趙小雷

回轉(zhuǎn)窯燃燒器通常采用點(diǎn)火油泵加油槍的點(diǎn)火方式，用于點(diǎn)火的介質(zhì)主要是輕質(zhì)柴油。輕質(zhì)柴油的粘度只有3～8mm2/s，且潤(rùn)滑性很差，嚴(yán)重制約了點(diǎn)火油槍的使用效果及整個(gè)燃燒器的性能。筆者就燃燒器噴霧裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)行了探討并在實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證。

1 存在問(wèn)題

我公司現(xiàn)有一條4 000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，熟料燒成系統(tǒng)窯頭采用四通道DJGX型低氮燃燒器。噴煤管油槍燃油噴霧裝置為單通道S2型，由油槍噴嘴、螺旋霧化片、外套三部分經(jīng)過(guò)精密機(jī)加工后組裝在一起（見(jiàn)圖1），通過(guò)外套的螺紋與高壓油管道相連。高壓油管道用ND40無(wú)縫鋼管制作而成，高壓油通過(guò)切向槽在旋流霧化片的作用下被霧化。

噴煤管油槍燃油噴霧裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作方便，燃燒能力較強(qiáng)，噪聲小。但這種結(jié)構(gòu)形式霧化柴油的效果不好，液霧不能盡快進(jìn)入速燃期，燃燒速率偏低，以致火焰剛度偏小，柴油燃盡率不高。為了保持火焰強(qiáng)度，必須保證較高的供油壓力，使之形成強(qiáng)度均勻的火焰形狀。在回轉(zhuǎn)窯冷態(tài)點(diǎn)火烘窯過(guò)程中，單通道油槍油壓的調(diào)節(jié)受到限制。油壓過(guò)低會(huì)造成霧化效果差，油滴落在耐火磚上，對(duì)耐火磚損傷較大；油壓過(guò)高，柴油使用量較大，相應(yīng)提高了熟料的生產(chǎn)成本。

2 解決方案

為降低點(diǎn)火成本，我公司決定對(duì)窯頭噴煤管油槍燃油噴霧裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。新型噴煤管油槍燃油噴霧裝置采用氣液兩路雙通道結(jié)構(gòu)形式以及氣液兩相流在霧化噴嘴內(nèi)外混合的方式，具有霧化效果好、射程遠(yuǎn)的特點(diǎn)。當(dāng)氣液兩路相遇時(shí)，液體和氣體在噴嘴內(nèi)部的霧化腔內(nèi)混合，高壓氣體帶動(dòng)霧滴在噴嘴出口外部空間加速、碰撞、合并和破碎，使得霧滴粒徑減小。與常規(guī)單通道油槍的霧化原理不同，新型油槍是用高壓氣體作為霧化的動(dòng)力，油氣兩路在油槍噴嘴霧化腔內(nèi)充分混合（見(jiàn)圖2），在高壓氣流的

帶動(dòng)下形成細(xì)小均勻的燃油液霧，達(dá)到噴霧效果，所需的能量遠(yuǎn)小于常規(guī)噴嘴。

油槍內(nèi)部的供油管路采用規(guī)格為DN15的小直徑高壓輸送管路輸送柴油，柴油供油壓力控制在0.4～0.6MPa。氣體管路同樣采用DN40低中壓流體無(wú)縫鋼管制作而成，氣壓控制在0.8～1MPa左右。在油槍尾部通過(guò)自鎖式快速接頭與油氣管路兩路相連接（見(jiàn)圖3），保證了氣液兩路的相對(duì)獨(dú)立性，減小了柴油反壓進(jìn)入氣體管路的可能性。

油氣兩路分別采用規(guī)格為DN15和DN20的鋼絲纏繞增強(qiáng)液壓軟管，與外部管路相連，新型油槍外部油氣管路圖見(jiàn)圖4。油氣兩路雙通道的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，可以通過(guò)改變輸油壓力和氣體管路壓力來(lái)調(diào)節(jié)油槍噴嘴出口的火焰形狀。同時(shí)，油氣兩路在油槍噴嘴霧化腔內(nèi)充分混合產(chǎn)生細(xì)小均勻的液霧，霧化能量較少且大多來(lái)源于高壓氣體，既增加了霧化效果，又降低了柴油消耗量，從而降低了噸熟料成本。

圖1 傳統(tǒng)油槍噴霧裝置

圖2 新型油槍噴嘴

圖3 新型油槍尾部油氣兩路連接方式圖

圖4 新型油槍外部油氣管路圖

3 使用效果

以一個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行情況為例，在錯(cuò)峰停窯期間，對(duì)窯內(nèi)部分耐火磚和預(yù)熱器部分澆注料進(jìn)行更換后點(diǎn)火，烘窯過(guò)程中共計(jì)消耗柴油6.87m3。在對(duì)燃油噴霧裝置進(jìn)行技改后，同樣的烘窯時(shí)間共計(jì)消耗柴油2.75m3，節(jié)省柴油量高達(dá)60%。以4 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線正常運(yùn)行時(shí)所需柴油量計(jì)算，年節(jié)約生產(chǎn)成本7.2萬(wàn)元。

新型噴煤管油槍噴霧裝置由單一的單通道結(jié)構(gòu)改造為了氣液兩相流的雙通道結(jié)構(gòu)形式。與傳統(tǒng)的單通道油槍噴霧效果相比，采用帶霧化腔的新型不銹鋼霧化噴頭進(jìn)行氣液混合的方式（見(jiàn)圖5），柴油霧化效果更好；油槍使用壓縮空氣作為霧化介質(zhì)和助燃空氣，燃燒更充分，更迅速，形成的油霧均勻不滴油；火焰形狀調(diào)節(jié)靈活，火焰穩(wěn)定有力。新型油槍外部油氣管路設(shè)置了兩路油量調(diào)節(jié)閥DN15，油量大小可調(diào)，LS-10型活塞式流量表可實(shí)時(shí)監(jiān)控柴油用量，兩路都設(shè)有DN15過(guò)濾器，保證一路開(kāi)啟時(shí)可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)清理供油管路。

圖5 帶霧化腔的不銹鋼霧化噴頭

4 結(jié)語(yǔ)

該噴霧裝置既可調(diào)節(jié)氣液比，又可控制霧滴的大小。在同樣的點(diǎn)火升溫條件下，新型噴煤管燃油噴霧裝置燃油使用量大幅降低，柴油使用量＜80kg/h，較傳統(tǒng)油槍可節(jié)省柴油用量60%以上，可有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本。