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燃烧技术，通过使用含氧量高于空的助燃剂，可以有效地缩短燃烧时间，提高燃烧效率和温度。近年来，膜法制氧技术得到了开发和利用，富氧燃烧技术的成本大大降低，应用范围也扩大了。研究机构和水泥企业相继开展了窑内富氧燃烧技术的研究和实践。中国建筑材料科学研究院王俊杰通过理论计算和实验研究分析了窑内富氧燃烧技术的效果，发现煤粉的燃烧温度取决于煤粉颗粒周围的氧气浓度。廖斌等。利用数值模拟分析对水泥窑富氧燃烧技术进行研究，发现在熟料生产线中采用窑内富氧燃烧可以节约燃料，达到节能减排增效的效果。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诸多成果。本文以富氧燃烧技术在CZ精炼厂5000t/d熟料生产线上的实践为研究对象，研究了窑内富氧燃烧技术对熟料生产过程的影响和作用。
01
富氧燃烧的技术改造措施
窑内富氧燃烧技术改造分为烧成系统和制氧供氧系统。富氧空气(见图1)采用新型深冷直接输送法制备，富氧空气通过窑头多通道燃烧器以一次风的形式引入干法水泥回转窑。
图1生产富氧空气体的低温直接输送新方法的现场照片
02
富氧燃烧技术的实施效果
2.1富氧燃烧对窑系统的影响
窑内富氧燃烧是一种高效强化燃烧技术，能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。在稍微增加给煤量的前提下，窑头给煤量减少，窑电流降低，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，提高了火焰黑度，强化了窑内传热，提高了系统的热利用率。另外，窑内温度升高，液相量增加，窑内结皮稳定均匀，降低了窑的旋转力矩和窑的运行电流。
2.2富氧燃烧对预热器系统的影响
富氧燃烧实施后，预热器压力损失和废气量减少，出口压力由-5600Pa降至-5320 Pa。C1出口排气量由1.360Nm /kg.cl降至1.306Nm /kg.cl，预热器出口排气量减少，表明烧成系统风量减少。富氧燃烧对预热器系统的影响见表2。
富氧燃烧对窑系统的影响
表2富氧燃烧对预热系统的影响
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，在满足煤粉燃烧的前提下，降低了过剩空气体系数，减少了烟气产生量。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，由于系统中风量的减少，各级旋风筒的风速降低，系统阻力也随之降低。从而提高系统燃烧效率，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、三次风温提高，系统热回收效率提高1.6%，熟料温度基本不变。富氧燃烧后篦冷机系统参数如表3所示。
炉排的热回收效率主要受二、三次风温度和风量的影响。煤粉富氧燃烧时，由于火焰温度和黑度的提高，物料的传热效率提高，出窑熟料温度更高，在篦冷机高温冷却区形成温度更高的二次和三次风。另外，富氧燃烧后，烧成系统用风量减少，篦冷机冷却风量减少11%左右，二、三次风仅减少3.9%左右。可见，富氧燃烧能有效改善篦冷机的运行效果。
2.4富氧燃烧对燃烧系统节能降耗的影响
富氧燃烧技术采用富氧空气体作为助燃剂，缩短了煤粉的燃尽时间，提高了煤粉的燃烧温度，提高了窑内物料的换热效率，降低了窑内熟料燃烧所需的煤粉消耗。二、三次风温度提高，更有利于热量回收，从而降低系统耗热量。根据改造后的运行统计，燃烧煤耗减少约5.0kg.ce/t.cl;。另外，富氧燃烧技术实施后，窑况更加稳定，窑皮稳定均匀，窑电流明显降低，富氧燃烧降低了空气体过剩系数，烟气产生量减少，C1出口废气减少， 热损失和风机电耗降低，熟料综合电耗降低约2.0kWh/t·cl，若计入制氧系统电耗，熟料综合电耗增加1.5 ~ 2kWh/t·cl。
03
结束语
富氧燃烧技术在5000t/d熟料生产线的实践取得了良好的节能降耗效果:烧结系统热效率提高，空气消耗降低，系统阻力降低；烧成系统煤耗降低约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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