技术交流

热风助燃机理

目前我国每年陶瓷工业生产中,煤炭的使用量已经超过一千万吨标煤;如果其中80%的陶瓷窑炉能使用热风助燃技术进行改造,达到平均节能5%的水平,可以节约50万吨标准煤。对于其它燃烧效率更低的加热炉,如果使用热风助燃进行改造,节能潜力更加可观。一些常规条件下燃烧的低热值煤气燃烧温度低,以前只能配高热值煤气使用,这样既工序繁琐又增加投资;而且热风助燃燃烧技术可以起到节能减排效果。

使用热风助燃燃烧技术除了经济效益非常明显以外,环保效益更加显著。由于提高热效率,燃料减少5%,相应的各种燃烧产物如CO2也减少5%

我公司在长期的热工设计、窑炉施工、调试的过程中,注重经验的总结,并有机结合理论,研发一套成功、安全的热风助燃系统。使得我公司在众多窑炉立足发挥了更大的优势。

在陶瓷生产中,使用热风助燃有其优点也有其困难之处。因此在热工窑炉设计过程中充分利用其优点,克服困难,使热风助燃技术更好地为陶瓷工业中提供安全有效的成功技术。

一,使用热风助燃的优点如下:

1,提高燃烧温度

决定炉内温度的最基本因素是燃料燃烧时燃烧产物达到的温度,即燃烧温度。在实际条件下,燃料燃烧的温度与燃料的种类,燃烧条件,传热条件等各方面因素有关,并且归纳起来,将决定于燃烧过程中热量收入热量支出的平衡关系。所以从分析燃烧过程的热量平衡,可以找出估计燃烧温度的方法和提高燃烧温度的措施。

根据燃烧温度计算公式得知:在保持其他条件不变的情况下,提高助燃空气(发生炉煤气)温度,势必增加助燃空气的带入炉内热量,在整个平衡中,势必提高燃烧温度,增加辐射强度,提高热效率。分析得知:提高助燃空气和提高发生炉煤气的预热温度,可以提高理论燃烧温度,使得窑内辐射传热强度增加。并且对低位热值低的燃料的有着更广泛的选择。

2,稳定窑炉温度

使用热风助燃与传统的燃烧技术相比,在热力学、动力学方面或燃烧室温度场的分布、传热情况方面都有着显著的不同。热风助燃火焰前锋面相对比较宽,比较大,火焰的自身热扰动较大,有利于提高窑炉温度的稳定。

由于增加助燃空气温度,增加助燃空气带入热含量,这样有利于抵制燃料即发生炉煤气的低位热值的波动造成对炉内燃烧温度的影响,并减少对发生炉的操作技术的依赖。

3,提高燃烧效率,燃料燃烧完全

在静止的可燃气体与空气的混合物中,当某一局部地区着火燃烧,在燃烧处就形成了燃烧火焰面,由于燃烧产生大量的热,使该处温度提高,以热传导的方式传给邻近一层的气体,使其达到着火温度以上而燃烧,并形成新的燃烧火焰面,这种火焰面不断向未燃气体方向移动的现象叫火焰传播现象,这个传播速度称为火焰传播速度。

计算火焰的传播速度与燃料的成份、助燃空气的混合情况、助燃空气及燃料的温度有关。

由于普遍陶瓷厂采用发生炉煤气或天然气,燃料的成份既定,很难改变;预热发生炉煤气(天然气)在实际操作中控制比较,相对来说不安全。因此在现在的燃烧技术高速发展的今天,欲提高燃烧效率和提高燃烧质量只能依靠烧嘴的设计选择与提高助燃空气温度。

提高助燃空气温度,提高窑内火焰传播速度,势必使得整个燃烧迅速向四周蔓延,使得整个燃烧迅速,燃烧强度高,燃烧效率提高。热风助燃提高燃烧效率,减少碳粒的形成,特别是少还原烧法,减少瓷面容易变色并产生污点,即易犯吸烟缺陷有一定的克服效果。同时减少烧窑的火力不匀时,产品容易变形等缺陷。

4,提高窑炉的温度均匀性

一般在陶瓷窑炉采用中速喷射非预混烧嘴,在使用的过程气体喷射速度有限,使得在窑内气体扰动有限。由于炉内燃烧温度的提高,使得窑内热扩散增加,同时增加燃烧火焰的均匀性,从而达到空间燃烧的最佳效果,使得整个空间温度更加均匀。在陶瓷热工烧成有利于减少色差、烧结度、针孔现象和坯体烧成尺寸偏差等缺陷。热风助燃特别有利于高温段的温度准确控制,对烧成成品率的提供更最重要的保证。

5,有利控制更佳空气系数

一般在陶瓷生产中气体燃料的助燃空气过剩系数控制在1.051.15,目前即多年的操作经验总结,控制空气系数在1.15左右燃烧效果最佳。使用多余的15%的空气使用量只是为了燃烧更加完全,对能耗的控制是不利。

使用热风助燃,由于增加燃烧过程的热强度,提高燃烧效率,从而可以降低该值,并不会减少燃烧效果,致使减少烟气的生成量,减少热损失。

6,节约燃料

热风助燃,采用窑尾冷却热风,从而在不增加燃料的使用量,增加热量回收,从而提高热能的使用率。我公司采用高达200℃的热风,使得整个抽热余热回收率到达30%以上。经过热工数据统计得知,可以节约燃料5%-10%左右。

二,使用热风助燃的缺点如下:

在陶瓷热工控制中,烧成的整个过程包括:预热排水、化学氧化、高温釉封、烧结烧成,热风助燃并不是对每个过程都是有利的。叙述如下:

1,增加阻力,增加动力损失

增加热风助燃温度的同时,使得整个助燃空气体积急剧增加,同时增加助燃气流粘度,从而增加阻力,增加动力损失。

我公司采用高压高温风机,克服常温中压风机的风压不足的影响,使得整个热风助燃效果得以保证。

2,减少氧份的空间溶度,对氧化不利

增加热风助燃温度的同时,体积急剧增加,使得相对空间的氧气溶度降低。

在陶瓷热工中,我公司采用前端常温空气助燃与后端热风助燃有机相结合,使得避免影响窑前氧化段的氧化的不良效果,减少发生起泡效应、针孔、黑心等现象。同时窑前段燃料使用量相对较低,使用热风助燃经济效果,从而保证资金初投资的使用效率,使资金用在刀刃上。

 
Copyright©2000-2015 黄冈市中瓷万燃窑炉设备有限公司 All Rights Reserved
网络支持:湖北众维