窯頭窯尾煙氣用風(fēng)冷冷卻器技術(shù)及應(yīng)用

圖1

　　總的熱交換系數(shù)可以由下式計算：
　　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。為達此目的，可以采用強制雙冷技術(shù)。

　　有了K系數(shù)，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；
　?。═1-T2）--煙氣溫度與環(huán)境氣溫的平均差。

　　2.強制風(fēng)冷
　　用風(fēng)機將冷空器氣以較高速度從排管外流過是強制風(fēng)冷技術(shù)的特點。高溫?zé)煔鈴捻敳窟M入冷卻排管內(nèi)部，從底部排出。冷風(fēng)在管外流過。流向可以是從一側(cè)流向另一側(cè)，即錯流式，也可以由下向上，即逆流式。錯流式的結(jié)構(gòu)示意見圖2（略）。由于冷空氣流動方向垂直于排管，連續(xù)地繞管外壁流動產(chǎn)生許多渦流，在這種氣流條件下給熱系數(shù)較高，因此冷卻器的體積也可做得較小。

　　由于窯尾煙氣粉塵細，濃度大，容易堵塞風(fēng)管，因此排管直徑不能太小，我們采用Ø200- Ø300，通過計算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)管徑小于己于Ø120時，錯流式冷卻器的冷風(fēng)量必須很大，此時需選到合適的風(fēng)機，只有采用逆流型，即冷空氣由下方流向上方，冷風(fēng)的參數(shù)才比較合適。要頭篦冷機余風(fēng)的降

　　有時雖然采用了較高的冷風(fēng)速度，但外壁給熱系數(shù)還比較低，為提高總的換熱系數(shù)，我們在外表面加上幾個散熱翅片，使總的換熱系數(shù)可達到13-14W/M2K。

　　3.應(yīng)用實例
　　（1）.宣化水泥廠窯尾冷卻器
　　窯系統(tǒng)為；700/日窯尾分解窯，采用玻纖袋除塵器，處理風(fēng)量：160000m³/h，過濾面積；5500m²。
　　冷卻器設(shè)備；逆流向上，且?guī)С崞?BR>　　設(shè)備自重：48T
　　煙氣流量： 70000 Nm³/h
　　煙氣進口溫度： 360-380℃
　　煙氣出口溫度： 200-220℃
　　冷風(fēng)動力：     45-50 kw
　　并裝有遠動電動冷風(fēng)閥，當(dāng)進入袋除塵器煙氣溫度過高時開啟，在一般情況下全閉。與采用噴霧增濕塔相比，其投資相仿，而突出的優(yōu)點是穩(wěn)定、可靠、管理簡單。

　　當(dāng)窯尾1#筒煙氣溫度下降時，可以不用管它，當(dāng)溫度升高時，在一般情況下也可不用管它，達到450℃時，出冷卻器風(fēng)溫大約為260℃，而這種情況只有在窯尾喂料不正常時才會出現(xiàn)，短時間內(nèi)中控室就會調(diào)整，并還可打開冷風(fēng)閥，放入一些冷空氣來降低溫度。

　　（2）南京三龍水泥股分有限公司窯尾冷卻器
　　窯系統(tǒng)為: 1800噸/日新型干法窯尾分解窯,窯尾處理風(fēng)量:350000m³/h,采用了玻纖袋除塵器CXS(Ⅱ)900-2×8(F),過濾面積;14400m²,2003年投運至今。
    多管冷卻器型式；逆流向上，且?guī)С崞?BR>    管子規(guī)格：Ø 200×24500   144根；
    散熱面積：3108m²；
    采用8臺風(fēng)機，動力；88kw，設(shè)備重量：95噸； 
    煙氣流量： 150000Nm³/h；
     煙氣進口溫度： 360-380℃；
     煙氣出口溫度： 200-220℃（見圖2）。

  圖2

　?。?）.浙江富陽水泥有限公司
　　新型干法5000噸/日窯頭篦冷機余風(fēng)除塵系統(tǒng)，采用CDMC低壓長袋脈沖袋除塵器。
　　多管冷卻器型式；錯流，細管，且防磨
　　技術(shù)性能要求：處理風(fēng)量為752000m³/h，
　　煙氣進口溫度： 300℃（正常工況）-450℃（異常工況）
　　煙氣出口溫度： 130℃（正常工況）-180℃（異常工況）
　　多管冷卻器： 阻力：600Pa（正常）-1000（異常）
　　系統(tǒng)漏風(fēng)率；<2%。
　　散熱面積：6288M²， 
　　管子規(guī)格和數(shù)量；Ø86×12000，1386根
　　采用了12臺軸流風(fēng)機，每臺冷風(fēng)量：330000M3/H，37KW，總動力444KW
　　采用PLC控制能實現(xiàn)自動聯(lián)鎖控制并能控制冷風(fēng)開關(guān)，變頻器根據(jù)溫度自動調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速功能。
　　設(shè)備總重量；265噸
　　隨后的河南義馬5000噸/日，山動青州6000噸/日均采用了這種冷卻器見圖3。

圖3

　　總之，多管冷卻器的穩(wěn)定性和管理簡單等優(yōu)點非常明顯，已經(jīng)成為窯頭窯尾袋除塵器系統(tǒng)配套的常規(guī)設(shè)備。