強化煅燒是提高水泥質(zhì)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(diào)整燃燒器的工藝參數(shù)以控制燃燒器的火焰形狀 ,使之既能滿足水泥生產(chǎn)的工藝要求 ,又不影響窯系統(tǒng)的使用壽命 ,同時降低環(huán)境污染 ,是燃燒器設(shè)計和應(yīng)用中亟待解決的問題。

水泥回轉(zhuǎn)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(qū) 。在固相擴散控制區(qū)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(qū)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(xiàn)。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(shù)。但過強的旋流會引起雙峰(發(fā)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(diào)節(jié)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(chǎn)生中心回流區(qū) 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(qū)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(qū) 回流效應(yīng)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(zhì)量。因此減小旋流角以提高旋流強度是燃燒低揮發(fā)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(qū)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(huán)境。因此 ,在水泥工業(yè)的實際應(yīng)用中燃用低揮發(fā)分煤時應(yīng)在提高旋流風的速度的同時減小旋流以形成合理的溫度