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目前，水泥窯頭袋除塵器采用的高溫濾料耐溫極限約為20 0℃，長(zhǎng)期使用的工作溫度小于18 0℃。因此，煙氣在入袋除塵器前必須采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧�。多�?strong>冷卻器因其具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)而得到應(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(xiàng)目。
水泥窯頭熟料篦冷機(jī)余風(fēng)溫度，正常情況下約為200～250℃左右，隨著篦冷機(jī)內(nèi)熟料量的增加余風(fēng)溫度相應(yīng)增高，一旦窯內(nèi)出現(xiàn)上述惡劣工況，余風(fēng)瞬間溫度就可能會(huì)高達(dá)4 0 0℃以上。目前，水泥窯頭袋除塵器采用的高溫濾料耐溫極限約為20 0℃，長(zhǎng)期使用的工作溫度小于18 0℃。因此，煙氣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(jì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)而得到應(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(xiàng)目。
1 常規(guī)設(shè)計(jì)存在的問題
根據(jù)常規(guī)多管冷卻器設(shè)計(jì)(見圖1)及現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以下問題。當(dāng)高溫含塵煙氣首先高速進(jìn)入多管冷卻器上部集氣箱后直接進(jìn)入管束內(nèi)部，勢(shì)必造成冷卻設(shè)備內(nèi)部局部阻力驟然增加。含塵煙氣中高濃度、高磨蝕性顆粒物，對(duì)集氣箱及管束內(nèi)壁造成嚴(yán)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(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，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)壁磨損仍不可避免然較高。
2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
針對(duì)現(xiàn)有問題我們進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
高溫含塵煙氣由冷卻器一側(cè)下部進(jìn)風(fēng)管道進(jìn)入，進(jìn)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(duì)進(jìn)入冷卻器的高速高溫含塵煙氣預(yù)行整流，以改善進(jìn)風(fēng)氣流流態(tài)，降低局部阻力。同時(shí)，在進(jìn)風(fēng)管道與灰斗的結(jié)合部安裝有氣動(dòng)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，可減少其對(duì)冷卻器管束、集氣箱以及后續(xù)袋除塵器濾袋的沖擊、磨損。
上部的集氣箱內(nèi)由翻板閥分隔為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間，分別與相鄰的兩個(gè)管束單元相對(duì)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(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行常規(guī)冷卻時(shí)，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(jìn)風(fēng)管道內(nèi)的整流、導(dǎo)流裝置后，向上進(jìn)入一側(cè)的管束單元，由軸流風(fēng)機(jī)對(duì)其進(jìn)行冷卻;冷卻后的含塵煙氣通過管束進(jìn)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(jìn)入另一側(cè)相鄰的管束單元進(jìn)行再冷卻，由設(shè)置在相鄰灰斗上的出風(fēng)管道排出。
當(dāng)冷卻器工藝控制溫度或外界環(huán)境溫度(如冬季)達(dá)到或接近煙氣自然冷卻所需溫度時(shí)，則可停運(yùn)全部或部分軸流風(fēng)機(jī)，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，降低運(yùn)行阻力。
3 實(shí)際應(yīng)用效果
經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的窯頭冷卻器成功應(yīng)用于某2 50 0t/d水泥熟料生產(chǎn)線，設(shè)備投運(yùn)至今已近2年，平均運(yùn)行阻力較之常規(guī)設(shè)備降低約3 0 0Pa，小時(shí)節(jié)電4 0kWh，年節(jié)電24萬kWh，年節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)約2 0萬元。此外，由于進(jìn)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年到5年以上，同時(shí)也延長(zhǎng)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(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
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