TSD型分解炉的研究开发及工程应用来源：信息中心时间：2008-11-228:47:08天津水泥工业设计研究院陶从喜彭学平胡芝娟刘继开余锦辉(300400)摘要：通过理论及试验研究,，开发了适用于无烟煤煅烧的TSD型分解炉，并结合工程实践应用，将TSD型分解炉成功应用于2500～5000t/d水泥熟料生产线，取得了成功。关键词：TSD炉研究开发应用1.前言随着市场经济的不断发展，越来越多的水泥企业要求采用就近取材的相对价格合适的无烟煤作为水泥熟料煅烧用燃料，因此，天津水泥工业设计研究院（以下简称天津院）于20世纪90时年代开始对无烟煤的燃烧特性进行了大量的研究工作，针对无烟煤“着火温度高、着火及稳燃困难”的燃烧特性，提出了适应无烟煤煅烧的几种分解炉炉型，并展开了相应的开发研究工作，其中TSD炉（带旁置旋流预燃室的组合式分解炉）正是在无烟煤燃烧特性研究基础上开发而来的性能优良的分解炉之一。分解炉是预分解系统的核心，其功能的发挥直接影响回转窑系统的产质量。分解炉内主要完成燃料燃烧、碳酸盐分解、气固两相的输送、混合（分散）、换热、传质等一系列过程，并且伴有物料浓度、颗粒粒径的变化以及气体流量、成分和温度场的变化。分解炉的结构形式多种多样，到目前为止，国际上各种类型的分解炉已有30多种，大体上可分为喷腾型、流态化型、管道型和旋流型等四类，并通过各种组合变化产生各种型式的分解炉。就其总体性能而言，均能满足生料分解和煤粉燃烧的要求，但各有其特点及优缺点。对分解炉的研究，天津院已形成了一套从原燃料特性研究、机理分析、冷态模拟试验、CFD研究、现场测试等完整的研究开发体系。天津院目前的主导炉型为双喷腾的TDF炉，我们用各种方式对其进行了大量的研究工作，根据燃料的燃烧特性与预分解系统开发设计的相关性研究，我们在TDF炉型基础上衍生开发适应各种不同煤质的分解炉（见图1），并列出燃料特性与预分解系统相关性于下图（图2）：中文名:双喷腾分解炉简称:TDF英文名:DualSpoutFurnace中文名:带旁置旋流预燃室的组合式分解炉简称:TSD英文名:CombinationFurnacewithspinPre-burningChamber中文名:带下置涡流预燃室的组合式分解炉简称:TWD英文名:CombinationFurnacewithWhirlpoolPre-burningChamber中文名:带旁置流态化悬浮炉的组合式分解炉简称:TFD英文名:CombinationFurnacewithFluidized-bed中文名:带流态床的悬浮分解炉简称:TSF英文名:SuspensionFurnacewithFluidized-bed本文在此仅对TSD型分解炉的研究开发及工程实践应用作一详细介绍。2.TSD炉的冷模试验研究TSD分解炉的示意见图1，它主要由旋流预燃室与双喷腾主炉前后串联成一炉组构成。来自窑头的高温三次风切向进入旋流预燃室；煤粉采用特制的燃烧器喷入预燃室并在纯空气的高温环境中稳定着火并快速燃烧；来自上一级旋风筒的预热物料由下料管喂入预燃室三次风入口；未燃尽的煤粉及物料从预燃室经斜烟道进入主炉中继续边燃烧边分解，最后出炉进入末级旋风筒进行气固分离后，将已预热并充分分解的物料喂入回转窑中；回转窑尾废气经主炉缩口直接喷入双喷腾主炉底部，并与预燃室的热气混合，继续完成分解炉内的煤粉燃烧和物料分解。根据水泥生产线的规模及窑尾预热器的布置情况（单系列或双系列预热器），预燃室可采用一个或两个（通常双系列预热器最好采用双预燃室）。为了解TSD炉的一些特性参数，验证其可靠性，为合理确定分解炉的结构型式及为设计开发提供试验依据，我们对TSD炉进行了冷态模型试验。通过冷态下分解炉的阻力特性、物料停留时间、气体三维流场等的测定及料粉在分解炉系统中的分散和运动情况的观察，我们基本掌握了该炉型的特征性能和技术参数。2.1冷模试验研究流程TSD分解炉冷模试验流程见图3。图3TSD炉冷模试验装置流程图(P1~P6为压力测点)2.2冷模试验结果及分析2.2.1分解炉的阻力特性阻力特性是分解炉的重要指标之一，它关系到系统压损、排风电耗、系统配风及拉风提产的适应性等问题。通常，以当作常数的代表性阻力系数高低来进行评价，而较少注意阻力系数的变化特性。表1是几种不同分解炉模型的代表性阻力系数比较情况。由于数据处理所取代表风速及其范围不同，窑气与三次风量、风速比也不尽相同，有时差别甚大，缺乏可比性也难以查明原因做出合理解释，故所列其它数据仅供参考。表1不同炉型冷模试验所得阻力系数(对主炉断面风速而言)厂家炉型阻力系数备注ζaζbζc柳州SLC94空载洛阳NKSV2719南化、空载耀县DD625.6南化、空载山西RFC7413南化、空载宁国MFC8空载烟台NMFC47南化、空载冀