摘要:
一． 槪述
干法水泥窑尾的废气，不仅风量大，且温度高，一般在350-400℃，℃即是最近大部分采用低温余热发电，其温度也在300。而窑头熟料篦式冷却器的余风温度，正常时为200℃左右，不正常时可达300-450℃。用于处理这二种工况的袋除尘器，无论采用P84及其混合针刺毡，还是使用各种玻纤袋或玻纤覆膜滤袋，其长期使用的工作温度小于250℃，实际控制在200℃。因此，烟气在入袋除尘器前必须采取适当的降温措施。而目前采用的方法有三种：
1.吸风冷却
在尾系统的负压管道上装设一个带有调节阀门的支管，一端与大气相通，靠系统本身的负压将冷空气经支管流入与高温烟气混合而以达到降温目的。这种设施结构简单，调节方便。但是由于吸入冷风烟气量增加，使袋除尘器和尾风机负荷增大，另外由于系统负不稳定而影响窑系统的热工温定。一般在却水的地方采用，如合肥院在做沙特NAJERAN6000吨/日工程时，就采用了掺冷风来进行袋除尘器入口的烟气降温，故这台除尘器较相同规模的大，达到处理风量160万m3/h。
2.喷雾降温
在窑尾系统中，袋除尘器前设置一个喷雾降温塔，也有在入口管道中设置一套喷雾系统。在塔和管道中雾状喷水与高温烟气直接接触，使得烟气温度降低。这种方法降温效果较好，但投资大，耗水量高，管理复杂，且不易用在窑头降温。
3.排管表面风冷冷却器
同样，在窑头和窑尾系统中，袋除尘器前设置一个多管表面散热器（也称热交换器）。利用表面散热原理，增加烟气与管壁的接触面积，靠自然冷风或强制冷风来降低烟气的温度。采用排管风冷技术后，显示出了它的优点，其工作稳定，无须人工操作，通常情况下只须记录袋除尘器入口温度即可。第一台排管冷却器于1983年用于苏州光华水泥厂Ø2.5×40M分解窑上，系自然对流风冷，排管直径6×Ø600，降温80-100℃，以后在多家立筒型窑上被采用如湖北枝城水泥厂，吉林交通厅水泥厂等采用。自然对流冷空器流速低，换热系数也低（<7卡/米2℃，或8W/M2K），在小型窑上为避免结构复杂，尚可采用。当在700T/D或规模更大的窑上采用风冷技术时，因采用强制风冷冷却器，其热交换系数可提高到12左右，设计温度降可达150-200℃。1990年度在河北宣化水泥厂、95和2003年南京青龙山二条生产线，2004年巴基斯坦LUCKY水泥厂、及2006年河南义马、山东青州所采用的烟器冷却器即属这一种。
二．风冷冷却器结构
烟气排管风冷却器（简称多管冷却器）是正在发展中的适用于高温袋除尘系统的降温设备，分自然冷却和强制冷却二种。
1．自然风冷烟气排管冷缺器
结构示意图（1），干法窑窑尾框架的高端，是1#旋风筒的出口，离地面40-60M，有的甚至更高，而窑尾风机则装在地面，几十米的高差正好用来安装排管。最早的排管采用6×Ø700，后来改为12×Ø500，增加了散热面积。其热交换系数为6-7W/M2K。另设有一个冷风阀，当温度过高时开启冷风阀，使冷空气掺入烟气，辅助降温。烟气从排管内自上向下通过，冷空气在排管外被加热，自然对流上升。
图1
总的热交换系数可以由下式计算：
K= 1/A， A=1/a1+1/k/б+1/a2
式中：a1------管内烟气与管壁间的给热系数；
a2---管壁与管外冷空气的给热系数。
K与б---管壁材料导热系数与厚度，包括薄层粉尘。只要管壁积灰很少，这一项比例很小可以忽略。
a1 和 a2与气体成份等许多参数有关，但主要因素是气体流速，流速愈高则给热系数愈高，管内流速比管外自然对流的流速高很多，管内的给热系数也比管外高，因此自然风冷的热阻在管外。自然对流速度大约为2—3m/s。其给热系数一般小于9，总的换热系数为6-7W/M2K。如果把外部空气流速提高，如10M/S，可以把总的给热系数提高到11-12。为达此目的，可以采用强制双冷技术。
有了K系数，则散热面积计算如下；
F=Q/K（T1-T2）；
F—散热面积；
Q—烟气通过冷却器后降低到所需温度时的放热量；
（T1-T2）--烟气温度与环境气温的平均差。
