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**近大部分(fēn)采用(yòng)低温余热发電(diàn)，其温度也在300。而窑头熟料篦式冷却器的余风温度，正常时為(wèi)200℃左右，不正常时可(kě)达300-450℃。用(yòng)于处理(lǐ)这二种工况的袋除尘器，无论采用(yòng)P84及其混合针刺毡，还是使用(yòng)各种玻纤袋或玻纤覆膜滤袋，其長(cháng)期使用(yòng)的工作温度小(xiǎo)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(yòng)的方法有(yǒu)三种：

　　1.吸风冷却
　　在尾系统的负压管道上装设一个带有(yǒu)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(yòng)，如合肥院在做沙特NAJERAN6000吨/日工程时，就采用(yòng)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(lǐ)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(yǒu)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(lǐ)复杂，且不易用(yòng)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(duō)管表面散热器（也称热交换器）。利用(yòng)表面散热原理(lǐ)，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(yòng)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(kě)。**台排管冷却器于1983年用(yòng)于苏州光华水泥厂Ø2.5×40M分(fēn)解窑上，系自然对流风冷，排管直径6×Ø600，降温80-100℃，以后在多(duō)家立筒型窑上被采用(yòng)如湖(hú)北枝城水泥厂，吉林交通厅水泥厂等采用(yòng)。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(xiǎo)型窑上為(wèi)避免结构复杂，尚可(kě)采用(yòng)。当在700T/D或规模更大的窑上采用(yòng)风冷技术时，因采用(yòng)强制风冷冷却器，其热交换系数可(kě)提高到12左右，设计温度降可(kě)达150-200℃。1990年度在河北宣化水泥厂、95和2003年南京青龙山(shān)二条生产線(xiàn)，2004年巴基斯坦LUCKY水泥厂、及2006年河南义马、山(shān)东青州所采用(yòng)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(duō)管冷却器）是正在发展中的适用(yòng)于高温袋除尘系统的降温设备，分(fēn)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(yǒu)的甚至更高，而窑尾风机则装在地面，几十米的高差正好用(yòng)来安装排管。**早的排管采用(yòng)6×Ø700，后来改為(wèi)12×Ø500，增加了散热面积。其热交换系数為(wèi)6-7W/M²K。另设有(yǒu)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(kě)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(hěn)少，这一项比例很(hěn)小(xiǎo)可(kě)以忽略。
　　a1 和 a2  与气體(tǐ)成份等许多(duō)参数有(yǒu)关，但主要因素是气體(tǐ)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(hěn)多(duō)，管内的给热系数也比管外高，因此自然风冷的热阻在管外。自然对流速度大约為(wèi)2—3m/s。其给热系数一般小(xiǎo)于9，总的换热系数為(wèi)6-7W/M²K。如果把外部空气流速提高，如10M/S，可(kě)以把总的给热系数提高到11-12。為(wèi)达此目的，可(kě)以采用(yòng)强制双冷技术。

　　有(yǒu)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。

　　2.强制风冷
　　用(yòng)风机将冷空器气以较高速度从排管外流过是强制风冷技术的特点。高温烟气从顶部进入冷却排管内部，从底部排出。冷风在管外流过。流向可(kě)以是从一侧流向另一側，即错流式，也可(kě)以由下向上，即逆流式。错流式的结构示意见图2（略）。由于冷空气流动方向垂直于排管，连续地绕管外壁流动产生许多(duō)涡流，在这种气流条件下给热系数较高，因此冷却器的體(tǐ)积也可(kě)做得较小(xiǎo)。

　　由于窑尾烟气粉尘细，浓度大，容易堵塞风管，因此排管直径不能(néng)太小(xiǎo)，我们采用(yòng)Ø200- Ø300，通过计算发现，当管径小(xiǎo)于己于Ø120时，错流式冷却器的冷风量必须很(hěn)大，此时需选到合适的风机，只有(yǒu)采用(yòng)逆流型，即冷空气由下方流向上方，冷风的参数才比较合适。要头篦冷机余风的降

　　有(yǒu)时虽然采用(yòng)了较高的冷风速度，但外壁给热系数还比较低，為(wèi)提高总的换热系数，我们在外表面加上几个散热翅片，使总的换热系数可(kě)达到13-14W/M2K。

　　3.应用(yòng)实例
　　（1）.宣化水泥厂窑尾冷却器
　　窑系统為(wèi)；700/日窑尾分(fēn)解窑，采用(yòng)玻纤袋除尘器，处理(lǐ)风量：160000m³/h，过滤面积；5500m²。
　　冷却器设备；逆流向上，且带翅片。
　　设备自重：48T
　　烟气流量： 70000 Nm³/h
　　烟气进口温度： 360-380℃
　　烟气出口温度： 200-220℃
　　冷风动力：     45-50 kw
　　并装有(yǒu)遠(yuǎn)动電(diàn)动冷风阀，当进入袋除尘器烟气温度过高时开启，在一般情况下全闭。与采用(yòng)喷雾增湿塔相比，其投资相仿，而突出的优点是稳定、可(kě)靠、管理(lǐ)简单。

　　当窑尾1#筒烟气温度下降时，可(kě)以不用(yòng)管它，当温度升高时，在一般情况下也可(kě)不用(yòng)管它，达到450℃时，出冷却器风温大约為(wèi)260℃，而这种情况只有(yǒu)在窑尾喂料不正常时才会出现，短时间内中控室就会调整，并还可(kě)打开冷风阀，放入一些冷空气来降低温度。

　　（2）南京三龙水泥股分(fēn)有(yǒu)限公司窑尾冷却器
　　窑系统為(wèi): 1800吨/日新(xīn)型干法窑尾分(fēn)解窑,窑尾处理(lǐ)风量:350000m³/h,采用(yòng)了玻纤袋除尘器CXS(Ⅱ)900-2×8(F),过滤面积;14400m²,2003年投运至今。
    多(duō)管冷却器型式；逆流向上，且带翅片；
    管子规格：Ø 200×24500   144根；
    散热面积：3108m²；
    采用(yòng)8台风机，动力；88kw，设备重量：95吨；  
    烟气流量： 150000Nm³/h；
     烟气进口温度： 360-380℃；
     烟气出口温度： 200-220℃（见图2）。

  图2

　　（3）.浙江富阳水泥有(yǒu)限公司
　　新(xīn)型干法5000吨/日窑头篦冷机余风除尘系统，采用(yòng)CDMC低压長(cháng)袋脉冲袋除尘器。
　　多(duō)管冷却器型式；错流，细管，且防磨
　　技术性能(néng)要求：处理(lǐ)风量為(wèi)752000m³/h，
　　烟气进口温度： 300℃（正常工况）-450℃（异常工况）
　　烟气出口温度： 130℃（正常工况）-180℃（异常工况）
　　多(duō)管冷却器： 阻力：600Pa（正常）-1000（异常）
　　系统漏风率；<2%。
　　散热面积：6288M²，  
　　管子规格和数量；Ø86×12000，1386根
　　采用(yòng)了12台轴流风机，每台冷风量：330000M3/H，37KW，总动力444KW
　　采用(yòng)PLC控制能(néng)实现自动联锁控制并能(néng)控制冷风开关，变频器根据温度自动调节风机转速功能(néng)。
　　设备总重量；265吨
　　随后的河南义马5000吨/日，山(shān)动青州6000吨/日均采用(yòng)了这种冷却器见图3。

图3

　　总之，多(duō)管冷却器的稳定性和管理(lǐ)简单等优点非常明显，已经成為(wèi)窑头窑尾袋除尘器系统配套的常规设备。