目前,还有不少水泥生产线需要采用高水分的原料,在这种情况下,需要利用大量外部的热源对物料进行烘干,此时热风炉成为一个最为常规的选择。热风炉的热烟气一般用来烘干矿石、石灰石、磷酸盐、石膏、矿渣黏土、原煤等多种物料。如何配置热风炉并设计热风炉系统,达到烘干物料的目的,应结合我国国情与燃料资源状况,并充分了解国内外立磨的机械特性与工艺要求。
热风炉根据采用的燃料不同,可分为燃煤热风炉、燃油(重油、柴油)、燃气(天然气、高炉煤气)热风炉。燃油和燃气的热风炉的容易完全燃烧,热效率高,设备可以向小型化发展也可以向大型化发展。但是,由于燃料价格几乎是燃煤的3~4倍,其应用受到了限制。因此,我国热风炉燃料定位于燃煤为主,但也存在少量企业燃烧高炉煤气的热风炉。
燃煤热风炉根据结构主要分为沸腾式、卧式和立式。早期卧式热风炉用原煤作燃料,炉内设置篦子,采用人工或机械方式进行加煤和清渣。由于块煤难于燃尽、煤渣清理困难,热风炉热效率低,难以大型化。在此基础上,有些生产企业将卧式热风炉改为煤粉燃烧,虽然节省了人力,但燃烧效率仍然有待提高,此外还存在难于将工业废料作为替代燃料的缺陷。同时卧式结构的燃煤热风炉,生产中容易出现结焦现象,煤粉燃烧不完全,影响烘干系统的稳定运行。
沸腾式热风炉是目前国内应用最广泛、技术最成熟可靠、能耗低、投资成本低,适用燃煤品种范围广、操作简单,热效率较高。但是沸腾式热风炉必然会排放对环境有害的含硫废气,这点与我国近年的产业政策关于环境保护的要求极不相宜,特别在靠近大城市周边区域和风景名胜区,对于含硫废气排放有非常严格的限定,个别地区甚至对于新上项目的“硫排放”指标采取“零容忍”政策,同时沸腾式热风炉还存在排渣操作复杂等缺点。
为了提高燃煤效率,满足大型化生产需求,出现了100%燃烧燃煤的立式热风炉,其优点是:
(1)可燃烧各种不同热值和挥发份(10%~60%)的燃煤,也可燃烧各种代用固体燃料(挥发份30%~80%),如废木屑、焦炭屑等;
(2)供热能力范围较大(3MW~60MW);
(3)自动化程度较高,一般设有燃烧器监视系统、燃料细度控制、故障安全系统等。