預分解窯筒體水冷卻

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預分解窯筒體水冷卻

預分解窯熟料煅燒時，筒體受熱膨脹，當溫度增至370℃以上，鋼板強度大幅下降（表1），為減少筒體溫度過高造成筒體變形對耐火磚產生的應力損壞，在設計時，在筒體平行部位設置紅外測示儀及冷風風機，對筒體溫度測示后進行風冷。

1金屬筒體冷卻方式

1.1水淋冷卻

上世紀60～70年代，我國濕法窯（窯徑<4m）筒體采用淋水冷卻，在窯筒體頂部，架設多排下部有小孔的管道，水經小孔淋至窯筒體以降低筒體溫度，保護筒體內耐火磚和窯皮。其缺點是耗水量大，含塵水蒸汽對環境產生污染，電耗大。此外，筒體結垢在一定程度上影響散熱。

1.2空氣冷卻

上世紀80年代，我國引進的預分解窯均設置風冷裝置，在窯筒體下側邊平行設置滑軌，多臺軸流風機在滑軌上移動，向高溫部位筒體吹冷風，以降低筒體溫度。優點是現場較干凈，缺點是聲音太大、電耗高。

從使用情況來看，各臺窯筒體溫度是個變值，與窯皮性能有關，當入窯原燃中的堿、硫、鎂等成分高，則窯內窯皮致密，導熱系數高，筒體溫度高，必須采用風冷；而窯料中的堿、硫、鎂等成分含量低，窯皮疏松，導熱系數低，筒體溫度低，一般不用風冷。

由于生產廠家所購置的原燃料成分經常變化，造成窯皮致密程度及導熱系數經常變化，因而預分解窯一般均設置風冷裝置。

1.3預分解、預熱器窯霧化水冷卻方式

近年來，環保要求越來越嚴格，歐洲一些接近居民區的水泥廠因風機噪音過大及電價過高等原因，要求改變回轉窯風冷冷卻。德國KIMA Echtzeitsysteme公司、Heideberg水泥公司、德國水泥工廠協會合作對預分解窯霧化水冷卻技術進行了開發，在一臺?5m的預熱器窯上進行，情況如下：

在回轉窯高溫部位設置平行滑軌，在滑軌上架設可移動的噴頭。水經霧化，噴向窯筒體表面，將高溫的窯筒體適當降溫（圖1）。與此同時，紅外線掃描溫度測試儀將所測定的溫度反饋至電磁閥控制裝置，從而控制霧化位置和水量，使筒體得以冷卻（圖2）。此外還可做到合適的降溫，避免金屬筒體降溫速度過快產生應力變化損壞（圖3）。

上述裝備經約7周的實踐，證明了其可行性與可靠性，可滿足需要改裝的水泥廠應用。

表1　普通鋼板的許用應力

圖1　可控制水量的霧化噴嘴

2幾點看法

圖2　由霧化噴嘴、紅外測溫儀、模糊邏輯控制儀組成的水冷卻系統

圖3　噴霧筒體溫度下降情況

預分解窯筒體冷卻目前使用風冷，噪音超標，電耗高。而采用上世紀80年代以來開發的水噴霧技術、紅外線測溫傳感、模糊邏輯控制技術等組合，可以精確降低筒體溫度。

霧化冷卻可以大幅降低噪音，從氣冷的105dB（A）降至65dB（A）以下，電耗降低至約1kWh。存在問題是水中含碳酸鈣，易在窯筒體表面沉淀（結垢），影響熱傳遞和增加金屬筒體表面溫度。但從我國濕法窯淋水結垢情況來看，表面厚度有限，這次試驗對火磚、金屬筒體、石灰石結垢也進行了計算，結果見表2。

表中未標明窯皮，從數據來看，石灰石垢較薄，對筒體散熱影響有限。

降低投資和操作費用的問題，有待長期實踐解決。

有關水冷卻數量及散熱計算，詳見編譯原文。

陳友德羅占仁編譯自

No.2/2015 Cement International

表2　回轉窯內不同材料的熱性能