板式冷却器管板和管束成整体

　　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（以下简称青州）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。青州大型多管冷却器的主要设计参数见右表。

　　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。

　　换热器结构设计。由于青州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，板式冷却器此方向的热膨胀量。冷却管口处磨损为严重，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，板式冷却器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/f0f0，则冷却器振动严重，无法正常使用。为了解决这一问题，板式冷却器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。
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