單筒冷卻機(jī)是回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的主要配套設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。熱交換后的廢氣可引入回轉(zhuǎn)窯，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的熱效率。單筒冷卻機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、熱效率高、維護(hù)費(fèi)用低、設(shè)備總投資省、運(yùn)轉(zhuǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，常常用來(lái)冷卻500～2000t/d生產(chǎn)線的出窯熟料。
單筒冷卻機(jī)筒體內(nèi)耐火襯料的砌筑長(zhǎng)度約占筒體總長(zhǎng)度的50%，其中一部分裝有揚(yáng)料板，未砌筑耐火襯料的部分均布置了揚(yáng)料板。
熟料在揚(yáng)料區(qū)被多次揚(yáng)起，并均勻地拋撒，冷卻空氣與熱熟料進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換。特別是在低溫區(qū)，可以通過(guò)改善揚(yáng)料板結(jié)構(gòu)、布置形式以及調(diào)整筒體的斜度和轉(zhuǎn)速，來(lái)增加熟料與冷卻空氣的接觸時(shí)間，控制熟料的移動(dòng)速度，使熟料內(nèi)部的熱量有充足的時(shí)間向表面?zhèn)鲗?dǎo)，從而對(duì)溫度較低熟料的熱量充分回收。
單筒冷卻機(jī)逆流熱交換工作原理無(wú)疑是熟料顯熱回收的理想方法，其熱回收率很高，但也存在以下問(wèn)題。
(1) 筒體直徑大。為降低冷卻筒內(nèi)細(xì)顆粒熟料的循環(huán)量，提高熱回收率，必須限制其截面風(fēng)速。這就要求將筒體直徑設(shè)計(jì)得較大，這在預(yù)分解窯系統(tǒng)中尤為突出。如2000t/d預(yù)分解窯的窯徑一般不超過(guò)Φ4m，而所配單筒冷卻機(jī)規(guī)格為Φ4.4m/4.8m×46m。此外，在單筒冷卻機(jī)內(nèi)靠近高溫段處，由于風(fēng)溫較高，相應(yīng)風(fēng)速也較高，為保持較大的通風(fēng)面積，降低風(fēng)速，需減少揚(yáng)料板的數(shù)量，這也會(huì)影響該段熟料的冷卻效率。
(2) 高溫帶熟料冷卻緩慢導(dǎo)致筒體偏長(zhǎng)。由于材質(zhì)方面的原因，筒體內(nèi)揚(yáng)料板的長(zhǎng)期使用溫度考慮900℃左右，而出窯熟料溫度通常為1250℃～1400℃，這就要求在冷卻機(jī)進(jìn)料端設(shè)置一段不帶揚(yáng)料板的砌磚帶。顯然該段熱交換效率很低，所以必須設(shè)計(jì)得較長(zhǎng)，一般占冷機(jī)筒體總長(zhǎng)的30%左右。不但增加了筒體表面的散熱損失，也使熟料得不到急冷，從而影響熟料的質(zhì)量。Dr-lng Scheccer和v-Steinbach 分別通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模擬計(jì)算，得出單筒冷卻機(jī)內(nèi)熟料與冷卻空氣溫度分布圖(圖3)。單筒冷卻機(jī)內(nèi)無(wú)揚(yáng)料板段的單位長(zhǎng)度熟料冷卻速率不足20℃/m，而設(shè)揚(yáng)料板段的冷卻速率達(dá)50℃/m～100℃/m，后者是前者的2.5～5倍。
(3) 筒體熱端進(jìn)料溜槽的問(wèn)題較多?，F(xiàn)代干法回轉(zhuǎn)窯，尤其是使用多通道噴煤管 的窯，其出窯熟料溫度高達(dá)1350℃左右，常常在溜槽處結(jié)皮或堆雪人。為此，一般在溜槽處安裝數(shù)個(gè)空氣炮或用高壓水定時(shí)處理，這會(huì)導(dǎo)致該處耐火材料損壞。也有在該處采用水冷溜槽的，但會(huì)造成單位熟料15×4.18kj/kg的熱損失，且水冷溜槽本身壽命也并不理想。
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