水泥技术|大型多管冷却器的研制与应用

   日期:2017-03-19     来源:建材之家    作者:防水之家    浏览:47    评论:0    
核心提示:多管冷却器是利用风管表面散热的原理,通过管内高温烟气与管外空气的热交换达到管内烟气降温的目的。多管冷却器分为自然对流风冷与强制风冷两种方式。自然对流风冷方式的冷空气流速低、热交换效果不明显。若想降温效果好,则安装的热交换器的体积会比较庞大,投资费用也会相应增高,难于满足要求。强制风冷方式将自然对流速度从2~3m/s提高至10m/s以上,大大提高了散热效果,减小了热交换器的体积。前几年,国内1500
防水之家讯:多管冷却器是利用风管表面散热的原理,通过管内高温烟气与管外空气的热交换达到管内烟气降温的目的。多管冷却器分为自然对流风冷与强制风冷两种方式。自然对流风冷方式的冷空气流速低、热交换效果不明显。若想降温效果好,则安装的热交换器的体积会比较庞大,投资费用也会相应增高,难于满足要求。强制风冷方式将自然对流速度从2~3m/s提高至10m/s以上,大大提高了散热效果,减小了热交换器的体积。

前几年,国内1500~2200t/d水泥生产线多采用强制风冷的多管冷却器,为了适应更大规模水泥企业的发展,研制6000t/d及以上大型篦冷机出口余风冷却器是技术发展的必然趋势。中联青州水泥有限公司(以下简称青州公司)对大型多管冷却器的成功使用,为大型水泥企业篦冷机烟气使用袋收尘器奠定了基础。青州公司大型多管冷却器的主要设计参数见右表。

多管冷却器工作原理
篦冷机产生的废气有量大、温度高且波动范围广等特点,温度一般在290~360℃,瞬时温度可达450℃;烟气粉尘浓度为10~30g/m3,出黄料时可达80g/m3;粉尘颗粒硬度大、比电阻高。

从篦冷机出来的高温烟气首先进入换热器上部的集气箱,集气箱分为3个单元,每个单元供应2个模块,进入3个单元的烟气分别进入6个模块的列管中,每个模块由若干个无缝钢管的管束组成。高温烟气进入管束内部,大型轴流风机吹入的冷风与管束相互垂直,强制冷风在冷却管外表面使列管迅速降温,以达到冷却管内高温烟气的目的。冷却后的烟气进入灰斗,大颗粒粉尘落入拉链机输出,其余烟气(130℃左右)经灰斗出口排出后,进入窑头袋除尘器。

青州公司多管冷却器的设计
换热器结构设计。由于青州公司换热器的处理风量较大,散热面积达5500平方米,考虑到运输、安装等原因,换热器主体分为6个模块设计,每一个模块由4根立柱组成一个框架,在设计管板和管束时,应充分考虑热膨胀。工作管束高宽比为3,管板和管束成一整体,高度方向设计成完全自由膨胀,此方向的热膨胀量最大。冷却管口处磨损最为严重,为此设计一耐磨短管,当管束出现磨损时可插入耐磨短管,不影响整个管束的使用寿命。或在运行初期直接加入耐磨短管,这样更换短管也较为方便。考虑到制作的难易及成本,短管的材质可用高锰钢管代替高铬铸钢。

在结构设计中,应尽量避免受迫振动频率f与管子的固有频率f0由于接近相等而出现的共振现象(f/f0<1)。如果f>f0,则冷却器振动严重,无法正常使用。为了解决这一问题,冷却管的长度不能太长。当冷却管长度为11000~12000mm时,应将管束长度控制在6000mm以内,并用管板隔开。管板和管子之间密闭焊接,考虑到热膨胀效应,管板和立柱及横梁之间应留有一定的间隙。支座模块与现场混凝土框架采用活动连接。


管程。通常把气流从一端流进管子里,经另一端流出称之为单管程。考虑到流速、阻力、换热管排布及安装等因素,青州公司大型多管冷却器的管程设计采用单管程形式。

管子类型。换热管多采用冷拔无缝钢管。根据青州公司的情况,设计人员选择使用45号钢管。虽然采用翅片钢管或螺纹管的冷却效果可能会更好,但其制作工艺复杂,安装繁琐,且通过计算,钢管冷却即可满足要求。管径越小的换热器结构越紧凑,价格越低,但是管径越小的换热器压降也越大。因为压降和速度的平方成正比,和管子内径成反比,所以在满足允许压降的情况下选用45号钢管。经过实际测试,冷却管进风口的流速为7.9m/s、温度为311.9℃、动压为27Pa、静压为1200Pa,出风口的流速为14.5m/s、温度为132.1℃、动压为130Pa、静压1500Pa,冷却管束阻力为300Pa。

管长。在相同的散热面积下,采用长管则流动截面积小、流速略大、管程数少、烟气在冷却管内没有回弯次数,因而压降也较小,但是管子过长给防振动、安装及制造带来了困难。在设计时,设计人员选取了L1=5985mm、L2=5470mm两种规格。

冷却管排列。管束的排列通常有顺排和叉排两种方式。横向中心距a=S1/D,纵向中心距b=S2/D,a/b值大则流动性好,但b值过小,纵向散热效果差,尤其对强制风冷来说。若采取图3中Ⅱ的排列方式,则强制风冷器换热管干扰较严重,故设计采用Ⅰ的顺排方法,a/b=1.2,使用实践证明,效果比较理想。

大型轴流风机。通过计算,热交换器空气冷却风量为32万m3/h,风压为194Pa,轴流风机的直径应为Ф3300mm。这种大型轴流风机以前没有在国内出现过,通过合肥水泥研究设计院与江苏溧阳风机厂的联合攻关,设备研制取得成功并得到应用,满足了冷却器大风量、低风压的要求。

控制系统。整个系统包括灰斗的输灰(采用FU拉链机输送粉尘)、卸灰(刚性叶轮给料机)及轴流风机的变频控制。变频器采用ABBACS800-0040-3型,每台变频器控制3台风机,控制柜具有机旁手动控制、机旁自动控制及DCS自动控制功能。根据降温效果,可变频风机转速,达到节电的目的。选择开关带有远控、零位、机旁3个位置。在远控位置控制柜由工厂控制系统控制;在零位,机旁和远控均不能控制;在机旁位置,可以通过控制柜的功能按钮操作。温度控制采用温度模块控制,在冷却器进风口和出风口分设测温点。当进口温度高于450℃时,控制器报警,冷风阀打开,进风口掺冷风;当进风口温度低于300℃时,观察出口温度显示,调停风机。这些步骤均在中控室完成。

小结
2006年12月,设备经安装、调试,点火成功,一次性通入烟气调试成功。系统正常运行后,经测试,入口温度保持在300℃左右,出口温度保持在130℃左右,完全达到设计要求。从图4中可以明显看出,降温效果明显,符合设计要求。设备运行至今状态良好,且延长了滤袋的使用寿命。

通过大型多管冷却器在青州公司6000t/d生产线的成功使用,证明采用模块化方式进行设计,现场组装的方式是可行的。采用强制风冷方式,设备体积是采用自然风冷方式设备体积的1/8。考虑到多管冷却器热胀冷缩的要求,采取三维方向均能活动的方式,吸收由热胀冷缩而产生的变形。大型轴流风机和多管冷却器本体之间采用柔性连接,有效地防止了因热胀冷缩引起的风机与冷却器本体之间产生的变形,克服了因风机振动对多管冷却器正常运行的影响。

防水之家是专注防水,泥水,防水材料,防水涂料的新闻资讯和防水,防水材料,防水涂料等各十大品牌的装修效果图和网上购物商城,敬请登陆防水之家:http://fangshui.jc68.com/
【温馨提示】本文内容和观点为作者所有,本站只提供信息存储空间服务,如有涉嫌抄袭/侵权/违规内容请联系QQ:275171283 删除!
 
标签: 水泥
打赏
 
2月6日,湘潭市岳塘区霞城街道对辖区内的钢筋、水泥等行业开展了违法违规生产大排查行动。此次行动由霞城街道相关负责人带队,对各村的钢筋生产厂,小水泥砖厂,废旧钢材回收点等地方进行突击检查。查询了工厂的货源和进货渠道,了解生产流程,查看工厂是否按照相应的安全要求进行生产。对不符合安全生产要求、具有安全... 1、问题的提出 每年夏季高温多雨季节TS水泥厂的水泥熟料28d强度便出现下降的情况(见图1),很多企业也同样存在类似情况,不少企业将这个情况统称为熟料的“夏季病”。我们对TS水泥厂熟料“夏季病”进行了系统的分析和研究,并提出了有效的解决措施。图1 2004~2012年熟料28d抗压强度月平均值2、影响因素分析 &em
更多>同类防水资讯
0相关评论

推荐图文
推荐防水资讯
点击排行