1 窯爐內(nèi)煤粉燃燒的特點
眾所周知，窯內(nèi)煤粉的燃燒處于物料的燒成帶和冷卻帶區(qū)段，強烈的熟料熱輻射使煤粉迅速達到著火溫度，其燃燒速度主要由煤粉和空氣的混合強度所決定[1]，加強氣流的擾動將大大加快煤粉燃燒進程。而分解爐內(nèi)煤粉燃燒則處于物料的分解區(qū)段，強烈的吸熱反應迅速吸收了燃燒過程中釋放的熱量，煤粉顆粒升溫速度明顯比窯內(nèi)慢，燃燒溫度也低得多，在800～950℃范圍內(nèi)。因此要保證生料的充分分解，煤粉顆粒在分解爐內(nèi)還必須具有適宜的停留時間。當然，也要注意到爐內(nèi)存在著因物料分解產(chǎn)生的大量二氧化碳。所以爐內(nèi)煤粉燃燒要差，燃燒中產(chǎn)生的現(xiàn)象也明顯不同。不同的窯爐結(jié)構(gòu)及不同的操作條件，窯爐內(nèi)煤粉燃燒的環(huán)境也不盡相同，故燃燒所需要的氣體量也不相同。
2 窯爐的用風量
過剩空氣系數(shù)α是燃燒過程中的一個重要參數(shù)，可用以判斷窯爐的用風量或煤粉和空氣量的比例情況[2]。不過，對分解爐來說，由于爐內(nèi)煤粉分散的不均齊，局部空間可能存在氧氣濃度太低，導致爐內(nèi)煤粉的不完全燃燒，因此要結(jié)合不同分解爐的特點，來考慮爐出口的過�？諝庀禂�(shù)α。
2.1 窯內(nèi)用風
窯內(nèi)用風主要是其一次風與二次風的用風，當然也包括窯頭、窯尾的漏風。二次風量受到一次風量和熟料冷卻等的影響。一次風用于窯頭煤粉的輸送和供給煤中揮發(fā)分燃燒所需的氧。低溫的一次風量占入窯空氣量不宜過多。當一次風量增加到總空氣量的10%時，廢氣溫度將上升4℃，相應熱耗增加58.5kJ/kg[1]。有人認為，在生產(chǎn)上可考慮將煤中揮發(fā)分燃燒所需要的理論空氣量近似看作為一次風量，即一次風量比例可控制在大約等于煤的揮發(fā)分的百分數(shù)[3]。對于較難著火的煤，應采用較低的一次風量，但一次風量太低也會影響煤粉著火后的燃燒需要；對于易著火的煤，一次風量就不宜過小，否則可能使化學和機械不完全燃燒損失增加[4]。
對于預分解窯，其入窯物料的分解程度受到窯廢氣量的影響，因為物料分解所需熱量由分解爐內(nèi)煤粉燃燒熱及窯尾廢氣所含熱量兩部分組成。這樣通過窯尾的過�？諝庀禂�(shù)α及氣體成分可分析出窯內(nèi)通風情況。表1列舉了國內(nèi)幾個生產(chǎn)廠家實際生產(chǎn)時，窯頭一次風率(即一次風量占入窯總空氣量的比例)及窯尾氣體的過剩空氣系數(shù)α等情況，表中的一次風率不包括窯頭送煤風。
表中各廠窯頭所使用的煤粉燃燒器均為三通道噴煤管。一般說來，三通道噴煤管的一次風量比例小于15%(含送煤風)，國外較先進的可以達到6%～8%左右，國內(nèi)一般為10%～15%。從表中的一次風率來看，A、B、E三廠比較接近這個范圍，C廠稍高些。但D廠明顯偏高，這主要是由于該廠地處高海拔地區(qū)(當?shù)卮髿鈮簽?.79×105Pa)，且一次凈風為離心風機送風，為達到合適的火焰長度與形狀，在風壓不足的情況下只好靠增大一次風量和噴射速度來彌補，但這樣阻力會變大，建議可考慮使用高壓風機。
而從窯尾氣體的α來看，A、E兩廠較為理想，其它三廠均小于1，尤其是D廠，僅為0.941，CO含量高達3.8%，說明窯內(nèi)的用風不足，這就難以保證窯內(nèi)煤粉的完全燃燒，未燃燼的煤粉到上升煙道、五級筒甚至四級筒內(nèi)繼續(xù)燃燒，生產(chǎn)中此處經(jīng)常發(fā)生結(jié)皮堵塞現(xiàn)象。
但從窯尾溫度來看，C廠明顯偏高(但燒成帶溫度不高)，說明該廠窯內(nèi)排風量過大，一次風混合不理想，火焰拉長，使火焰的高溫部分遠離了窯頭。
2.2 分解爐的用風
實際生產(chǎn)中為了保證爐內(nèi)煤粉的燃燒完全，對分解爐的用風要求較高，但較為復雜，這不僅與分解爐的爐型、結(jié)構(gòu)特點、操作等密切相關，還要受到窯、冷卻機的操作、三次風抽風點的位置等影響。就三次風而言，其氣流入爐的起始狀態(tài)以及在爐內(nèi)的運動規(guī)律對煤粉的著火和生料的起始升溫有明顯的影響[5]。入爐風與煤粉的充分混合對爐內(nèi)煤粉的燃燒反應極為有利。目前有的廠家考慮把分解爐的煤粉燃燒器改為三通道噴煤管，也是基于這方面的一個想法。本文僅從入爐三次風量V3、煤粉燃燒所需理論空氣量、爐出口過�？諝庀禂�(shù)α及出爐氣體O2、CO含量4個方面，對國內(nèi)幾個 廠家加以對比分析，如表2所示：
