哈尔滨水泥厂5号窑是1000t/d窑外分解新型干法水泥生产线，1995年建成投产，窑尾所配Φ6.5m×20m增湿塔投运以来一直运行不稳定，出口温度达不到要求，电除尘器不能正常运行，排放浓度严重超标，且增湿塔内部经常发生湿底、掉块现象。1999年，水泥厂抽出专项资金对该增湿塔进行了改造，改造后效果很好。
1 存在问题及分析
增湿塔与生料磨采用串联方式，生料磨的开、停对电除尘器入口烟气温度影响很大。因此，增湿塔必须根据生料磨开、停2种工艺状况自动调节烟气温度，以满足电除尘器对温度的要求。按照电除尘器入口温度120～150℃的要求:当生料磨开时，增湿塔出口温度应在180～200℃之间;当生料磨停时，增湿塔出口温度应为120～150℃。而实际增湿塔出口温度过高，达不到电除尘器要求。增湿塔出口温度达不到要求的原因有多种因素，经过分析，主要有以下几方面原因:
1.1 增湿塔有效高度不够
增湿塔的有效高度决定于喷入塔内水滴完全蒸发所需要的时间，而蒸发时间与水滴大小和烟气温度有关。根据资料查得，用于水泥悬浮预热器窑窑尾，当温度350℃、水滴直径100μm时，其水滴完全蒸发所需时间大约为9～11s。因此，根据进入增湿塔的风量即可计算出所需有效高度:
H=Q×t/(0.785×D2×3600)=21.22～25.9(m)
式中:Q———增湿塔入口风量，按281579m3/h;
t———水滴蒸发所需时间，9～11s;
D———增湿塔内径，6.5m。
由计算可看出，原增湿塔20m的有效高度满足不了水滴蒸发所需的最低时间要求，因此，很容易发生降温不够和湿底现象。
1.2 喷水量不够
根据资料介绍，增湿塔所需喷水量可通过热平衡计算求得，但计算过程比较复杂。可按每标准立方米烟气温度降低1°C时需要0.5g水进行水量计算。这样，若按生料磨停时出口温度120°C计算，则喷水量:
W=QN×Δt×0.5=13.75(t/h)
式中:W———喷水量，t/h;
QN———折合标况下风量，m3/h;
Δt———温降，℃。
喷水量大于13.75t/h时才能满足需要，而实际喷水量最大为10.5t/h，因此，原增湿塔无法满足最大喷水量要求。
1.3 喷水系统不合理
原喷水系统采用压力式喷嘴，配用三柱塞高压泵。其喷嘴喷出的水滴大小随压力、流量的不同变化较大。当压力、流量较大时，喷出的水雾水滴很细;而当压力、流量较小时，水珠会很大，在水泵运行不稳定特别是在开泵、停泵过程中，随着压力、流量的变化容易形成很大的水滴甚至细流，极易形成湿底和结块。而且此种系统不能根据不同工况自动调节喷水量，不适应此种工艺布置。
2 改造方案及措施
2.1 加高筒体高度
将筒体在原有基础上加高，使总的有效高度达到26m。这样，水滴在塔内的停留时间:
t=H×0.785×D2×3600/Q=11.025(s)
可有足够的时间保证水滴完全汽化。
2.2 改变气流分布结构
在进气喇叭口内增设2排多孔板气流分布装置，使烟气沿增湿塔端面分布均匀，以防止气流发生紊乱而将未汽化的水珠带到塔壁上产生结块。
2.3 改造喷水系统
喷水系统是整个增湿塔使用好坏的关键，原先的喷水系统存在问题太多，故全部更换，采用目前最先进的带回流式喷嘴、配以高压离心泵喷水系统，该系统配备了各种功能齐全的检测装置，可在生料磨开、停转换及工况波动时自动改变喷水量，保证了设备正常运行。改造后喷水系统见图2。
