[科普中国]-旋风预热器系统

旋风预热器系统主要由回转窑及窑后的旋风器组成。该系统的工作过程由多级预热器在一起协同合作完成的，预热的方式是通过鼓风的形式是原料得到加热处理。

新型旋风预热器的开发围绕着提高旋风简单体的气--固分离功能，新型旋风预及简体的卸料防堵功能，旋风筒的结构有了新的变化。如图是近年来出现的新结构旋风筒的一种。这种旋风筒高度与普通立式旋风筒基本相同，重量比普通旋风筒轻约20%。作为小型旋风筒其主要特征是更注重了其锥体的卸料功能，因为从旋风筒分离效率的角度看，受到其卸料功能的很大制约。收下的生料粉如不能迅速排入下一级装置则很容易引起“反混”，这在小型旋风筒上尤为突出。图中新结构中采用了一特殊设计的流态化卸料腔，使料流自助下卸的效果明显改善。物料在旋风筒中换热、分离、排出的过程变得顺畅，从过程上保证了整个预热器系统的高热效率(热效率受分离效率影响很大)。另外，新型旋风筒进一步改变了旋风筒入口结构，加大了高、宽比例，同时适当加大了出口内筒的直径。1

旋风预热器系统设计注意事项由于旋风预热器是利用；高温气体在悬浮状态下预热生料的热交换装置，因此其结构设计中必须充分考虑以下要点：

1、有利于加速气流与物料间的传热速率，提高预热器效率。

2、有利于物料在管道中舶高度分散，并合理确定系统各部风速及各级旋风筒的分离效率。

3、力求减少系统漏风，防止气流和物料的短路，并尽量降低系统表面热损失等。

对于旋风预热器系统的结构设计原则，各国水泥工业界学者的认识基本一致，但在实际工作中，由于考虑问题的着重点或面临的具体要求不同，故在技术参数选取等许多方面亦有差异。在旋风预热器系统的设计中，一般来说，系统选型确定后，首先要合理选定系统各部位的风速及各级旋风筒的分离效率。风速选定后，系统各部位管道尺寸及旋风筒直径也就基本确定。旋风简直径及其分离效率确定后，旋风筒的结构设计也就有了明确方向。旋风预热器系统各部风速的大小，直接影响到物料在气流中的悬浮状况、气流与物料间热交换速率、旋风筒分离效率、系统阻力及热交换效率，因此必须慎重对待，合理选定。其选定原则是：选定的风速既要能够保证各级旋风筒及联接管道达到合理的温度梯度，又能够在系统的热耗与电耗之间达到合理的平衡。2

影响旋风预热器效率的因素研究旋风预热器的换热效率，应主要考虑以下几个因素：

(1)粉料在管道内的悬浮状况。生料粉一般都是成股地从加料口加入，向下有个冲力，当遇到向上的气流时，部分粉料会被气流带起，折向向上而悬浮于高温气流之中，部分料股中间的料粉将继续向下冲，又被气流冲散、被上升气流带起，也悬浮于高温气流当中。这时，如果有部分粉料未被气流冲散，这部分粉料则不能够悬浮于高温气流之中而会短路直接落入下级旋风筒内，从而失去了到上级换热单元进一步受热的机会，这必将会大幅度地降低预热器的换热效率。

(2)气、固之间的换热效果。旋风预热器内气、同相之间的悬浮态传热，由于废气温度不是太高，相对来说，辐射换热量不是太大，因此，以对流换热为主。

(3)气、固之间的分离程度。气、固相的分离效率如果不高，不仅会增加最上一级旋风筒出口废气中的含尘浓度，因而增加后面收尘器的负担，而且也会降低各级换热单元的传热的热换效率。3

各级旋风预热器性能的配合由于各级旋风筒及其联接管道作为换热单元在整个预热器系统中所处的位置不同，所以对其性能的要求也不一样，这样要求各级合理地配合。

以5级旋风预热器为例，中间几级旋风筒对气固分离效率的要求相对较低。这就使得我们可以在降低旋风筒的阻力损失方面多采取一些改进措施，这是由于如上所述的降低旋风筒的阻力损失与提高旋风筒的气固分离效率往往是一对矛盾的缘故。所以在的新型干法水泥熟料烧成系统中，中间几级旋风筒甚至最下一级旋风筒均采用低压损的旋风筒。此外，关于最下一级旋风筒的气固分离效率，它不仅对整个旋风预热器系统的热效率有很大的影响，而且还直接决定着圆流人到上一级旋风筒的物料量有多少，而且在高温下增大细颗粒物料的循环更容易造成预热生料的发粘堵塞，从而影响到整个窑系统的正常运行。

其次，各级旋风筒表面散热损失也会产生影响。由于在整个旋风预热器系统中，越往下，旋风筒及其联接管道的表面温度越高，故而表面散热损失越大，因此其边壁保温显得尤为重要，尤其是在第5级旋风筒和回转窑窑尾上升烟道处，表面温度最高，其表面散热损失最大，所以更应加强此处的保温措施。3

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学