廣東某公司現有一條5 000 t/d新型干法水泥熟料生產線，回轉窯規格為Ø4.8 mx72 m，窯頭煤粉燃燒器為某設計院設計制造的四通道煤粉燃燒器，窯頭喂煤風機為羅茨風機JAS-250，風量85.6 m3/min，風壓58.8 kPa，風機轉速1350 r/min，配套電機功率132 kW。原設計配套一次風機為羅茨風機ARF-300．風量181m3／min．風壓29.4 kPa．風機轉速980r/min，配套電機功率132 kW。后該公司將原所配一次風機改為羅茨風機R 604，風量234 m3/min，風壓39.4 kPa，風機轉速980 r/min，配套電機功率215 kW。
該四通道煤粉燃燒器存在的主要問題有：
(1)一次風用量太大，風量匹配不合理，煤耗高，電耗高；
(2)燃燒器火焰不集中，燃燒速度慢，燃燒溫度低：
(3)窯頭喂煤量多，約占總喂煤量的500/0；
(4)火焰形狀不合理；
(5)燃燒器頭部磨損快，約3個月就需更換一次：
(6)熟料升重（即質量密度）偏低，黃心料偏多。
受該公司委托，中材國際南京水泥工業設計研究院（以下簡稱南京院）利用自已開發設計的NC-15型四通道煤粉燃燒器技術，對原四通道煤粉燃燒器迸行技術改造，使上述系列問題得到了很好解決。
2 NC-15型四通道煤粉燃燒器的技術結構特點及其應用
NC型煤粉燃燒器是南京院借鑒國內外不同行業先進燃燒器產品的設計思想，通過大量冷態模擬試驗研究和計算機數值模擬計算，開發設計出的新型煤粉燃燒器。這種燃燒器利用同向協流大速差原理，并對煤粉噴出速度和角度進行了調整，在燃燒器中心區域形成負壓區，使得其前端部的氣流交換和混合性能得到大幅度改善，從而能促進熱的二次風與煤粉的充分混合，使煤粉快速升溫達到著火溫度，并迅速燃燒和形成穩定的燃燒火焰。
NC型煤粉燃燒器從I型發展到Ⅱ型，從三通道發展到四通道，已形成了噴煤量從l—16 t/h各種規格的標準化系列化產品，可滿足不同窯型及不同燃料等的系統需求。
NC-15型四通道煤粉燃燒器具有以下技術特點：
(1) 一次風用量少。設計用風量（不包括煤風）約占理論燃燒空氣量的7%．能降低系統熱耗和煤耗；
(2)煤粉與一、二次風的混合充分，燃燒速度快，火焰明亮、黑火頭短且順暢、活潑有力，高溫區域適中：
(3)火焰形狀合理，操作靈活方便，調節范圍大；
(4)對煤質的適應性強，可燃燒各種劣質煤和無煙煤：
(5)點火方便，升溫速度快；
(6)能提高窯的臺時產量和熟料質量；
(7)減少NOx有害氣體的生成量。
NC-15型四通道煤粉燃燒器在結構上具有以下主要特點：
(1)外風采用孔式噴出多股射流風，具有很強的穿透性和卷吸二次風的能力：
(2)內風采用高速旋流風，強度大，混合強烈。特殊設計的旋流器能形成—個合理的回流區：
(3)中心風約占一次風量的2%～4%，采用小孔形式噴出多股低速射流風，能穩定火焰，保護噴嘴頭部，減少NOx有害氣體；
(4)煤風人口等處在材料及耐磨性上進行了特殊設計和處理，并設有防磨保護層，大大延長了使用壽命；
(5)在燃燒器的外風管上設有防止燃燒器彎曲的筋板。
NC型煤粉燃燒器已經在5000 t/d及5000 t/d以上生產線上投入使用的廠家有：銅陵海螺水泥有限公司、寧國水泥廠、平陰山水水泥有限公司、江蘇聯合水泥有限公司、浙江長興水泥股份有限公司、廣東臺泥（英德）水泥股份有限公司等數十家，均使用正常并取得了顯著效果。
3改造方案
針對原四通道煤粉燃燒器存在的上述問題，我們進行了如下改造：
(1)噩新設計1臺NC-15型四通道煤粉燃燒器，設計一次風用風量（不包括煤風）約占理論燃燒空氣量的7%，外風噴出速度140～200 m/s．煤風噴出速度28～32 m/s，內風噴出速度120～200 m/s。
(2)因一次風機風量太大，必須改小，需更換風機。為了節約費用，改用原配套羅茨風機ARF-300．并由變頻將風機轉速從980 r/min改為800 r/nun。
(3)現窯頭喂煤風機風量偏大，需改小。但考慮到現有煤風輸送管道為Ø299 mmx10 mm，煤風風量偏小會影響煤粉的輸送，只將煤風風量作少量調整。,另為了節約費用，不另外更換風機，只更換電機和皮帶輪，電機功率由132 kW改為110 kW，電機轉速不變，風機轉速由1 350 r/min改為1 250 r/min。電機也可不改，只更換皮帶輪。
4改造方案的經濟分析
經計算使用NC-15型四通道煤粉燃燒器后，噸熟料實物煤耗可降低2kg以上，并可提高熟料的產量和質量，降低電耗等。
(1)降低煤耗效益。按實物煤耗降低2kg/t，煤價450元，t，一年300d，熟料產量以5000 t/d計算，則年節煤效益為：
450x0.002x5 000x300=135（萬元）
(2)降低屯耗效益。現一次風機電機功率215 kW，考慮變頻等因素，實際功率為140 kW，改造后電機功率132 kW，考慮變頻等因素，實際功率為90 kW。
現煤風風機電機功率132 kW，實際功率為105 kW，改造后電機功率110 kW，實際功率為96.6 kW。
電價按0.45元/kWh，一年按300d計算，則年節電效益為：
0.45x(140-90+105-96.6)x24x300≈189200元／年=19萬元／年
(3)改前燃燒器頭部3個月更換一次，考慮每套頭部可修復使用一次，平均每次更換費用2萬元，NC-15型四通道煤粉燃燒器一般約2年更換一次外風管頭部，約2萬元，則年節約維修經費為：
(2x4x2-2)/2=7萬元/年
因此，綜合上述三項，更換NC-15型型四通道煤粉燃燒器后，年可獲效益高達161萬元。即
∑=13s+19+7=161萬元
5結語
以上僅考慮了降低煤耗和電耗及燃燒器頭部更換所產生的經濟效益，如果考慮產量的增加，熟料質量的提高，燃燒器使用壽命的大大延長，維修工作量的減少，運轉率的提高等因素，每年產生的經濟效益將更加可觀，燃燒器的改造費用將在很短時間就可收回。
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