，通过智能在线分析软件，记录并分析回转窑(回转窑角度为与竖直方向呈3.5°倾斜)的通体温度，通过调节燃烧器内外风风量电动调节阀开度与内外风角度电动阀开度，改变燃烧器火焰形状(长度、粗细)，以满足烧成需要，同时消除或改善局部通体温度偏高、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法，其特征在于，通过改变一次风的氧浓度和对回转窑燃烧器形成的火焰进行定向精准富氧空气助燃，将燃烧器火焰从起始到终止依次分为三个区域：煤粉挥发份贫氧燃烧区、焦炭初期燃烧区和焦炭充分燃烧区。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于水泥回转窑燃烧节煤降氮的分级燃烧方法，其特征在于，通过改变一次风的氧浓度和对回转窑燃烧器形成的火焰进行定向精准富氧空气助燃，将燃烧器火焰从起始到终止依次分为三个区域：煤粉挥发份贫氧燃烧区、焦炭初期燃烧区和焦炭充分燃烧区。


2.根据权利要求1，其特征还在于，一次风由两路氧浓度不同的空气混合而成，所述一次风为窑头部分的一次风机供出通过燃烧器喷入回转窑的风，一路是普通空气，另外一路是氧浓度低于20.9％的贫氧空气，混合而成的一次风风量满足火焰形状调整所需的内外风风速要求；在满足煤粉挥发份燃烧调节的前提下，尽可能降低一次风氧浓度，实现挥发份的欠氧燃烧。


3.根据权利要求2，其特征还在于，两路氧浓度不同的空气支管上均装有电动调节阀，一次风机出口管道上安装氧浓度检测仪；在PLC系统控制下，根据一次风的风量、氧浓度要求，对两路不同氧浓度空气的进气阀进行调节，实现一次风风量与含氧量的精确控制。


4.根据权利要求1，其特征还在于，按一定的频次与速率降低高温风机转速、降低系统风量，系统风量降低，二次风温会提高，所述二次风温是二次风的热风温度，二次风由高温风机抽吸得...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈忠东，张英杰，
申请(专利权)人：沈忠东，
类型：发明
国别省市：广东;44