間接空冷是以空氣作為冷源,通過金屬界壁傳熱而使高溫氣體降溫的一種冷卻方式。室外高溫煙管本身就是一個自然空冷換熱器,只是降溫效果較差。將大口徑管換成小口徑管,將管簇結構改成板式結構,將自然空冷變為機力空冷是提高間接空冷降溫效果的有效方法,據此開發了自然對流空冷器、機力空冷器、折板式空冷器、聲波清灰型空冷器等多種產品。由于這種間接空冷方式不會改變和影響煙氣的成分和品質,安全可靠,因而在低溫段(W500T)得到廣泛應用。
(1)自然對流冷卻器自然對流冷卻器是一種最簡單的間接空冷設備,基本型式如圖9-1所示。通常做成兩組管簇倒U形布置,管內通高溫氣體,管徑?200~800mm,設計流速14~18m/s,管外靠自然風對流冷卻,下端設集氣箱兼作貯灰斗,中間設旁通管及調節閥。
管簇式自然對流空冷器的換熱性能與煙氣溫度、管徑、管內外流速以及管內結灰程度等因素有關,受室外自然風的條件限制,傳熱系數偏低,工程實測值為10.5~15W/(m2-K)。冷卻器體積大,耗鋼量多,一般用于300Y以下的低溫段冷卻。
(2)強制吹風管式冷卻器“強制吹風”是對“自然對流”的革新,旨在增強管簇外表面的氣流沖刷效應,提高傳熱性能。強制吹風管式冷卻器選用較小的冷卻管(常用?108~159mm),可叉排布置,如圖9-2a所示;采用多臺軸流風扇并聯吹送使冷風橫掠管簇,平均流速為8~12m/s;通過調節軸流風扇運行臺數來控制冷卻器出口煙氣溫度。
與自然對流相比,強制吹風冷卻器的傳熱系數可以提高40%-60%,工程實測值為16~25W/(m2?K),從而減少冷卻器體積和耗鋼量。但縮小管徑易導致冷卻管內積灰,因此必須采取有效的清灰措施。
(3)強制吹風板式冷卻器“板式”是對“管式”的改進,旨在進一步改善換能邊界條件,防止壁面積塵。板式冷卻器換熱段采用厚3mm鑰鋼板(16Mo)制造,可軋成折板形,縱向走煙氣,板間距約100mm,橫向走空氣,板間距約40mm,用拉桿定位,如圖9-2b所示。薄形鑰鋼板受煙氣流沖刷引起微振,具有自清灰功能,并借助頂部進氣室所設聲波清灰器的定期清灰作用,可以控制冷卻器在低阻力(W900Pa)工況下運行。冷卻空氣的折板通道有利于提高換熱性能,與管式冷卻器相比,冷卻效果更加穩定可靠,維護工作量大為減少。