煤粉燃烧器及雾化炉膛的改装

薛世武，陈　雷

煤粉燃烧器及雾化炉膛的改装

薛世武，陈雷

（中交一公局三公司，北京101121）

煤粉燃烧器的应用，大大降低了沥青混合料的加热成本，取得了较大的经济效益，同时也是加热领域科学技术发展的一次飞跃。对雾化燃烧器炉膛进行改装后，通过实际生产验证，取得了初步成功。文章主要从3个方面进行论述：燃烧器的燃烧方式；燃烧炉膛；煤粉供应方式。

煤粉燃烧器；雾化燃烧器炉膛；出风孔

在中国经济高速发展的环境下，高速公路建设也得到蓬勃的发展。科学管理是企业发展的必备趋势，企业要发展，就要必须走科学管理这条路，通过科学管理来提高经济效益。

在这种大环境的促使下，高速建设单位纷纷提出节能措施。在保证质量的前提下，减少施工生产成本，在高速公路沥青路面施工时至关重要。沥青拌合站骨料进行加热后，在经过拌合成为成品料。在前些年，基本上都用柴油进行加热，加热成本较大。所以随着科学技术的发展，为了降低加热成本，先后使用过重油、天然气、煤粉加热，经过比较发现煤粉加热成本最低。所以这几年大部分企业都使用煤粉加热，在使用煤粉加热设备的同时，笔者也在研究煤粉燃烧器的课题。在工地上，我们使用的煤粉燃烧器雾化燃烧炉膛经常损坏。笔者经过实地观察和研究，对雾化炉膛进行了一些小的改装。在笔者的技术指导下，对雾化燃烧器炉膛进行改装后，通过实际生产验证，取得了初步成功。文章主要从三个方面进行论述：燃烧器的燃烧方式；燃烧炉膛；煤粉供应方式。

1　燃烧器燃烧方式

煤粉燃烧器和一般柴油燃烧器的燃烧方式基本原理一样，都是把燃料雾化进行燃烧，但由于柴油是液体，雾化较容易。而煤粉是固体，雾化较难。所以它们两者的雾化过程不一样。

（1）柴油是液体，雾化较容易，且杂质少，由于燃烧充分，在骨料加热时，可直接伸进滚筒进行雾化并燃烧。如图1所示，并且对加热的成品料质量无影响，污染也小。

图1　柴油燃烧器燃烧原理图

（2）煤粉是固体，雾化较难，且含杂质较多。如果直接伸进滚筒进行燃烧，会造成煤粉雾化不好以及杂质不易充分燃烧的缺点。这样燃烧后的杂质就会混合到骨料中，而这些杂质都是固体小颗粒，其材质性质不稳定，对生产出的成品料影响较大，尤其对沥青混合料的粘度和强度有较大的危害，为了解决这一难题，我们采取了先雾化、先燃烧。燃烧充分后，再把热量和火焰吹进滚筒。这样就可以避免污染加热后的成品料。具体做法是在雾化盘与滚筒之间加一个雾化燃烧炉膛，体积大小根据实际情况而定，让煤粉在炉膛内充分雾化和燃烧，然后通过鼓风机把热量及火焰吹进滚筒。如图2所示。

图2　煤粉燃烧器燃烧原理图

2　燃烧炉膛

由于煤粉是固体，且含杂质较多，如果燃烧不充分，杂质就会进入被加热的骨料中，影响成品料的质量。为了让煤粉充分燃烧，在雾化盘与滚筒之间加了雾化燃烧炉膛。在前几年里我们都采取了直筒式雾化燃烧炉膛，这样使得煤粉雾化燃烧和雾化有了较大的改善。煤粉加热在高速公路建设上得到了进一步的发展。经过几年的使用，我们又发现在成品料里，还是有少量的杂质，随着科学技术水平的进步，高速建设的质量要求越来越高。这样显得煤粉燃烧器不能适应新的环境。但是煤粉燃烧器的经济价值很高，所以我们想继续使用。结合在实际生产，我们发现在雾化炉膛前加一个锥形的喇叭口，煤粉雾化及燃烧更加充分，如图3所示。

图3　锥形雾化炉膛

下面，我们就从理论的角度来分析锥形喷火口，为什么雾化燃烧比较充分。直筒式由于没有锥形喷火口，雾化燃烧炉膛内的压力低，温度相对低，而锥形喷火口，由于喷火口变小了，无形中在雾化燃烧炉膛内产生了压差，使喷火口喷出的火焰强劲有力，增加了火焰的温度，同时炉膛内的温度也提高了，由于雾化炉膛温度较高，使煤粉雾化更加充分，煤粉燃烧也就更充分。与此同时，高温还可使其它杂质也充分燃烧，这样煤粉燃烧后的残留杂质也就少了。经过我们实际生产的使用，获得了较好的效果。所以这种锥形喷火口雾化炉膛是将来发展的方向。

在今年这个工地上，我们就使用了锥形燃烧口雾化燃烧炉膛，在使用的过程中，比直筒式的雾化燃烧炉膛的效果确实提高了不少，燃烧的残留物也较少，以前雾化不充分的问题都解决了。但新的问题又出现了，由于雾化燃烧炉膛的温度太高，使用一段时间后损坏严重，半个月左右就得更换一次雾化燃烧炉膛和锥形喷火口，虽然对生产没影响太大，但工人的劳动强度增加，经济投入也很大。为了解决这一难题，经过仔细的思考和实践总结，笔者采用了几种办法来解决这一难题。

（1）浇筑法。这种方法简单易操作，而且在这个工地上实际生产也实验成功。具体的做法就是用耐火材料为浇筑原材料，以雾化燃烧炉膛形状为模具，调配好浇筑料，进行一次性整体浇筑，在浇筑料上强度时，进行从低到高的温度养护，这样使雾化燃烧炉膛成为一体，增加了耐高温的能力。经过试验，效果比以前提高了许多，使用期也比以前提高了两倍。

（2）风冷法。就是利用风的流动性把热量带走的原理。具体做法是在做模具时，在炉膛四周、炉膛内、喷火口加上冷却风道，用浇筑料整体浇筑，在使用时，用鼓风机给风道鼓风，把雾化炉膛壁的热量带入滚筒内，这样既可以充分利用热能，又可以起到冷却的作用，这种冷却方法已经在实验中取得成功，并进行试生产。如图4所示。

图4　风冷法雾化燃烧炉设计图

技术控制要点：①鼓风量的调整；②雾化燃烧炉膛壁内通风口角度的调整；③防冲刷材料的选用；④耐火材料的选用。

（3）双臂风冷法。就是用耐火钢板把雾化燃烧炉膛加工成双层壁，使炉膛双壁间形成通风腔。在需要冷却的部位打上通风孔，通过风的流动把热量带走，起到冷却作用，如图5所示。

图5　双臂风冷法雾化燃烧炉设计图

技术控制要点：①鼓风量的调整；②雾化燃烧炉膛通风孔口径及方向；③防冲刷材料的选用；④耐火材料的选用。

3　煤粉的加工形式

（1）先加工。具体做法是先把原煤加工成煤粉，放入储存罐中，然后利用福乐泵吹入雾化燃烧炉膛内。其优点是：不会因为煤粉加工设备有问题而影响生产。但缺点是：煤粉太细，流动性太强，易燃和不易存储，且污染严重。我们在湖南高速工地上就用这种设备，污染较严重，效果不是很好。

（2）边加工，边使用。具体做法就是利用磨煤喷粉机，把原煤加工好直接喷入雾化燃烧炉膛内进行燃烧。其优点是由于是现磨现用，不用存储，污染小，危险性小。为了使磨煤喷粉机有故障不影响生产，我们特意增加了备用磨煤喷粉机，且资金投入不大。在今年登汝高速工地使用中，污染较轻，效果较好。

4　结语

煤粉燃烧器的应用，大大降低了沥青混合料的加热成本，取得了较大的经济效益，同时也是加热领域科学技术发展的一次飞跃。通过对雾化燃烧炉膛的改造，使笔者更进一步地了解煤粉燃烧器。

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：机械工程。