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**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,。**臺排管冷卻器于1983年用于蘇州光華水泥廠Ø2.5×40M分解窯上,，系自然對流風(fēng)冷，排管直徑6×Ø600,，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,。**早的排管采用6×Ø700,，后來改為12×Ø500，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,；
　?。═1-T2）--煙氣溫度與環(huán)境氣溫的平均差。

　　2.強(qiáng)制風(fēng)冷
　　用風(fēng)機(jī)將冷空器氣以較高速度從排管外流過是強(qiáng)制風(fēng)冷技術(shù)的特點(diǎn),。高溫?zé)煔鈴捻敳窟M(jìn)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(cuò)流式,，也可以由下向上，即逆流式,。錯(cuò)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(xì),，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(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)管徑小于己于Ø120時(shí),，錯(cuò)流式冷卻器的冷風(fēng)量必須很大,，此時(shí)需選到合適的風(fēng)機(jī)，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(jī)余風(fēng)的降

　　有時(shí)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(gè)散熱翅片,，使總的換熱系數(shù)可達(dá)到13-14W/M2K。

　　3.應(yīng)用實(shí)例
　?。?）.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 style="margin: 0px; padding: 0px;" /> 　　設(shè)備自重：48T
　　煙氣流量： 70000 Nm³/h
　　煙氣進(jìn)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(yuǎn)動電動冷風(fēng)閥,，當(dāng)進(jìn)入袋除塵器煙氣溫度過高時(shí)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(diǎn)是穩(wěn)定,、可靠、管理簡單,。

　　當(dāng)窯尾1#筒煙氣溫度下降時(shí),，可以不用管它，當(dāng)溫度升高時(shí),，在一般情況下也可不用管它,，達(dá)到450℃時(shí)，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(shí)才會出現(xiàn),，短時(shí)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(yùn)至今,。
    多管冷卻器型式,；逆流向上，且?guī)С崞?br style="margin: 0px; padding: 0px;" />     管子規(guī)格：Ø 200×24500   144根,；
    散熱面積：3108m²,；
    采用8臺風(fēng)機(jī)，動力,；88kw,，設(shè)備重量：95噸；  
    煙氣流量： 150000Nm³/h,；
     煙氣進(jìn)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(jī)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(cuò)流,，細(xì)管，且防磨
　　技術(shù)性能要求：處理風(fēng)量為752000m³/h,，
　　煙氣進(jìn)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(jī)，每臺冷風(fēng)量：330000M3/H,，37KW,，總動力444KW
　　采用PLC控制能實(shí)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(jī)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(diǎn)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,。