摘要:

一． 槪述

干法水泥窯尾的廢氣，不僅風(fēng)量大，且溫度高，一般在350-400℃，℃即是最近大部分采用低溫余熱發(fā)電，其溫度也在300。而窯頭熟料篦式冷卻器的余風(fēng)溫度，正常時(shí)為200℃左右，不正常時(shí)可達(dá)300-450℃。用于處理這二種工況的袋除塵器，無論采用P84及其混合針刺氈，還是使用各種玻纖袋或玻纖覆膜濾袋，其長期使用的工作溫度小于250℃，實(shí)際控制在200℃。因此，煙氣在入袋除塵器前必須采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧?。而目前采用的方法有三種：

1.吸風(fēng)冷卻

在尾系統(tǒng)的負(fù)壓管道上裝設(shè)一個(gè)帶有調(diào)節(jié)閥門的支管，一端與大氣相通，靠系統(tǒng)本身的負(fù)壓將冷空氣經(jīng)支管流入與高溫?zé)煔饣旌隙赃_(dá)到降溫目的。這種設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便。但是由于吸入冷風(fēng)煙氣量增加，使袋除塵器和尾風(fēng)機(jī)負(fù)荷增大，另外由于系統(tǒng)負(fù)不穩(wěn)定而影響窯系統(tǒng)的熱工溫定。一般在卻水的地方采用，如合肥院在做沙特NAJERAN6000噸/日工程時(shí)，就采用了摻冷風(fēng)來進(jìn)行袋除塵器入口的煙氣降溫，故這臺除塵器較相同規(guī)模的大，達(dá)到處理風(fēng)量160萬m3/h。

2.噴霧降溫

在窯尾系統(tǒng)中，袋除塵器前設(shè)置一個(gè)噴霧降溫塔，也有在入口管道中設(shè)置一套噴霧系統(tǒng)。在塔和管道中霧狀噴水與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，使得煙氣溫度降低。這種方法降溫效果較好，但投資大，耗水量高，管理復(fù)雜，且不易用在窯頭降溫。

3.排管表面風(fēng)冷冷卻器

同樣，在窯頭和窯尾系統(tǒng)中，袋除塵器前設(shè)置一個(gè)多管表面散熱器（也稱熱交換器）。利用表面散熱原理，增加煙氣與管壁的接觸面積，靠自然冷風(fēng)或強(qiáng)制冷風(fēng)來降低煙氣的溫度。采用排管風(fēng)冷技術(shù)后，顯示出了它的優(yōu)點(diǎn)，其工作穩(wěn)定，無須人工操作，通常情況下只須記錄袋除塵器入口溫度即可。第一臺排管冷卻器于1983年用于蘇州光華水泥廠?2.5×40M分解窯上，系自然對流風(fēng)冷，排管直徑6×?600，降溫80-100℃，以后在多家立筒型窯上被采用如湖北枝城水泥廠，吉林交通廳水泥廠等采用。自然對流冷空器流速低，換熱系數(shù)也低（<7卡/米2℃，或8W/M2K），在小型窯上為避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尚可采用。當(dāng)在700T/D或規(guī)模更大的窯上采用風(fēng)冷技術(shù)時(shí)，因采用強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器，其熱交換系數(shù)可提高到12左右，設(shè)計(jì)溫度降可達(dá)150-200℃。1990年度在河北宣化水泥廠、95和2003年南京青龍山二條生產(chǎn)線，2004年巴基斯坦LUCKY水泥廠、及2006年河南義馬、山東青州所采用的煙器冷卻器即屬這一種。

二．風(fēng)冷冷卻器結(jié)構(gòu)

煙氣排管風(fēng)冷卻器（簡稱多管冷卻器）是正在發(fā)展中的適用于高溫袋除塵系統(tǒng)的降溫設(shè)備，分自然冷卻和強(qiáng)制冷卻二種。

1．自然風(fēng)冷煙氣排管冷缺器

結(jié)構(gòu)示意圖（1），干法窯窯尾框架的高端，是1#旋風(fēng)筒的出口，離地面40-60M，有的甚至更高，而窯尾風(fēng)機(jī)則裝在地面，幾十米的高差正好用來安裝排管。最早的排管采用6×?700，后來改為12×?500，增加了散熱面積。其熱交換系數(shù)為6-7W/M2K。另設(shè)有一個(gè)冷風(fēng)閥，當(dāng)溫度過高時(shí)開啟冷風(fēng)閥，使冷空氣摻入煙氣，輔助降溫。煙氣從排管內(nèi)自上向下通過，冷空氣在排管外被加熱，自然對流上升。

圖1

總的熱交換系數(shù)可以由下式計(jì)算：

K= 1/A， A=1/a1+1/k/б+1/a2

式中：a1------管內(nèi)煙氣與管壁間的給熱系數(shù)；

a2---管壁與管外冷空氣的給熱系數(shù)。

K與б---管壁材料導(dǎo)熱系數(shù)與厚度，包括薄層粉塵。只要管壁積灰很少，這一項(xiàng)比例很小可以忽略。

a1 和 a2與氣體成份等許多參數(shù)有關(guān)，但主要因素是氣體流速，流速愈高則給熱系數(shù)愈高，管內(nèi)流速比管外自然對流的流速高很多，管內(nèi)的給熱系數(shù)也比管外高，因此自然風(fēng)冷的熱阻在管外。自然對流速度大約為2—3m/s。其給熱系數(shù)一般小于9，總的換熱系數(shù)為6-7W/M2K。如果把外部空氣流速提高，如10M/S，可以把總的給熱系數(shù)提高到11-12。為達(dá)此目的，可以采用強(qiáng)制雙冷技術(shù)。

有了K系數(shù)，則散熱面積計(jì)算如下；

F=Q/K（T1-T2）；

F—散熱面積；

Q—煙氣通過冷卻器后降低到所需溫度時(shí)的放熱量；

（T1-T2）--煙氣溫度與環(huán)境氣溫的平均差。