一、引言：燃盡率是外掛爐效能的核心指標(biāo)

在水泥行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，外掛爐（如階梯爐、熱盤爐）作為替代燃料（RDF/SRF）處置的關(guān)鍵設(shè)備，其燃盡率直接關(guān)系到燃料經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)穩(wěn)定性及減排效果。研究表明，即使同種燃料因密度、尺寸差異，燃盡率波動(dòng)可達(dá)30%以上。本文結(jié)合研究數(shù)據(jù)與工程實(shí)踐，系統(tǒng)解析外掛爐燃盡率的影響因素及優(yōu)化路徑。

二、燃盡率的影響因素解析

1、燃料特性

• 物理參數(shù)：輕質(zhì)小顆粒（如廢紡）易被三次風(fēng)帶走，停留時(shí)間僅0.5秒，燃盡率可能低于50%；重質(zhì)燃料（如輪胎碎片）反應(yīng)速度慢，需延長停留時(shí)間。
• 化學(xué)成分：揮發(fā)分高的燃料（如廢紡Vad=77.26%）燃盡速度快，但氮含量（如廢紡N=15.52%）可能增加NO_x排放風(fēng)險(xiǎn)。

2、外掛爐操作條件

• 風(fēng)量與溫度：三次風(fēng)量增加可提升氧氣供給，但過量會(huì)導(dǎo)致截面熱負(fù)荷過高（如某案例中三次風(fēng)量0.23Nm3/kgcl時(shí)燃盡率達(dá)78%）；外掛爐溫度每升高100℃，燃盡率提升約8%-12%。
• 生料協(xié)同效應(yīng)：C4分料量增加會(huì)稀釋燃料濃度，燃盡率下降（如分料量從20%降至10%時(shí)，燃盡率從78%降至46%）。

三、燃盡率的量化評(píng)估方法

1、物料-熱量平衡法

通過建立外掛爐的輸入（燃料熱值、三次風(fēng)顯熱）與輸出（煙氣顯熱、灰分顯熱）平衡方程，可計(jì)算整體燃盡率。例如某10t/h替代燃料系統(tǒng)，在三次風(fēng)量0.23Nm3/kgcl條件下，燃盡率達(dá)78%。

2、動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)

• 煙氣成分分析：通過CO、CO?濃度變化判斷燃盡進(jìn)度，需多點(diǎn)長期采樣（如國外研究顯示，輪胎碎片燃盡率在移動(dòng)60%距離后達(dá)78%）。
• 出口燃料檢測：對(duì)未燃盡燃料進(jìn)行工業(yè)分析（如灰分、固定碳含量），結(jié)合元素分析（如硫、氯含量）評(píng)估后續(xù)分解爐燃盡潛力。

四、工程優(yōu)化實(shí)踐與案例

1、工藝改進(jìn) 

• 分級(jí)破碎與分選：采用“雙軸撕碎+風(fēng)選+單軸細(xì)碎”工藝，將燃料粒度控制在50mm以下，提升燃燒均勻性，某項(xiàng)目噸電耗降低30%。
• 富氧燃燒技術(shù)：通過提高氧氣濃度至28%-30%，使燃料燃盡時(shí)間縮短20%，NO_x排放降低35%。

2、典型案例 

• 廢紡燃料應(yīng)用：某水泥廠采用外掛爐處理15萬噸/年廢紡，通過優(yōu)化三次風(fēng)溫至950℃、控制燃料摻量≤5%，實(shí)現(xiàn)燃盡率65%，年減碳12萬噸。
• 危險(xiǎn)廢物協(xié)同處置：醫(yī)療廢料經(jīng)分選后制成SRF燃料，在外掛爐內(nèi)燃盡率達(dá)58%，氯含量控制在0.3%以下，滿足水泥窯安全閾值。

五、未來優(yōu)化方向

• 智能化控制：引入AI算法實(shí)時(shí)優(yōu)化風(fēng)量、溫度參數(shù)，目標(biāo)將燃盡率提升至85%以上，故障率降低40%。
• 標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)：制定《替代燃料外掛爐燃盡率評(píng)價(jià)導(dǎo)則》，明確氯≤1%、硫≤0.8%等污染物限值。
• 耦合CCUS技術(shù)：開發(fā)“外掛爐-碳捕集”一體化系統(tǒng)，計(jì)劃2025年前實(shí)現(xiàn)燃料碳捕集率超60%。

結(jié)語

外掛爐燃盡率是衡量替代燃料技術(shù)成熟度的核心參數(shù)，需通過工藝優(yōu)化、智能化升級(jí)與標(biāo)準(zhǔn)完善多管齊下。隨著碳市場擴(kuò)容和低碳技術(shù)迭代，外掛爐將在水泥行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型中發(fā)揮更關(guān)鍵作用。