回转窑燃烧器常见故障及其处理方法

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回转窑燃烧器常见故障及其处理方法

多风道煤粉燃烧器由于风道增多，设备质量增加，尤其使用在新型干法窑中，基本上没有冷却，工作环境更为恶劣。但从目前国内使用多风道煤粉燃烧器来看至今没有发生过重大的事故，只是由于操作缺乏经验和结构自身的问题，使其优越性没有得到充分的发挥，没有达到预期的效果。在使用中经常发生下面一些故障。
（1）燃烧器弯曲变形
多风道燃烧器，由于质量大，伸入窑内和窑头罩内的长度较长。为延长燃烧器的使用寿命，外管需打上50-100㎜厚的耐火浇注料，保护其不被烧损，由于窑内有熟料粉尘存在，尤其遇到飞砂料，它们很容易堆积在燃烧器伸入窑内部分的前端，如图5.20所示。
燃烧器由多层套管组成，具有一定刚度，粉料堆积较少时影响还不大。可是，当堆积较多时，再加上受高温的作用，使燃烧器钢材的刚度降低，于是整个燃烧器弯曲。被压弯的燃烧器，射流方向发生变化而失控。一旦发生弯曲，就无法平直过来。这时必须报废换新，造成较大的损失。
为了解决这一问题，最简单的办法就是利用一根较长的管子，内通压缩空气，将堆积的尘粒定期吹掉；或利用一根长钢管从窑头罩侧面的观察孔门或点火孔门伸入，以观察孔门框为支点，轻轻挥动或振捣，将堆积的尘粒清除。这种操作必须熟练、小心，否则会伤及燃烧器外的耐火浇注料，这时的浇注料因受高温作用已经软化，稍不小心或不熟练就有伤及损坏的可能，一经发现浇注料损坏就必须立即抽出更换，绝不可存在侥幸心理，误以为再坚持一会儿，不会出现较大的问题。因为浇注料损坏后，燃烧器在很短时间内就被烧坏。
（2）耐火浇注料损坏
不少厂家多风道燃烧器耐火浇注料使用不久就发生脱落的现象，这时，燃烧器就暴露在气体中，很快烧损、变形，严重时烧坏。
耐火浇注料损坏的原因是多种的，有的是因为浇注料性能不适应，有的是因为施工不合理，有的因为操作欠妥，有的是因为二次风温过高，有的是因为养护期控制不正确等，都会对耐火浇注料产生损坏。尤其是前面叙述的清扫燃烧器头部堆积料不当，立马就有损坏浇注料的可能。
耐火浇注料的损坏有下列几种情形：
①炸裂。燃烧器外部的耐火浇注料保护层最易出现的损坏形式是炸裂，多由于浇注料的质量不好，施工时没有考虑扒钉和燃烧器外管的热膨胀，浇注料表面抹得太光所致。
②脱落。因为二次风温过高，入窑后分布不均，从燃烧器下部进入得过多，使燃烧器外部的浇注料保护层受热不均，造成脱落。初期出现的炸裂裂纹，受高温气体的侵入，裂纹两侧的温度更高，由于温差应力作用的结果，加上有的扒钉焊得不牢靠，导致一块块地脱落。在浇注料施工前，扒钉和外管外表没有很好地除锈，浇注料与金属固结不牢靠，当受温度作用时锈皮与金属脱落，最后脱落。由于缺乏经验，在打浇注料时，扒钉和外管表面没有涂一层沥青或缠一层胶带等防热胀措施，当扒钉和外管受热膨胀后，将耐火浇注料胀裂而后脱落。
③烧蚀。耐火浇注料受高温、化学作用和风速的冲刷，使其从表面一点一点地掉落，逐渐减薄烧损，最后失效。这种失效是慢性的，在露出扒钉时就应更换。只要更换及时，不会造成任何损失，换下后重新打好浇注料，以便备用。
（3）燃烧器端部浇注料的损坏
浇注料最容易损坏的部位是燃烧器前端下部，主要是受二次风温、速度和流向的影响，它与冷却机和回转窑的形式有关，如图5.21所示。
多筒冷却机沿回转窑中心均布，二次风借助窑内的抽力从每个卸料口向心而入，然后沿窑的轴向向后比较均匀地流动，如图5.21（a）所示。这样，对于燃烧器头部的耐火浇注料来说，一是温度较低，一般约为500℃，风速不高；二是受热比较均匀，燃烧器头部的耐火浇注料一般不会出现偏损现象，使用寿命也比较长，单筒冷却机不论顺流布置还是逆流布置，其二次风都是从下部通过窑头罩入窑，虽然二次风温对燃烧器头部浇注料的作用是不均匀的，如图5.21（b）所示。但因二次风温较低，一般为300-800℃，大多为500-650℃，风速也不高，虽然存在偏损现象，但并不十分严重。篦式冷却机均在窑下，二次风自下而上流动借助与窑内的抽力入窑，如图5.21（c）所示。由于篦冷机的热效率高，二次风温高，一般为800-1200℃，二次风量大，对于使用多风道燃烧器的新型干法窑，二次风用量更多，入窑风速更大，又因篦冷机与窑中心线偏置，入窑的二次风还伴有漩涡运动，因此对喷头浇注料磨损就十分严重，多风道燃烧器最先损坏的就是头部下面的浇注料，在打浇注料时，加强对燃烧器头部的施工，上下吊装时或平常操作中发现扒钉露出后应马上更换，以免烧坏喷管，缩短其使用寿命。
（4）外风喷出口环形间隙的变化
对于具有外风喷出口环形间隙的煤粉燃烧器，外风喷出口在最外层，也就是说处在半径最大处，外风的出口风速有要求比较高，在风量一定的条件下，一般环形间隙设计得都比较小，稍有误差，对外风的射流规整性就有较大影响。由于在最外层，距窑的高温气体最近，受高温二次风的影响大，受中心风或内流风的冷却作用又最小，所以最容易变形。变形后，外风的射流规整性就更差，破坏了火焰的良好形状。采用小喷嘴喷射不但方便灵活，而且能延长燃烧器的使用寿命，尤其在烧无烟煤时，外风风速一般达350m/s，只要更换一套带有较小直径的小喷嘴即可，其余基本不变或不需要改变，简单灵活。喷射外风的小圆孔是间断的，而不是连续的环形间隙，所以不容易变形，从而保证了外风射流的规整性，进而保证了火焰的良好形状。所以，外风喷出口环形间隙的变形与结构是否合理密切相关。
（5）煤风吹入处套管磨穿
三风道或四风道燃烧器的煤风进口管都是以10°-35°的倾斜角设置，主要是为了减小阻力，同时对减轻冲蚀磨损也有意义。由于输送空气中含有煤粉颗粒，所以对冲击处的管壁产生比较严重的磨损，经常将管壁磨穿，造成窜风窜煤，破坏火焰，导致许多工艺事故发生。如窑结圈，结蛋，出黄心料，产量降低，热耗增加等。
为解决这个问题，德国洪堡公司（KHD）的煤粉燃烧器，在煤风冲刷处喷涂有陶瓷粉耐磨层，效果很好，能使用5年以上。天津博纳开发研制的TTB四风道煤粉燃烧器，在煤风冲刷处采用堆焊耐磨层的措施，效果也十分理想，保证寿命为3年不磨穿。合肥水泥研究设计开发的HB四通道煤粉燃烧器，在煤风冲刷部位贴陶瓷片，使用效果很好，已使用4年未发生异常。
煤风管的磨穿时间与煤的性质和煤粉细度相关。煤粉越粗，也就是说煤粉的颗粒较大、磨蚀更强，其磨穿的时间九越短；煤质越差，也就是煤粉颗粒的硬度越高，越容易磨坏。这就是不同的 使用厂家，虽然燃烧器相同，但磨穿的时间不相同的主要原因。
（6）内外净风的调节蝶阀不灵
内外净风用一台风机供给，通过两个之管上安装的蝶阀控制调节满足需要。但有的煤粉燃烧器所用的调节蝶阀，由于设计和制造的原因，操作时不太好用或风量刻度不准。
（7）喷出口堵塞
多风道煤粉燃烧器在喷出口中心处形成一个负压区，也称为第一回流区。这个区域是煤粉浓度集中的部位，同时也有熟料粉尘存在，很容易造成回流倒灌，将喷煤管的出口堵塞，尤其时当窑内发生呛风时，回流压力较大，风中夹有粉尘，就更容易堵塞喷出口。当喷出口堵塞后，射流紊乱，破坏火焰的规整性，从而导致许多事故发生，不能使窑正常运转。带有中心风的四风道煤粉燃烧器要比无中心风的三风道优越得多，之所以设计中心风，主要的目的就是解决这个弊端。
（8）喷出口表面的磨损
不论环形间隙的出口形式，还是小圆孔和小喷嘴的出口形式，或是螺旋叶片的出口形式，使用时间长了都要发生磨损。这种磨损往往时不均匀的，使喷出口的内外表面出现不规矩的形状，特别时冲蚀处沟壑，就会严重破坏射流的形状，进而破坏火焰的规整性，导致工艺事故频繁发生。这时，燃烧器喷燃管就应迅速更换，不宜勉强再用。德国洪堡公司和法国的旋流式三、四风道燃烧器的喷头部分与后管部分都是用螺纹连接固定的，将喷头部分拧下更换即可，方便、省时。
（9）内风管前端出口1m处上下左右各有一个支点，确保煤风出口上下左右间隙相等。可当支架磨损后，内风管头部下沉使煤风出口间隙下小上大，如图5.22所示，火焰上飘且不稳定，冲刷窑皮，出现此种情况要及时修复支架，确保火焰出口顺畅。
（10）煤风管道内异物堵塞
出现此种情况，都是发生在喂煤系统中。由于清扫卫生不注意，将棉纱等异物喂进煤风道内，造成一股一股出煤现象，影响燃烧器效能的正常发挥。
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