管道增湿降温系统在干法生产线的应用
一． 概述： 我公司3000t/d水泥熟料生产线的窑尾降温系统利用出预热器到高温风机前垂直管道内加喷水降温系统代替增湿塔，降低了土建和设备投资费用，工艺布置更简单。经过三个月的运行情况看，完全满足降温的要求，保证了原料立磨用热风需要和窑尾高温袋收沉器的安全运行。
二． 系统简介：管道喷水系统采用AuetJet公司的自动喷水系统，有液体单元、气体单元和控制单元三部分构成。预热器到高温风机前垂直管道高度为92m，在78m处沿管道圆周对称安装三套喷嘴，出口温度测温点安装在21m处，控制系统安装于预热器一层框架平台。根据测量的出口温度与设定温度比较，调节水流量从而保持出口温度恒定。
 （一）、系统组成：
1、 液体单元：除了手动阀、压力测量和连接软管外，还包括以下几方面：a.两个过滤器；b.两个水泵和单向阀；c.压力开关；d.气动流量调节阀（分别控制水流到喷嘴或返回水箱；e.水流量变送器；f.每个喷嘴安装的单向阀。
2、 气体单元：除了手动阀、压力测量和连接软管外，还包括以下几方面：
a. 两个平行空气过滤器；b.给气动调节阀提供气源的分支气路及压力测量；c.提供水流雾化气源的支路及调节阀门；d.压力变送和流量变送。
3、 控制单元：具备操作、设定和显示功能，进行就地或远程操作控制，通过键盘可以设定调节参数、报警参数，通过远程操作可以设定目标温度控制值。控制系统可以显示现场运行参数及报警信息。
（二）、控制特点：
喷水系统工作模式有三种状态：停止、运行和安全模式，三种状态可以通过面板按钮或远程控制切换。
1、 停止状态：两台水泵都关闭，气路阀门和水路阀门都关闭，喷嘴没有雾化工作，温度控制停止。
2、 运行状态：一台水泵运行，另一台水泵备用，气路阀门和水路阀门开始工作，喷嘴雾气喷出，温度控制开始工作，同时两台水泵开始周期性轮换工作，若一台水泵出故障，另一台水泵自动工作。
3、 安全状态：当水流量变送器或气体压力变送器故障、温度传感器故障、气体压力低于设定范围、温度超出设定范围时，系统自动从运行状态进入安全状态。在这种状态下，一台水泵运行，另一台水泵备用，温度调节功能关闭，另外一路控制阀打开，喷嘴按预先手动设定的气流和水流量喷出雾气进行冷却。
4、 在工作过程中，当水流量降到报警设定值以下时，气、水路开关阀关闭，同时另一路气动阀打开给喷嘴提供最小气体流量，避免喷嘴堵塞；此时，回水箱的电磁阀打开，加大通过水泵的水流量，确保水泵自身冷却需要。
（三）、系统主要参数：
        液体流量：365l/min         液体最小压力50kPa
        空气流量：160~360Nm3/h    空气压力：500~700kPa
        仪器压力：600~900kPa
        温度PID参数：P=0.4   I=3.00s
为了确保系统安全可靠运行，一定确保水源和气源充足可靠。
三． 使用情况：
根据下表喷水系统运行数据和出口温度曲线看，只要水源和气源充足可靠，出口温度偏差不超过10℃。
附2004年9月9日和9月20日两个班的运行数据
时间（9月9日） 17时 18时 19时 20时 21时 22时 23时 24时
窑投料量t/h 210 206 206 206 206 206 206 206
预热器出口温度℃ 297 321 311 306 311 303 308 305
342 342 354 352 351 345 351 349
喷水温度设定℃ 230 230 230 230 230 230 190 190
喷水系统出口实际温度℃ 225 230 230 228 231 228 182 188

时间（9月20日） 0 时 1 时 2 时 3 时 4 时 5 时 6 时 7 时
窑投料量t/h 210 206 206 206 200 200 180 200
预热器出口温度℃ 332 328 330 311 336 330 323 333
316 318 321 324 331 337 316 323
喷水温度设定℃ 190 235 235 235 235 190 190 230
喷水系统出口实际温度℃ 192 235 238 234 236 190 188 230


 

  曲线1      9月9日16时到24时出口温度曲线



 
曲线2      9月20日0时到24时出口温度曲线

从上面曲线看，当设定温度改变时，系统跟踪会产生微小超调外，其它时间出口温度能保持稳定水平。
另外，有以下使用经验，窑升温过程中，刚开始开喷水系统时若预热器出口温度与控制目标温度偏差较大时，由于温度时间常数较大，控制系统易振荡，出口温度波动范围大，易超过温度限定范围，进入安全状态，从而失去温度自动跟踪功能，遇此问题，让喷水系统在安全状态下运行，人为调节喷水量，使出口温度接近控制温度时，从安全状态切换到运行状态即可。避免此情况出现，应在预热器出口温度与控制目标温度接近时启动喷水系统即可。