过剩空气体系数(空气体过剩系数名词解释)
介绍
富氧燃烧是一种高效的燃烧技术。使用含氧量高于空的助燃剂，可以有效缩短煤的燃烧时间，提高燃烧效率和温度。近年来，膜制氧技术得到了发展和利用，富氧燃烧技术的成本大大降低，应用范围也有所扩大。科研机构和水泥企业一直在开展窑内富氧燃烧技术的研究与实践。王俊杰、中国建筑材料科学研究院等。通过理论计算和实验研究分析了窑内富氧燃烧的技术效果，发现煤粉的燃烧温度取决于煤粉颗粒周围的氧浓度。廖斌等人利用数值模拟分析对水泥窑富氧燃烧技术进行了研究，发现在熟料生产线上采用窑内富氧燃烧可以节油、节能、减排、增效。可见，窑内富氧燃烧技术在水泥窑节能降耗理论研究方面取得了许多成果。本文以CZ海螺5000t/d熟料生产线富氧燃烧技术为研究对象，研究窑内富氧燃烧技术对熟料生产过程的影响和作用。
01
富氧燃烧技术改造措施
窑内富氧燃烧技术改造可分为燃烧系统和供氧供氧系统两个整体。富氧空气体通过新的低温直接输送方法制备(见图1)。富氧空气体通过窑头的多通道燃烧器以一次空气的形式引入干法水泥回转窑。
图1新低温直接输送法制备的富氧空气体现场照片
02
富氧燃烧技术的实施效果
2.1富氧燃烧对窑炉系统的影响
窑内富氧燃烧是一种高效的燃烧技术，可显著提高煤粉燃烧温度，缩短燃尽时间，集中释放煤粉热量。缩短气体在高温区停留时间，保证窑内的烧成温度。
表1显示了富氧燃烧前后窑系统参数的变化。在略微增加给煤量的前提下，减少窑头给煤量，降低窑电流，实现窑系统节能降耗。窑内富氧燃烧改造后，煤在富氧状态下充分燃烧，火焰黑度提高，窑内传热加强，系统热利用率提高。此外，随着窑内温度的升高，液相量增加，窑内结皮稳定均匀，降低了窑的旋转扭矩和运行电流。
2.2富氧燃烧对预热器系统的影响
实施富氧燃烧后，降低了预热器的压力损失和废气量，出口压力由-5600Pa降至-5320 Pa。C1出口处的废气量从1.360牛·米/千克·立方米减少到1.306牛·米/千克·立方米..预热器出口废气减少，说明烧结系统风量减少。富氧燃烧对预热器系统的影响见表2。
表1富氧燃烧对窑炉系统的影响
表2富氧燃烧对预热器系统的影响
表3富氧燃烧对篦冷机系统的影响
窑内富氧燃烧采用富氧空气体作为助燃剂，降低了过量空气体系数，减少了烟气量。当从系统排出的废气量减少时，由废气引起的系统热损失也减少。同时，由于系统风量的减少，各级旋风管的风速降低，系统阻力也降低。从而提高系统点火效率，降低系统能耗。
2.3富氧燃烧对篦冷机系统的影响
实施富氧燃烧后，二、三次风温度升高，系统热回收效率提高1.6%，熟料温度基本保持不变。富氧燃烧后篦冷机系统参数见表3。
篦冷机的热回收效率主要受二、三次风温度和风量的影响。煤粉在富氧状态下燃烧时，由于火焰温度和黑度的升高，物料的传热效率提高，出窑熟料温度较高，篦冷机高温冷却区形成温度较高的二、三次风。此外，富氧燃烧后，燃烧系统风量减少，篦冷机冷却风量减少约11%，二、三次风仅减少约3.9%。可见，富氧燃烧能有效提高篦冷机的运行效果。
2.4富氧燃烧对烧结系统节能降耗的影响
富氧燃烧技术利用富氧空气体作为助燃剂，缩短了煤粉的燃烧时间，提高了煤粉的燃烧温度，提高了窑内物料的换热效率，减少了窑内完成熟料燃烧所需的煤粉消耗。二、三次风温度升高，更有利于热量回收，从而降低系统的热耗。根据改造后的运行统计，燃烧后的煤耗降低了约5.0kg.ce/t.cl.此外，富氧燃烧技术实施后，窑况更加稳定，窑皮稳定均匀，窑电流显著降低，富氧燃烧降低了空气体过剩系数，减少了烟气产生量，减少了C1出口废气量，降低了热损失和风机电耗， 且熟料综合电耗降低约2.0 kwh/t.cl，若计入制氧系统电耗，熟料综合电耗将增加1.5 ~ 2 kwh/t.cl。
03
结束语
在5000t/d熟料生产线上实践富氧燃烧技术，取得了良好的节能降耗效果:提高了烧结系统热效率，降低了空气消耗，降低了系统阻力；燃烧系统煤耗降低约5.0kg.ce/t.cl;考虑制氧系统电耗，熟料综合电耗增加约1.5 ~ 2kwh/t·cl
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