立式燃煤熱風爐

熱風爐的熱煙氣一般用來烘干礦石、石灰石、磷酸鹽、石膏、礦渣粘土、原煤等多種物料。早期的熱風爐用原煤作燃料，爐內設置爐篦子，人工或機械加煤和清渣。煤塊難于燃盡，煤渣清理困難，熱風爐熱效率低，難于大型化。在此基礎上，有些生產企業將臥式熱風爐結構改為煤粉燃燒，雖節省了人力，但燃燒效率仍然有待提高，此外還存在難于將工業廢料作代用燃料的缺陷。

提高熱風爐熱效率的另一途徑是采用燃油和天然氣，燃料易完全燃燒，熱效率高，可大型化，但燃料價格幾乎是燃煤的3～4倍，發展受到限制。

為提高燃煤效率，滿足大型化生產需求，出現了100%燃燒燃煤的立式燃燒爐（圖1、圖2）。其優點是：

可燃燒各種不同熱值和揮發分（＜10%～60%）的燃煤，也可燃燒各種代用固體燃料（揮發分30%～80%），如廢木屑、肉骨粉、稻殼等。

熱風爐的發熱量可大可小，其發熱能力從3MW～＞60MW。

熱風爐控制的自動化程度較高，一般設置出口煙氣溫度、溫度監視系統、燃燒器、燃料細度控制和PLC故障安全系統等。

1 立式熱風爐結構

圖1 立式煤粉燃燒爐

立式熱風爐為圓柱體，頂部為拱型，有利于火焰集中和牢固耐火材料。下部為錐體，便于煤灰卸出。圓柱體中上部為燃料燃燒區，而中部和下部為煙氣與空氣混合部位，一方面未完全燃燒的燃料在此部位繼續燃燒，另一方面所產生的煙氣和空氣混合，以控制煙氣數量和溫度。

圓柱體高度與燃料性能有關，更與燃料揮發分、熱值、含水量有關。一般說來，燃料的揮發分越低，含水量越高（含水量中結晶水越高），則燃料燃燒的時間越長，圓柱體高度越高。燃燒器為多風道燃燒器。內風控制旋流角度，外風控制軸流風速，火焰穩定且溫度高，不與燃燒室內部周邊的耐火磚接觸，以免損壞耐火磚。燃燒室內設置耐火磚，耐火磚外設置隔熱板，最外層為鋼筒體。耐火磚必須承受較高的火焰和煙氣溫度及燃燒產生的硫化合物所產生的熱化學侵蝕。隔熱板必須具備較低的導熱系數以阻止熱損失，采用鋼筒體可減少漏風熱損失，且有利于環保。

熱煙氣從爐底排除，通過管道進入烘干裝置，在熱煙氣排除部位，設置事故排氣煙囪。當出現事故時，可經事故排氣煙囪排出熱煙氣。

2 燃燒室操作

為使火焰溫度高且穩定，煤粉細度必須合適，含水量及煤粉量穩定。

燃燒室下部煙氣出口溫度可從150～1000℃進行控制，主要是控制燃燒器火焰形狀和溫度，以及混合空氣量。

燃燒器點火是由油、氣點火，投產初期，需慢速升溫，一般約需幾小時，當溫度超過750℃以上時，轉入煤粉燃燒。其原因是逐步升溫可排出耐火磚內水分，防止水蒸氣因溫度增加過快而使耐火磚碎裂。此外，750℃已達到不同揮發分燃煤的燃點，可使煤粉完全燃燒。

煤粉必須在燃燒室內全部燃盡，避免在熱煙氣管道內燃燒時產生結皮阻塞。

燃燒產生的粉煤灰需及時卸出，防止灰分過多堵塞熱風管。

3 燃煤熱風爐設置注意事項

熱風爐使用煤粉，煤粉供應必須充足且數量穩定。若設置煤粉粉磨車間必須系統考慮裝備的工藝需求。必須按所在地有關煤粉燃燒的安全標準進行設計。若在水泥廠設置，可考慮利用冷卻機廢氣作燃燒空氣。