童 慶

合肥水泥研究設(shè)計院，安徽 合肥 230051

多管冷卻器的優(yōu)化設(shè)計

童 慶

合肥水泥研究設(shè)計院，安徽 合肥 230051

多管冷卻器因其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、運行穩(wěn)定可靠等特點而作為水泥熟料生產(chǎn)線窯頭袋除塵器入口之前普遍采用的煙氣降溫裝置。與常規(guī)設(shè)計的冷卻器相比，改進優(yōu)化型冷卻器運行阻力低，節(jié)電效果明顯；冷卻管束、集氣箱體磨損程度明顯改善，后續(xù)袋除塵器濾袋使用壽命大大提高，節(jié)約運行成本。

多管冷卻器 優(yōu)化設(shè)計 應(yīng)用

0 引言

水泥窯頭熟料篦冷機余風(fēng)在入袋除塵器前必須采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧?。多管冷卻器因其具有結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、運行穩(wěn)定可靠等特點而因此得到廣泛應(yīng)用，尤其適用于窯頭尚未安裝余熱發(fā)電裝置的老廠老線或電改袋項目。然而，常規(guī)的多管冷卻器在設(shè)計上還存在一些問題，本文在此提出優(yōu)化措施。

1 常規(guī)設(shè)計存在的問題

（1）當(dāng)高溫含塵煙氣首先高速進入多管冷卻器（見圖1）上部集氣箱后直接進入管束內(nèi)部，勢必造成冷卻設(shè)備內(nèi)部局部阻力驟然增加。

圖1 常規(guī)多管冷卻器結(jié)構(gòu)示意圖

（2）含塵煙氣中高濃度、高磨蝕性顆粒物對集氣箱及管束內(nèi)壁造成嚴重沖刷，加速設(shè)備磨損、老化。即便外界環(huán)境溫度降低（如冬季），常規(guī)多管冷卻器盡管可以通過減少軸流風(fēng)機運行臺數(shù)，實現(xiàn)節(jié)能目標，但含塵煙氣仍須通過上部集氣箱、管束由下部灰斗出口排出，管束內(nèi)壁磨損不可避免。

2 優(yōu)化設(shè)計方案

針對現(xiàn)有問題我們進行了優(yōu)化設(shè)計，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 優(yōu)化設(shè)計后多管冷卻器結(jié)構(gòu)示意圖

（1）高溫含塵煙氣由冷卻器一側(cè)下部進風(fēng)管道進入，進風(fēng)管道內(nèi)安裝有由多片翅片構(gòu)成的橫截面呈柵格狀的煙氣整流裝置，對進入冷卻器的高速高溫含塵煙氣預(yù)先進行整流，以改善進風(fēng)氣流流態(tài)，降低局部阻力。同時，在進風(fēng)管道與灰斗的結(jié)合部安裝有氣動百葉窗式導(dǎo)流裝置，使含塵煙氣中較大顆粒的粉塵直接落入灰斗，可有效減少其對冷卻器管束、集氣箱以及后續(xù)袋除塵器濾袋的沖擊、磨損。

（2）上部的集氣箱內(nèi)由翻板閥分隔為兩個相對獨立的空間，分別與相鄰的兩個管束單元相對應(yīng)。冷卻器下部相鄰灰斗的結(jié)合部也安裝有翻板閥。當(dāng)對高溫?zé)煔膺M行常規(guī)冷卻時，打開多管冷卻器上部集氣箱內(nèi)的翻板閥，并關(guān)閉下部相鄰灰斗結(jié)合部的翻板閥，高溫含塵煙氣經(jīng)過進風(fēng)管道內(nèi)的整流、導(dǎo)流裝置后，向上進入一側(cè)的管束單元，由軸流風(fēng)機對其進行冷卻；冷卻后的含塵煙氣通過管束進入該側(cè)管束單元頂端的集氣箱，再穿過設(shè)置在集氣箱內(nèi)的翻板閥，進入另一側(cè)相鄰的管束單元進行再冷卻，最終由設(shè)置在相鄰灰斗上的出風(fēng)管道排出。

當(dāng)工藝控制溫度或外界環(huán)境溫度（如冬季）達到或接近煙氣自然冷卻所需溫度時，則可停運全部或部分軸流風(fēng)機，依靠上部集氣箱內(nèi)翻板閥與灰斗結(jié)合部翻板閥間的相互配合，調(diào)節(jié)控制開啟度，含塵煙氣通過整流和導(dǎo)流裝置后，全部或部分通過灰斗可直接由出風(fēng)管道排出，有效降低運行阻力。

3 實際應(yīng)用效果

經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后的窯頭冷卻器成功應(yīng)用于某2 500 t/d水泥熟料生產(chǎn)線，設(shè)備投運至今已近2年，平均運行阻力較之常規(guī)設(shè)備降低約300 Pa，小時節(jié)電40 kWh，年節(jié)電24萬kWh，年節(jié)約運行電費約20萬元。此外，由于進風(fēng)管道內(nèi)整流及導(dǎo)流裝置的設(shè)置，多管冷卻器冷卻管束的使用壽命由2年提高到5年以上，同時也延長了后續(xù)袋除塵器濾袋的使用壽命（大于2年），大大節(jié)約了運行維護費用。

2015-03-25）

TQ172.622.4

B

1008-0473(2015)05-0052-02

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.05.017