水泥窯富氧燃燒節(jié)能效率理論計(jì)算

江 凌

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230051)

水泥窯富氧燃燒節(jié)能效率理論計(jì)算

江 凌

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230051)

對(duì)水泥窯富氧節(jié)能燃燒熱效率進(jìn)行理論計(jì)算，為富氧燃燒技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了參考意見(jiàn)。

水泥窯；富氧燃燒；節(jié)能率

1.引言

燃燒是由于燃料中可燃分子與氧分子之間發(fā)生高能碰撞而引起的,所以氧的供給情況決定了燃燒過(guò)程完成得是否充分。用比通常空氣(含氧 21% )含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒,稱為富氧燃燒(oxygen enriched combustion)，簡(jiǎn)稱OEC。它是一項(xiàng)高效節(jié)能的燃燒技術(shù)，在玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)及熱能工程領(lǐng)域均有應(yīng)用。富氧燃燒與用普通空氣燃燒相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

a.充分燃燒，合理燃燒——富氧燃燒針對(duì)缺氧區(qū)，局部增氧，使燃燒充分，火焰溫度提高，輻射強(qiáng)度大幅提升，從而使熱能的利用率大幅提升；

b.氧濃度提高，火焰溫度上升，熱效率大幅度提高；

c.降低燃料的燃點(diǎn)溫度和減少燃盡時(shí)間；

d.降低過(guò)量空氣系數(shù),減少燃燒后的煙氣量；

本文以某3000t/d熟料生產(chǎn)線的部分熱工參數(shù)進(jìn)行有關(guān)富氧燃燒的理論計(jì)算為該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

2.理論計(jì)算

2.1 基礎(chǔ)資料

a.煤元素分析及熱值見(jiàn)表1

表1

b.助燃空氣預(yù)熱溫度（二、三次風(fēng)，占總風(fēng)量85%）：1100℃；

c.富氧空氣預(yù)熱溫度（一次風(fēng)，占總風(fēng)量10%）：130℃；

d.富氧空氣成分：O2=26.5%，N2=73.5%；

e.分解爐出口煙氣溫度：880℃；

f.全空氣助燃時(shí)，空氣過(guò)剩系數(shù)： 1.15；

g.富氧空氣助燃時(shí)，空氣過(guò)剩系數(shù)：1.10；

2.2 燃料燃燒計(jì)算

表2 每kg煤燃燒需氧量及燃燒產(chǎn)物

2.3 燃料燃燒配風(fēng)方案及計(jì)算（表3 ～ 5）

2.4 節(jié)能計(jì)算：

一次風(fēng)帶入熱量增加：123.34-25.16=98.18kJ

二次風(fēng)帶入熱量減少： 10148.61-9459.65=688.96kJ

燃煤產(chǎn)生煙氣帶走熱量減少：10901.46-10247.97=653.56kJ

總能量減少：653.56+688.96-98.18=1244.34kJ

節(jié)能率：1244.34/24200=0.0514*100%=5.14%

表3 每kg煤燃燒配風(fēng)方案及燃燒產(chǎn)物對(duì)比

表4 每kg煤燃燒配風(fēng)方案熱量收入

表5 每kg煤燃燒配風(fēng)方案熱量支出

3.水泥窯富氧燃燒技術(shù)關(guān)鍵

a.配合多通道噴煤管在局部富氧氣氛下使得燃料燃點(diǎn)降低、燃燒完全，充分利用燃料；

b.在富氧助燃的方案中，二次風(fēng)量的減少使得煙氣排放量減少，從而減少了熱損失；

c.富氧制備膜系統(tǒng)對(duì)氣體預(yù)熱，增加了一次風(fēng)顯熱，使得燃料燃燒反應(yīng)速度加快。

[1]于興敏.主編《新型干法水泥使用技術(shù)全書(shū)》[J].四川水泥，2008（4）:38-38.

[2]李炎.水泥窯富氧燃燒改造實(shí)際應(yīng)用技術(shù)[J].中國(guó)水泥，2013（1）:88-89.

[3]田文富.硅酸鹽熱工基礎(chǔ)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2009.

TQ172

B

1007-6344（2016）10-0005-01

江凌（1988-01-03），男，本科，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院工程設(shè)計(jì)公司工藝部。