摘要:

一． 槪述

干法水泥窯尾的廢氣，不僅風量大，且溫度高，一般在350-400℃，℃即是最近大部分采用低溫余熱發電，其溫度也在300。而窯頭熟料篦式冷卻器的余風溫度，正常時為200℃左右，不正常時可達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℃，實際控制在200℃。因此，煙氣在入袋除塵器前必須采取適當的降溫措施。而目前采用的方法有三種：

1.吸風冷卻

在尾系統的負壓管道上裝設一個帶有調節閥門的支管，一端與大氣相通，靠系統本身的負壓將冷空氣經支管流入與高溫煙氣混合而以達到降溫目的。這種設施結構簡單，調節方便。但是由于吸入冷風煙氣量增加，使袋除塵器和尾風機負荷增大，另外由于系統負不穩定而影響窯系統的熱工溫定。一般在卻水的地方采用，如合肥院在做沙特NAJERAN6000噸/日工程時，就采用了摻冷風來進行袋除塵器入口的煙氣降溫，故這臺除塵器較相同規模的大，達到處理風量160萬m3/h。

2.噴霧降溫

在窯尾系統中，袋除塵器前設置一個噴霧降溫塔，也有在入口管道中設置一套噴霧系統。在塔和管道中霧狀噴水與高溫煙氣直接接觸，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，管理復雜，且不易用在窯頭降溫。

3.排管表面風冷冷卻器

同樣，在窯頭和窯尾系統中，袋除塵器前設置一個多管表面散熱器（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，靠自然冷風或強制冷風來降低煙氣的溫度。采用排管風冷技術后，顯示出了它的優點，其工作穩定，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，換熱系數也低（<7卡/米2℃，或8W/M2K），在小型窯上為避免結構復雜，尚可采用。當在700T/D或規模更大的窯上采用風冷技術時，因采用強制風冷冷卻器，其熱交換系數可提高到12左右，設計溫度降可達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．風冷冷卻器結構

煙氣排管風冷卻器（簡稱多管冷卻器）是正在發展中的適用于高溫袋除塵系統的降溫設備，分自然冷卻和強制冷卻二種。

1．自然風冷煙氣排管冷缺器

結構示意圖（1），干法窯窯尾框架的高端，是1#旋風筒的出口，離地面40-60M，有的甚至更高，而窯尾風機則裝在地面，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。其熱交換系數為6-7W/M2K。另設有一個冷風閥，當溫度過高時開啟冷風閥，使冷空氣摻入煙氣，輔助降溫。煙氣從排管內自上向下通過，冷空氣在排管外被加熱，自然對流上升。

圖1

總的熱交換系數可以由下式計算：

K= 1/A， A=1/a1+1/k/б+1/a2

式中：a1------管內煙氣與管壁間的給熱系數；

a2---管壁與管外冷空氣的給熱系數。

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

a1 和 a2與氣體成份等許多參數有關，但主要因素是氣體流速，流速愈高則給熱系數愈高，管內流速比管外自然對流的流速高很多，管內的給熱系數也比管外高，因此自然風冷的熱阻在管外。自然對流速度大約為2—3m/s。其給熱系數一般小于9，總的換熱系數為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提高到11-12。為達此目的，可以采用強制雙冷技術。

有了K系數，則散熱面積計算如下；

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的放熱量；

（T1-T2）--煙氣溫度與環境氣溫的平均差。