間接水冷是以水作為冷源,通過金屬界壁傳熱而使氣體降溫的一種冷卻方式。水冷裝置既是熱設備及材料的保護體,又是熱介質的冷卻器。與空冷裝置相比,水冷裝置的換熱性能良好,布置緊湊,耗鋼量少,結構型式多種多樣,應用領域十分廣泛。對于高溫氣體,最常用的間接水冷裝置有水膜冷卻管、水冷套管、水冷密排管、殼管式冷卻器等型式。
(1)水膜冷卻管水膜冷卻管是一種最簡易的冷卻裝置,將水直接噴淋在煙管外壁形成水膜,靠管壁傳熱和部分水蒸發吸熱使氣體冷卻,如圖9-6所示。水膜冷卻管傳熱性能較好,但均勻性較差,煙管容易腐蝕。
(2)水冷套管水冷套管由兩個同心的圓管組合成,如圖9-7所示。內管走煙氣,氣體流速20~30m/s,夾套走水,套厚50~80mm,內設導流環,水流速度0.5-1.0m/So水冷套管分節設置,每節3~5m,冷卻水溫升為15~20T,最高回水溫度50T,應嚴防局部高溫甚至汽化。水冷套管存在水路分布不均、水流不暢、局部容易過熱、焊縫滲水以及夾套結垢難以清理等問題。
(3) 水冷密排管水冷密排管是專為彌補夾套管的缺陷而開發的一種水冷裝置。水冷密排管常用<^50-89mm的無縫鋼管做成密排管屏作為高溫煙管界壁,大量減少了水套焊縫,改善了水流分布及傳熱性能。氣體流速25~40m/s,管內冷卻水流速為1.2~L8m/s,是高溫氣體降溫設計中廣泛應用的一種水冷裝置。
(4) 殼管式冷卻器殼管式冷卻器不同于上述三種管路分散布置的水冷裝置,是一種適于集中布置的水冷裝置,如圖9-9所示°在一個大筒體內按正方形或等邊三角形布置平行管束,管內走煙氣,管間走水。煙管直徑?60~90mm,管中心距(1.3~1.5)倍管徑,管內煙氣流速12~18m/s,冷卻水溫升10~15無。殼管式冷卻器結構緊湊,占地和空間小,應用十分廣泛,但焊縫開裂滲水、煙管堵塞的問題也同樣存在,不宜用于高含塵濃度氣體的冷卻。