水泥窑高温气体分析仪的问题与解决方案
水泥 南京卓成自动化设备有限公司 包克明 2015-10-21
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1.应用状态
水泥窑高温气体分析仪是检测水泥窑炉煅烧气氛的关键设备，通过高温在线气体分析仪的实时测量，可以随时掌握窑炉的气氛状况，确保在氧化气氛状态下进行煅烧，结合温度或火焰检测，确保烧成系统设备的热力平衡，在操作中做到前后兼顾、窑炉协调，稳定烧结温度和分解温度，不损坏窑皮，不窜黄料，实现优质、高产、低能耗可靠稳定运行。
但是，目前在水泥厂安装高温气体分析仪的数量非常有限，而且实际运行状况极不理想，或投运不久就撤除，或投运不久就束之高搁，能正常运行又能发挥指导作用的高温气体分析仪少之又少。因此,行业内对水泥窑高温气体分析仪的印象是性能差、价格高、不实用，更无法了解水泥窑高温气体分析仪在烧成系统中所能发挥的无法替代的作用。
2.主要问题
水泥厂窑炉烟气的特点是：温度高、粉尘量大、冲刷性磨损强，高温氧化、高温烧结以及高温物料冲击的特点。因此，造成水泥窑高温气体分析仪可靠性低、稳定性差、不实用最、终难以发挥指导作用的主要原因有以下九个方面：
（1）采样探头弯折：因冷却效果不佳，探头在高温状态及物料连续冲击下发生变形；
（2）采样探头烧结：采样探头外热内冷，探头表面物料烧结造成卡塞而无法移动；
（3）采样探头熔化：探头固定安装或冷却效果不良造成探头高温氧化直至熔化；
（4）采样探头堵塞：高温烟气中的气态颗粒在冷却的高温探头内部遇冷凝结在高温采样管内壁上堆积而堵塞管道；
（5）探头内部结垢：采用生水冷却探头，探头内部因结垢而影响探头散热；
（6）探头无法移动：因铰链、电动推杆、气缸、电动变速箱等机械与电动传动部件故障而不能正常移动；
（7）探头维护困难：采用悬吊式或固定式安装的采样探头在生产过程中都难以拆卸维护；采用移动式安装的采样探头往往因结构复杂而难以维护；
（8）冷却系统故障：采用风扇散热，因现场条件恶劣，风扇叶片、转轴结灰而故障，或因散热片结灰严重影响散热效果而故障；
（9）保护措施缺乏：一旦出现断电断气断水情况，采样探头缺乏相应的保护措施自动退出工作使探头不受损失。
3.解决方案
水泥窑高温气体分析仪所遇到的上述九个问题是相对独立又相互关联的问题，不能简单的考虑如何去处理某个问题，而是必须从整体出发，必须以一揽子考虑问题的整体解决方案为设计思想去攻克每一个问题，找到一个各部分既独立又关联的相互融合的整体解决方案。只有这样才能开发生产出能克服上述九种问题的高可靠高稳定的水泥窑高温气体分析仪。否则，也就是为什么水泥窑高温气体分析仪难以彻底改善，总是有各式各样问题出现影响设备的可靠性和稳定性，也是为什么市场上难以出现真正能给水泥生产企业带来经济效益的水泥窑高温气体分析仪的客观原因。
Aerolite-165水泥窑高温气体分析仪采用一揽子考虑问题的整体解决方案，彻底根除了上述九个问题，在生产运行中给企业带来了预想不到的出奇效果。
解决上述九个问题的关键是要在防尘、防堵、散热、稳定、可靠、简单这六个方面做好整体设计。Aerolite-165水泥窑高温气体分析仪的整体设计思想如下：
（1）、移动式自动除尘结构：采用齿轮与齿条啮合带动探头移动的结构，齿条向下安装，每次齿轮与齿条的耦合过程也是一次自动除尘过程，保证不因灰尘堆积而影响设备可靠性。
如下图所示
（2）、定时除尘防止烧结：采样探头每小时退出一次，冷却五分钟后再进入窑内采样。退出的过程实际是铲除烧结灰尘的过程，定时退出实际是防止长期烧结。
（3）、油水双路冷却系统：采样探头用油冷却，不但冷却效率高，而且避免产生高温蒸汽。如采样探头用水冷却，不但冷却效果差，还会产生高温蒸汽，随时有喷炸的危险，而且还会产生水垢严重影响散热。高温导热油则通过热交换器由冷却水进行冷却。
（4）、双路反吹系统：采样探头有两路反吹，一路内反吹，吹扫碳化硅过滤器；另一路外反吹，吹扫高温采样管路。防止管路内部烧结堵塞。
（5）、智能监测系统：配置一套完善的智能监测系统对油温、油位、探头位置、反吹空气压力、冷却水流量以及电源进行实时监控，一但发生断电、断水、断气任何情况，控制系统即自动将探头从炉膛内退出实施保护。
（7）、电动变速传动箱：采用电动变速传动输送系统来带动采样探头，通过电路切换实现前进和后退。
（8）、手动离合功能：如同汽车离合器一样，高温采样探头上配置一个手动离合器，在发生故障或检修时，通过手动离合器即可将采样探头与电动变速传动箱进行分离，可实现探头的快速移动和拆卸，极大地提高了采样探头的可维护性。
（9）、配置不间断电源（UPS）：在故障情况下为实施保护功能提供动力。
4.高温探头性能指标
（1）可耐温度：<1500℃
（2）探头长度：2、2.5、3、4米
（3）探头外径：Ф75mm
（4）探头内径：Ф18mm
（5）环境温度：-30～70℃
（6）电机功率： 0.4 kw
（7）额定电压：220VAC
（8）移动速度：10 mm/s
（9）探头材质：耐高温合金
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