引言

水泥是國家建設的基礎物資，對國民基礎建設起著至關重要的作用。中國水泥的發展先后經歷了立窯、濕法回轉窯、熟料預分解新型干法窯三個階段。而進入新型干法窯時代后，水泥線中出現了一臺設備-增濕塔，它位于窯尾預熱器和窯尾袋除塵器之間。它的作用是對窯尾預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。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，所以增濕塔是水泥干法生產線中不可或缺的重要設備。

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

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

表1 三種噴水技術的經濟指標及優缺點列表

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

1)高度自動化，人性化人機界面，設計完善，美觀大方，高可靠性；

2)成套設備，集成化程度高，占地面積小，選用部件質地優良；

3)安裝簡單，成本低，工作量少，運行壽命長；

4)環保，噪音低，50分貝之下；對水源要求低，對水質要求不高，無需精過濾；

5)噴霧顆粒細而均勻，在增濕塔內僅需很短的時間就可以完全蒸發；

6)噴槍數量大大減少，節省投資成本。

所以近十幾年低壓雙流體成為我們的首選。

三、雙流體噴水技術的詳細介紹

1)雙流體噴水的工作原理

雙流體系統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，利用比例閥調節空氣與水的比例，水和空氣混合后在噴槍噴嘴處迅速霧化，噴出霧滴，在280℃高溫煙氣工況下，水霧與高溫煙氣直接接觸，迅速汽化，僅需要2~5s，將煙氣中的顯熱轉變成水的汽化潛熱，迅速降低煙氣溫度。系統通過實時采集增濕塔出口的溫度來精確調節噴霧的水量，從而達到對煙氣溫度的自動調節的目的。

當出口溫度高于設定的期望溫度時，在控制器的控制下，變頻水泵自動調節轉速，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；當出口溫度降低到溫度設計值范圍以下時，在控制器的控制下，變頻水泵自動調節轉速，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。

系統的關鍵就是噴頭的霧化效果，因此選擇噴頭尤為關鍵。優質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。

2)雙流體噴水水量計算

增濕塔噴水量計算公式如下。

根據以上公式，我們可以準確的計算系統用水量。

3)雙流體噴水用氣量計算

用氣量的計算一般根據用水量的大小乘以一定的系數，系數一般取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，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

系統工作時，一般有三種模式：

(1)自動模式。當整個系統的各部分(各部件)都在安全無故障的狀態下，系統根據實際的煙氣狀態調節，自動檢測溫度，根據控制邏輯實現整個系統的自動調節，保證出口溫度控制在適當的范圍內。

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

(2)安全模式。當控制器檢測到系統中出現如下狀況時，系統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，系統以事先設定好的程序調節工作，同時發出報警信號。

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

系統自動停機并發出報警信號，由工作人員檢查相應問題并實施相應措施。

綜上所述，盡量選用低壓雙流體噴霧系統。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，都反映使用效果很好，霧化粒徑小，系統運行穩定，不濕底，所以水泥廠增濕塔降溫應盡量采用雙流體噴霧系統。

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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