煤粉燃燒器及霧化爐膛的改裝

薛世武，陳　雷

煤粉燃燒器及霧化爐膛的改裝

薛世武，陳雷

（中交一公局三公司，北京101121）

煤粉燃燒器的應(yīng)用，大大降低了瀝青混合料的加熱成本，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是加熱領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一次飛躍。對(duì)霧化燃燒器爐膛進(jìn)行改裝后，通過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，取得了初步成功。文章主要從3個(gè)方面進(jìn)行論述：燃燒器的燃燒方式；燃燒爐膛；煤粉供應(yīng)方式。

煤粉燃燒器；霧化燃燒器爐膛；出風(fēng)孔

在中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的環(huán)境下，高速公路建設(shè)也得到蓬勃的發(fā)展。科學(xué)管理是企業(yè)發(fā)展的必備趨勢，企業(yè)要發(fā)展，就要必須走科學(xué)管理這條路，通過科學(xué)管理來提高經(jīng)濟(jì)效益。

在這種大環(huán)境的促使下，高速建設(shè)單位紛紛提出節(jié)能措施。在保證質(zhì)量的前提下，減少施工生產(chǎn)成本，在高速公路瀝青路面施工時(shí)至關(guān)重要。瀝青拌合站骨料進(jìn)行加熱后，在經(jīng)過拌合成為成品料。在前些年，基本上都用柴油進(jìn)行加熱，加熱成本較大。所以隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了降低加熱成本，先后使用過重油、天然氣、煤粉加熱，經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)煤粉加熱成本最低。所以這幾年大部分企業(yè)都使用煤粉加熱，在使用煤粉加熱設(shè)備的同時(shí)，筆者也在研究煤粉燃燒器的課題。在工地上，我們使用的煤粉燃燒器霧化燃燒爐膛經(jīng)常損壞。筆者經(jīng)過實(shí)地觀察和研究，對(duì)霧化爐膛進(jìn)行了一些小的改裝。在筆者的技術(shù)指導(dǎo)下，對(duì)霧化燃燒器爐膛進(jìn)行改裝后，通過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，取得了初步成功。文章主要從三個(gè)方面進(jìn)行論述：燃燒器的燃燒方式；燃燒爐膛；煤粉供應(yīng)方式。

1　燃燒器燃燒方式

煤粉燃燒器和一般柴油燃燒器的燃燒方式基本原理一樣，都是把燃料霧化進(jìn)行燃燒，但由于柴油是液體，霧化較容易。而煤粉是固體，霧化較難。所以它們兩者的霧化過程不一樣。

（1）柴油是液體，霧化較容易，且雜質(zhì)少，由于燃燒充分，在骨料加熱時(shí)，可直接伸進(jìn)滾筒進(jìn)行霧化并燃燒。如圖1所示，并且對(duì)加熱的成品料質(zhì)量無影響，污染也小。

圖1　柴油燃燒器燃燒原理圖

（2）煤粉是固體，霧化較難，且含雜質(zhì)較多。如果直接伸進(jìn)滾筒進(jìn)行燃燒，會(huì)造成煤粉霧化不好以及雜質(zhì)不易充分燃燒的缺點(diǎn)。這樣燃燒后的雜質(zhì)就會(huì)混合到骨料中，而這些雜質(zhì)都是固體小顆粒，其材質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)生產(chǎn)出的成品料影響較大，尤其對(duì)瀝青混合料的粘度和強(qiáng)度有較大的危害，為了解決這一難題，我們采取了先霧化、先燃燒。燃燒充分后，再把熱量和火焰吹進(jìn)滾筒。這樣就可以避免污染加熱后的成品料。具體做法是在霧化盤與滾筒之間加一個(gè)霧化燃燒爐膛，體積大小根據(jù)實(shí)際情況而定，讓煤粉在爐膛內(nèi)充分霧化和燃燒，然后通過鼓風(fēng)機(jī)把熱量及火焰吹進(jìn)滾筒。如圖2所示。

圖2　煤粉燃燒器燃燒原理圖

2　燃燒爐膛

由于煤粉是固體，且含雜質(zhì)較多，如果燃燒不充分，雜質(zhì)就會(huì)進(jìn)入被加熱的骨料中，影響成品料的質(zhì)量。為了讓煤粉充分燃燒，在霧化盤與滾筒之間加了霧化燃燒爐膛。在前幾年里我們都采取了直筒式霧化燃燒爐膛，這樣使得煤粉霧化燃燒和霧化有了較大的改善。煤粉加熱在高速公路建設(shè)上得到了進(jìn)一步的發(fā)展。經(jīng)過幾年的使用，我們又發(fā)現(xiàn)在成品料里，還是有少量的雜質(zhì)，隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，高速建設(shè)的質(zhì)量要求越來越高。這樣顯得煤粉燃燒器不能適應(yīng)新的環(huán)境。但是煤粉燃燒器的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高，所以我們想繼續(xù)使用。結(jié)合在實(shí)際生產(chǎn)，我們發(fā)現(xiàn)在霧化爐膛前加一個(gè)錐形的喇叭口，煤粉霧化及燃燒更加充分，如圖3所示。

圖3　錐形霧化爐膛

下面，我們就從理論的角度來分析錐形噴火口，為什么霧化燃燒比較充分。直筒式由于沒有錐形噴火口，霧化燃燒爐膛內(nèi)的壓力低，溫度相對(duì)低，而錐形噴火口，由于噴火口變小了，無形中在霧化燃燒爐膛內(nèi)產(chǎn)生了壓差，使噴火口噴出的火焰強(qiáng)勁有力，增加了火焰的溫度，同時(shí)爐膛內(nèi)的溫度也提高了，由于霧化爐膛溫度較高，使煤粉霧化更加充分，煤粉燃燒也就更充分。與此同時(shí)，高溫還可使其它雜質(zhì)也充分燃燒，這樣煤粉燃燒后的殘留雜質(zhì)也就少了。經(jīng)過我們實(shí)際生產(chǎn)的使用，獲得了較好的效果。所以這種錐形噴火口霧化爐膛是將來發(fā)展的方向。

在今年這個(gè)工地上，我們就使用了錐形燃燒口霧化燃燒爐膛，在使用的過程中，比直筒式的霧化燃燒爐膛的效果確實(shí)提高了不少，燃燒的殘留物也較少，以前霧化不充分的問題都解決了。但新的問題又出現(xiàn)了，由于霧化燃燒爐膛的溫度太高，使用一段時(shí)間后損壞嚴(yán)重，半個(gè)月左右就得更換一次霧化燃燒爐膛和錐形噴火口，雖然對(duì)生產(chǎn)沒影響太大，但工人的勞動(dòng)強(qiáng)度增加，經(jīng)濟(jì)投入也很大。為了解決這一難題，經(jīng)過仔細(xì)的思考和實(shí)踐總結(jié)，筆者采用了幾種辦法來解決這一難題。

（1）澆筑法。這種方法簡單易操作，而且在這個(gè)工地上實(shí)際生產(chǎn)也實(shí)驗(yàn)成功。具體的做法就是用耐火材料為澆筑原材料，以霧化燃燒爐膛形狀為模具，調(diào)配好澆筑料，進(jìn)行一次性整體澆筑，在澆筑料上強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)行從低到高的溫度養(yǎng)護(hù)，這樣使霧化燃燒爐膛成為一體，增加了耐高溫的能力。經(jīng)過試驗(yàn)，效果比以前提高了許多，使用期也比以前提高了兩倍。

（2）風(fēng)冷法。就是利用風(fēng)的流動(dòng)性把熱量帶走的原理。具體做法是在做模具時(shí)，在爐膛四周、爐膛內(nèi)、噴火口加上冷卻風(fēng)道，用澆筑料整體澆筑，在使用時(shí)，用鼓風(fēng)機(jī)給風(fēng)道鼓風(fēng)，把霧化爐膛壁的熱量帶入滾筒內(nèi)，這樣既可以充分利用熱能，又可以起到冷卻的作用，這種冷卻方法已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中取得成功，并進(jìn)行試生產(chǎn)。如圖4所示。

圖4　風(fēng)冷法霧化燃燒爐設(shè)計(jì)圖

技術(shù)控制要點(diǎn)：①鼓風(fēng)量的調(diào)整；②霧化燃燒爐膛壁內(nèi)通風(fēng)口角度的調(diào)整；③防沖刷材料的選用；④耐火材料的選用。

（3）雙臂風(fēng)冷法。就是用耐火鋼板把霧化燃燒爐膛加工成雙層壁，使?fàn)t膛雙壁間形成通風(fēng)腔。在需要冷卻的部位打上通風(fēng)孔，通過風(fēng)的流動(dòng)把熱量帶走，起到冷卻作用，如圖5所示。

圖5　雙臂風(fēng)冷法霧化燃燒爐設(shè)計(jì)圖

技術(shù)控制要點(diǎn)：①鼓風(fēng)量的調(diào)整；②霧化燃燒爐膛通風(fēng)孔口徑及方向；③防沖刷材料的選用；④耐火材料的選用。

3　煤粉的加工形式

（1）先加工。具體做法是先把原煤加工成煤粉，放入儲(chǔ)存罐中，然后利用福樂泵吹入霧化燃燒爐膛內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是：不會(huì)因?yàn)槊悍奂庸ぴO(shè)備有問題而影響生產(chǎn)。但缺點(diǎn)是：煤粉太細(xì)，流動(dòng)性太強(qiáng)，易燃和不易存儲(chǔ)，且污染嚴(yán)重。我們?cè)诤细咚俟さ厣暇陀眠@種設(shè)備，污染較嚴(yán)重，效果不是很好。

（2）邊加工，邊使用。具體做法就是利用磨煤噴粉機(jī)，把原煤加工好直接噴入霧化燃燒爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。其優(yōu)點(diǎn)是由于是現(xiàn)磨現(xiàn)用，不用存儲(chǔ)，污染小，危險(xiǎn)性小。為了使磨煤噴粉機(jī)有故障不影響生產(chǎn)，我們特意增加了備用磨煤噴粉機(jī)，且資金投入不大。在今年登汝高速工地使用中，污染較輕，效果較好。

4　結(jié)語

煤粉燃燒器的應(yīng)用，大大降低了瀝青混合料的加熱成本，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是加熱領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一次飛躍。通過對(duì)霧化燃燒爐膛的改造，使筆者更進(jìn)一步地了解煤粉燃燒器。

Modification of Pulverized Coal Burner and Atomizing Burner Furnace

XUE Shi-wu，CHEN Lei
（Third Enginnering CO.LTD of the First Highway Engineering Bureau of CCCC，Beijing 101121，China）

The app1ication of pu1verized coa1 burner great1y reduces the heating cost of bituminous mixture and gets big economic benefits，it is a1so a big 1eap in the fie1d of heating techno1ogy.After modification of the atomizing burner furnace，pre1iminary success has been achieved.This paper main1y describes from three aspects:the burning way of the burner，burner furnace and the way of coa1 fi11ing.

pu1verized coa1 burner；atomizing burner furnace；wind ho1e

TK229

A

2095-980X（2016）03-0046-02

2016-03-13

薛世武（1976-），男，主要研究方向：機(jī)械工程。