引言

水泥是國家建設(shè)的基礎(chǔ)物資，對國民基礎(chǔ)建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。中國水泥的發(fā)展先后經(jīng)歷了立窯、濕法回轉(zhuǎn)窯、熟料預(yù)分解新型干法窯三個階段。而進入新型干法窯時代后，水泥線中出現(xiàn)了一臺設(shè)備-增濕塔，它位于窯尾預(yù)熱器和窯尾袋除塵器之間。它的作用是對窯尾預(yù)熱器的高溫廢氣降溫，降低粉塵比電阻，使窯尾袋除塵器達到最佳工作狀態(tài)。增濕塔運行的好與壞，將直接影響到窯尾袋除塵器的除塵效率和使用壽命，甚至影響水泥線的正常運轉(zhuǎn)，所以增濕塔是水泥干法生產(chǎn)線中不可或缺的重要設(shè)備。

為了實現(xiàn)增濕塔降溫的目的，一般采用向增濕塔內(nèi)噴水的方法，其工作原理是將從窯尾預(yù)熱器抽來的含塵高溫廢氣，經(jīng)風(fēng)管進入增濕塔上錐體的進風(fēng)口，通過兩層氣體分布板后均勻分布，噴水經(jīng)若干個噴槍霧化后與塔體內(nèi)的高溫含塵廢氣進行熱交換，高溫含塵廢氣降溫至150℃左右經(jīng)出風(fēng)口進入袋除塵器，塔內(nèi)經(jīng)增濕塔降溫后沉降的粉塵落入灰斗，由輸送設(shè)備送入生產(chǎn)線系統(tǒng)。

向增濕塔內(nèi)噴水，必須控制水量、水溫、水在塔內(nèi)的汽化分子大小、水在塔內(nèi)的停留時間、保證溫降不濕底等等，其工藝先后經(jīng)歷了高壓回流式噴水、高壓直噴式噴水和低壓雙流體噴水，下面將各自的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及優(yōu)缺點分別列于表1。

表1 三種噴水技術(shù)的經(jīng)濟指標(biāo)及優(yōu)缺點列表

通過以上對比，不難看出雙流體技術(shù)的優(yōu)越性顯而易見，它性價比高，是最優(yōu)選擇，雙流體的突出優(yōu)點主要有以下幾點：

1)高度自動化，人性化人機界面，設(shè)計完善，美觀大方，高可靠性；

2)成套設(shè)備，集成化程度高，占地面積小，選用部件質(zhì)地優(yōu)良；

3)安裝簡單，成本低，工作量少，運行壽命長；

4)環(huán)保，噪音低，50分貝之下；對水源要求低，對水質(zhì)要求不高，無需精過濾；

5)噴霧顆粒細(xì)而均勻，在增濕塔內(nèi)僅需很短的時間就可以完全蒸發(fā)；

6)噴槍數(shù)量大大減少，節(jié)省投資成本。

所以近十幾年低壓雙流體成為我們的首選。

三、雙流體噴水技術(shù)的詳細(xì)介紹

1)雙流體噴水的工作原理

雙流體系統(tǒng)的基本工作原理是噴霧裝置將壓力為0.7MPa的壓縮空氣和壓力為0.5MPa水一同進入雙流體噴槍，利用比例閥調(diào)節(jié)空氣與水的比例，水和空氣混合后在噴槍噴嘴處迅速霧化，噴出霧滴，在280℃高溫?zé)煔夤r下，水霧與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，迅速汽化，僅需要2~5s，將煙氣中的顯熱轉(zhuǎn)變成水的汽化潛熱，迅速降低煙氣溫度。系統(tǒng)通過實時采集增濕塔出口的溫度來精確調(diào)節(jié)噴霧的水量，從而達到對煙氣溫度的自動調(diào)節(jié)的目的。

當(dāng)出口溫度高于設(shè)定的期望溫度時，在控制器的控制下，變頻水泵自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，增大供水壓力和流量，使噴水量增大，這時比例閥會減小壓縮空氣的量，從而使煙氣溫度迅速降低到指定范圍內(nèi)；當(dāng)出口溫度降低到溫度設(shè)計值范圍以下時，在控制器的控制下，變頻水泵自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，減小供水壓力和流量，使噴水量減小，這時比例閥會加大壓縮空氣的量，從而使煙氣溫度回升到指定范圍內(nèi)。

系統(tǒng)的關(guān)鍵就是噴頭的霧化效果，因此選擇噴頭尤為關(guān)鍵。優(yōu)質(zhì)的噴頭霧化粒徑大小一般為150ηm左右，最大為280~350ηm左右的霧滴，這樣更易于蒸發(fā)。

2)雙流體噴水水量計算

增濕塔噴水量計算公式如下。

根據(jù)以上公式，我們可以準(zhǔn)確的計算系統(tǒng)用水量。

3)雙流體噴水用氣量計算

用氣量的計算一般根據(jù)用水量的大小乘以一定的系數(shù)，系數(shù)一般取0.6~0.7之間，即

Q氣=Q水×K

Q氣為增濕塔雙流體噴水用氣量，Nm3/h；Q水為增濕塔雙流體噴水用水量，m3/h；K為水氣比系數(shù)，這里一般取0.6~0.7之間，Nm3/h。

4)雙流體噴水自動化控制模式

系統(tǒng)工作時，一般有三種模式：

(1)自動模式。當(dāng)整個系統(tǒng)的各部分(各部件)都在安全無故障的狀態(tài)下，系統(tǒng)根據(jù)實際的煙氣狀態(tài)調(diào)節(jié)，自動檢測溫度，根據(jù)控制邏輯實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，保證出口溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

自動模式運行時，當(dāng)控制器檢測出系統(tǒng)出現(xiàn)如下狀況時，發(fā)出報警信號：a.空氣壓力偏離設(shè)定值過大；b.煙氣溫度偏離設(shè)定值過大；c.液體流量偏離設(shè)定值過大；d.水泵干運轉(zhuǎn)；e.溫度傳感器之間溫度偏差過大。

(2)安全模式。當(dāng)控制器檢測到系統(tǒng)中出現(xiàn)如下狀況時，系統(tǒng)自動切換至安全模式：a.溫度傳感器故障；b.壓力傳感器故障；c.流量傳感器故障；d.煙氣溫度超過安全溫度。

進入安全模式運行時，系統(tǒng)以事先設(shè)定好的程序調(diào)節(jié)工作，同時發(fā)出報警信號。

(3)停機模式。當(dāng)控制器檢測到系統(tǒng)中出現(xiàn)如下狀況時，系統(tǒng)自動切換至停機模式：a.兩臺水泵同時出現(xiàn)故障；b.急停按鈕被按下；c.異常斷電；d.其它需要停機的情況。

系統(tǒng)自動停機并發(fā)出報警信號，由工作人員檢查相應(yīng)問題并實施相應(yīng)措施。

綜上所述，盡量選用低壓雙流體噴霧系統(tǒng)。自2013年以來，不論是增濕塔噴水還是管道增濕噴水，都采用雙流體噴霧系統(tǒng)，都反映使用效果很好，霧化粒徑小，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不濕底，所以水泥廠增濕塔降溫應(yīng)盡量采用雙流體噴霧系統(tǒng)。

作者：滕煥銀，張志朋

來源：《南京西普水泥工程集團有限公司》

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