增湿塔急冷塔喷水系统选型设计

增湿塔/急冷塔广发应用于水泥窑和垃圾焚烧窑，用于烟气急冷降温或烟气调质，因为其操作稳定可靠、投资较低，取得了良好的应用效果。但是，也有一些项目，由于增湿塔设计选型、喷枪布置、喷嘴选型、自动化控制、运行维护等问题，造成了增湿塔/急冷塔的湿底、湿壁，甚至造成塔内堵塞。为此，针对增湿塔/急冷塔喷水设计选型，我方建议如下：

1. 增湿塔规格设计

A、设计增湿塔前，我们必须搞清楚烟气的工况条件，如处理烟气量、气体含尘浓度、增湿塔进出口气体温度、进气口工作压力、进气口烟气露点（或含水量）、气体成分等。由烟气的工况数据，计算出增湿塔所需要的最大喷水量。

B、根据系统需要的水量，需跟喷水厂家咨询确定喷枪喷嘴雾滴直径。雾滴大小的不同，决定了其在塔内的蒸发时间。喷枪雾滴直径越小，则蒸发时间越短，塔可做的直径更小或更短。从而可实现增湿塔直径或塔高更经济，总投资最优化。 

在此特别提醒，如业主对增湿塔塔底窑灰含水量有明确要求，且需要总包方或增湿塔提供方要做出保证时，一定要提前咨询喷水系统供应商，选定合适的喷雾系统和增湿塔，否则可能蒙受重大的经济损失。

2. 喷枪数量确定

喷枪的数量根据系统喷水量、系统设定的雾滴直径，喷枪特性曲线（如图一）来确定。

图一

3. 喷枪设计及布置

  喷嘴的角度、喷枪与喷嘴的角度、喷枪的长度，应根据喷枪的数量、增湿塔的直径、高度、塔内风速合理设计。有条件的应进行模拟确定，避免喷枪角度不合理，造成喷水淋壁，导致塔内湿壁现象发生。附件为米凯利科技（北京）有限公司为急冷塔喷枪布置所做的模拟。（如图二）

图二

4.     喷枪水/气比调节

以上1、2、3步的设计仅是初步实现了设计选型的合理化，但是运行维护或自动化控制不当，也会造成湿底湿壁。目前，喷水喷枪大部分为双流体喷枪，运行时首先要控制好喷枪水/气之间的搭配，根据系统喷水量合理控制喷枪的水压、气压。控制依据可参考图三

图三

5.喷水系统自动化控制

  为了保证喷水系统的稳定运行，减少人工成本，提高自动化程度，喷水系统一般会配置相应的测温、测压、测流量、液位计等传感器和PLC等，用于喷水系统的智能控制。通常，喷水控制系统根据塔进出口烟气温度，自动调节系统喷水量。由于，以下问题，也会造成湿底湿壁。

A、由于塔进出口涡流严重，测温元件安装位置不当、或数量不足，导致温度测量不准，导致系统喷水量过高，造成湿底。米凯利科技（北京）有限公司通常建议客户在塔的进出口各装三个温度变送器，避免误报。

B、由于有些厂家在喷水系统自动化控制时，PLC先设定了一个起始喷水量，然后再根据出口温度进行PID调节，找回温度平衡点。就是因为这个设置，导致系统调试初期系统喷水过量，造成湿底湿壁现象。米凯利科技（北京）有限公司自动化设计部门则根据进出口温差和烟气量，开发了一套自动化算法，有效避免了这一现象的出现。

6. 运行维护

增湿塔系统的良好运行和先进的运行维护管理是分不开的，在日常维护时：

A、应定期检查水质，避免水质氯离子、硫酸根离子、悬浮颗粒物超标，避免由于水质问题，造成喷嘴腐蚀和堵塞。

B、定期观察每只喷枪进口压缩空气和水压变化，如出现异常，则需把喷枪抽出来检查，清理过滤器、喷嘴异物，检查喷嘴磨损。

C、喷嘴磨损严重，则会造成喷枪雾化效果差，雾滴直径超标，有出现湿底湿壁的可能。发现喷嘴磨损，影响到雾化效果的情况，应及时更换喷嘴或喷枪。

7. 其他影响因素

 造成湿底湿壁可能还有其他原因，如塔进口烟气扰动较大，塔内气流分布不均等。针对这种情况建议在塔的入口增加气体分布板或扰流板，保证进入塔内的气流扰动小于允许值。

  总之，如果增湿塔结构设计合理，喷水系统设计选型得当，运行维护到位，则湿底湿壁问题基本可以避免。