过剩空气系数（空气过剩系数名词解释）

　　过剩空气系数（空气过剩系数名词解释）
　　引言
　　富氧燃烧是一种高效燃烧技术，通过使用高于空气氧含量的助燃剂，能够有效缩短燃煤燃烧时间，提高燃烧效率和燃烧温度。近年膜法制氧技术得到发展和利用，富氧燃烧技术成本大大降低，应用范围也随之扩大。各研究机构和水泥企业陆续开展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等通过理论计算和实验研究分析了窑内富氧燃烧技术效果，发现煤粉燃烧温度取决于煤粉颗粒周围的氧浓度。廖斌等采用数值模拟分析研究水泥窑富氧燃烧技术，发现将窑内富氧燃烧用于熟料生产线，可以节约燃料，达到节能减排增效的作用。可见，窑内富氧燃烧技术在水泥窑节能降耗理论研究中取得较多成果。本文以CZ海螺某5000t/d熟料生产线实践窑内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及效果。
　　01
　　富氧燃烧技术改造措施
　　窑内富氧燃烧技术改造整体分为烧成系统和制氧供氧系统。采用新式深冷直送法制取富氧空气(见图1)，通过窑头多通道燃烧器，以一次风形式将富氧空气引入干法水泥回转窑内。
　　图1 新式深冷直送法制取富氧空气现场照片
　　02
　　富氧燃烧技术实施效果
　　2.1 富氧燃烧对窑系统影响
　　窑内富氧燃烧是一种高效强化燃烧技术，显著提高煤粉燃烧温度和缩短燃尽时间，将煤粉的热量集中释放。缩短气体在高温区停留时间，保证了窑内烧成温度。
　　表1是富氧燃烧实施前后窑系统参数变化情况。在喂料量略增加的前提下，窑头喂煤量减少，窑电流降低，实现窑系统节能降耗。窑内富氧燃烧改造后，煤在富氧状态下得到充分燃烧，提高了火焰黑度，窑内传热得到强化，系统热利用率提高。此外，窑内温度提高，液相量增多，窑内结皮稳定且均匀，减小了窑转动扭矩，降低了窑运转电流。
　　2.2 富氧燃烧对预热器系统影响
　　富氧燃烧实施后，预热器压损和废气量有所降低，出口压力由原来-5600Pa降低至-5320Pa；C1出口废气量由1.360Nm³/kg.cl降低至1.306Nm³/kg.cl。预热器出口废气量减少，表明烧成系统用风量降低。富氧燃烧对预热器系统影响如表2所示。
　　表1 富氧燃烧对窑系统影响
　　表2 富氧燃烧对预热器系统影响
　　表3 富氧燃烧对篦冷机系统影响
　　窑内富氧燃烧以富氧空气作为助燃剂，满足煤粉燃烧的前提下降低了过剩空气系数，减少了烟气生成量。系统外排废气量减少，废气造成的系统热损失也随之降低。同时，因系统用风量减少，各级旋风筒风速降低，系统阻力也随之降低。从而提高了系统烧成效率，降低了系统能耗。
　　2.3 富氧燃烧对篦冷机系统的影响
　　富氧燃烧实施后，二、三次风温有所升高，系统热回收效率提高1.6％，熟料温度基本不变。表3是富氧燃烧实施后篦冷机系统参数。
　　篦冷机热回收效率主要受二、三次风温和风量影响。煤粉在富氧状态下燃烧，因火焰温度和黑度增加，提高了物料传热效率，出窑熟料温度较高，在篦冷机高温冷却区形成较高温度的二、三次风。此外，富氧燃烧后，烧成系统用风量降低，篦冷机冷却风量降低约11％，而二三次风仅降低约3.9％。可见，富氧燃烧可有效改善篦冷机运行效果。
　　2.4 富氧燃烧对烧成系统节能降耗的影响
　　富氧燃烧技术以富氧空气作为助燃剂，缩短了煤粉燃尽时间，提高煤粉燃烧温度，改善窑内物料换热效率，降低窑内完成熟料烧成所需煤粉消耗量；提高了二、三次风温，更有利于热回收，从而降低系统热耗，根据改造后运行统计数据，烧成煤耗降低约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，窑电流显著降低，富氧燃烧降低空气过剩系数，降低烟气生成量，C1出口废气量减少，降低了热量损失和风机电耗，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
　　在5000t/d熟料生产线实践富氧燃烧技术，取得了较好的节能降耗效果：烧成系统热效率提高，用风量减少，系统阻力降低；烧成系统煤耗降低约5.0kg.ce/t.cl；计入制氧系统电耗，熟料综合电耗升高约1.5～2kWh/t.cl。
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