内外燃焙烧技术(2)

除以上设置在窑炉上外燃系统外，在窑炉之前还应设置减压站或气化站或煤气发生站等。

4 窑炉结构与码坯方式

窑炉结构、窑车码坯方式必须与外燃系统相适应。

首先，码坯方式很重要。不管是全内燃方式还是外燃方式，燃料的燃烧需要有燃烧空间，码坯密度要求间接保证了燃烧空间，经验证明码坯密度在230～260块/m3较为合适。近些年，行业内码坯方式发生了很多变化，目的是为了提高产能，诞生了大量的黑心砖。其主要原因就是码坯方式不合理，坯垛局部码坯密度过大，为了火行速度纵向风道留设过宽。一方面，过密的坯垛中坯体缺乏燃烧空间，燃料燃烧不充分导致黑心、浪费能源；另一方面，过宽的纵向风道中O2得不到充分利用，导致烟气或尾气中空气过剩系数过大，风机动力增加了，尾气处理量和难度增加了，使得尾气处理达标困难。

外燃的码坯方式，一是要杜绝纵向风道过大、坯垛局部密度大。外燃产生的热量要均匀地传导给每块坯体，不能让热量从纵向风道跑掉了，这样才能保证每块坯体的质量。二是，要预留横向拉缝。前后坯垛之间构成横向拉缝，这里就是外燃料的燃烧空间，烧嘴设置在该横向拉缝的正上方（大断面隧道窑）或左右两侧（小断面）；外燃烧嘴功率选型小且数量多，其需要的前后空间相对较小，若选型功率大且数量少，其需要的前后空间较大，否则烧嘴喷出火焰直接接触坯体导致坯体表面局部颜色显青色，产品色差较大。图1显示的是既适应外燃又适应内燃的码垛形式。

图1 外燃码坯示意图1-坯垛；2-烧嘴位置；3-横向拉缝；4-车

有了合理码坯方式，才有窑炉结构。外燃烧嘴位置设置在横向拉缝正上方，呈一排排列，前后排烧嘴一般错位布置，呈梅花形，目的是为了使所有坯体均匀受热；若小断面窑炉布置在窑炉两侧，同一拉缝中的左右烧嘴宜上下错位，使热气体在该断面形成旋转气流，气流重新分配后均匀地通过每一坯垛。

5 操作，控制与安全

窑炉外燃系统必须遵循从设计、制造、安装、调试验收到点火运行等一系列规范要求，做到专业设计、专业制造、规范操作。外燃系统的控制，包括温度控制与安全控制。

5.1 燃烧安全控制

具备点火条件后，总控柜的按钮启动系统启动后，启动助燃风机，系统会自动进行下列程序，通过风压开关检查风机运行是否正常、通过燃气压力开关检查燃气压力是否在设定的工作范围、燃气检漏装置对燃气电磁阀进行密封性进行检验。其中只要有一项异常，将发出报警信号，排除故障后才能重新启动。只有在全部正常情况下，开启控制柜，按上述程序对管辖的若干个烧嘴进行检查，完全正常后，全部就地控制箱得电。就地控制箱装有一个点火变压器，一个燃烧安全程序控制器。就地控制箱装有转换开关，可以在现场单独操作（一般用于维修时）也可以拨动开关送总控柜控制。

依次在每个烧嘴的就地控制箱上启动烧嘴，使烧嘴点着小火，并转入到大火状态下运行，至此整个炉窑启动完成。如果连续两次手动复位后仍然发生“锁定”，应立即停机，仔细检查原因，排除故障后才能重新启动。

上述每一个程序都通过线缆接到总控柜，正常、故障信号多可以在显示屏上显示、查阅。

5.2 温度控制

在烧嘴进入大火运行状态以后，炉窑进入升温阶段。热电偶将热信号变电信号送到总控柜，当炉内温度逐渐升高到设定的温度时，它发出信号到电动执行器，开关关小，并通过燃气、空气蝶阀及连动机构将燃气、空气呈比例地关小。但是由于炉窑的热惯性，炉温还可能继续上升，负载控制器可能将烧嘴关得更小；烧嘴关小以后炉温降低，负载控制器又将小火开大，同样由于热惯性，炉温仍继续降低，负载控制器又可能将烧嘴开得过大。如此经过几次反复以后，炉温逐渐接近设定的温度，并在设定温度附近波动直至加热工作结束。

由于用户要求在烧结过程中内燃及外燃的比例从1%～100%可通过中央控制室任意调控。考虑到内燃时煤燃烧的突发性，温度变化的滞后性。为防止炉温超温引起砖坯过烧，烧嘴还带脉冲燃烧功能。燃烧及停顿时间可在中控室根据炉况调整。

炉温的实时情况（设定温度、实际温度）、天然气的瞬时流量均可在显示屏上查阅、显示。

天然气外燃系统，若空燃比控制不合适，可造成燃烧不充分，燃气局部聚集，引起爆炸、爆燃；若无熄火保护措施，同样会引起爆炸、爆燃。发生炉煤气外燃系统，同样具有上述特点，若发生泄漏，还会引起中毒事件。毒性更强的高炉煤气，对燃烧系统安全的要求更高，必须保证运行过程不熄火、不泄露，且须配备固定式和便携式报警器。安全，对于老企业改造工程来说显得尤为重要。

文章来源：《内燃机工程》 网址: http://www.nrjgczz.cn/qikandaodu/2021/0127/470.html