紅外線性掃描儀在水泥行業(yè)的應(yīng)用

徐軍，金磊

法國(guó)HGH紅外系統(tǒng)公司始建于1982年，坐落在巴黎南部的法國(guó)“光谷”IGNY。三十多年來(lái)，HGH始終站在光電設(shè)備市場(chǎng)前沿，擁有專業(yè)的技術(shù)隊(duì)伍和多項(xiàng)光學(xué)、紅外、激光和監(jiān)測(cè)的核心技術(shù)，設(shè)計(jì)制造和銷售軍用光電測(cè)試儀器、民用防災(zāi)儀器及工業(yè)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。

KILNSCAN23紅外線性掃描儀系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱筒掃）是專為監(jiān)測(cè)回轉(zhuǎn)窯筒體溫度而設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)采用非接觸紅外測(cè)溫技術(shù)測(cè)量筒體表面溫度，估算窯襯和窯皮的厚度、輪帶滑移量，計(jì)算筒體熱變形。

紅外線性掃描儀接收回轉(zhuǎn)窯筒體發(fā)出的紅外電磁波，紅外電磁波首先進(jìn)入掃描儀的紅外窗口并通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的反射鏡將能量光波聚集到光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的能量束匯聚到掃描儀的核心器件探測(cè)器上。探測(cè)器單元將光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成能量值輸出，最后由專屬軟件讀出溫度值并顯示窯筒體溫度畫(huà)面（圖1、圖2）。

在Windows平臺(tái)上特別開(kāi)發(fā)的專用監(jiān)測(cè)軟件，可顯示窯熱力曲線、窯襯和窯皮的厚度、窯旋轉(zhuǎn)速度、輪帶滑移、熱損耗、筒體熱變形計(jì)算、溫度報(bào)警、歷史趨勢(shì)對(duì)比、自動(dòng)存儲(chǔ)圖像、3D圖像顯示、最高溫度點(diǎn)跟蹤、4～20mA信號(hào)輸出等。

水泥回轉(zhuǎn)窯的溫度一直是生產(chǎn)控制過(guò)程中的焦點(diǎn)和監(jiān)控的重點(diǎn)。要想保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)率，需綜合考慮窯皮厚度的控制和耐火材料的消耗以及燒成區(qū)的定位。這些要素最直觀的表現(xiàn)就是窯筒體的溫度，一套測(cè)溫精準(zhǔn)的紅外線性掃描儀測(cè)溫系統(tǒng)是非常好的助手。

1 實(shí)時(shí)溫度顯示和輪帶滑移量監(jiān)測(cè)

高靈敏度的紅外線性掃描儀探測(cè)頭能提供高空間分辨率的熱力圖像。紅外線性掃描儀具有人性化的軟件設(shè)計(jì)和友好操作界面、獨(dú)家擁有的窯筒體熱變形計(jì)算和輪帶滑移監(jiān)測(cè)（如圖3所示）。

眾所周知，筒體溫度過(guò)高會(huì)使筒體橢圓度發(fā)生形變和徑向彎曲，進(jìn)而對(duì)窯內(nèi)的襯磚產(chǎn)生壓應(yīng)力，最終影響整個(gè)生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。輪帶間隙過(guò)小，會(huì)使輪帶處筒體產(chǎn)生“縮頸”效應(yīng)，也會(huì)縮短相應(yīng)地帶耐火磚的使用壽命，并有可能造成輪帶崩裂。

2 優(yōu)化窯內(nèi)結(jié)圈

當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)圈時(shí)，在掃描儀系統(tǒng)的軟件上可以看到一個(gè)很明顯的低溫帶，這是由于厚厚的結(jié)圈降低了熱的傳導(dǎo)效率。此時(shí)工藝操作員可以在軟件里對(duì)窯溫度曲線的歷史記錄進(jìn)行對(duì)比，并結(jié)合DCS系統(tǒng)的趨勢(shì)進(jìn)行分析、推算，窯內(nèi)結(jié)圈何時(shí)開(kāi)始形成，是否與工藝上相關(guān)參數(shù)的調(diào)整有直接的關(guān)系。

只有找到原因所在，才會(huì)給找尋解決方法提供一些寶貴信息。那么在解決問(wèn)題的過(guò)程中，掃描儀測(cè)溫系統(tǒng)也在全程記錄，為正在實(shí)行的解決方案及時(shí)提供了反饋信息，更為以后的生產(chǎn)工作和處理方案積累了經(jīng)驗(yàn)（圖4、圖5）。

3 優(yōu)化煅燒帶的位置

以5000t/d的干法生產(chǎn)線為例，正常情況煅燒帶分布在窯的20～26m處。如果在掃描儀系統(tǒng)的軟件上看到兩條信息，一是熱力圖像高溫區(qū)域后移，二是二擋輪帶的滑移量小于其他兩擋，則有可能是燃燒器的火焰太長(zhǎng)，將整個(gè)煅燒帶后移近到二號(hào)輪帶位置，最遠(yuǎn)處大概在窯上32m處。其影響是二擋輪帶的滑移量一直處于報(bào)警狀態(tài)，窯筒體中間部位受到的扭力偏大，受力位置的耐火磚易脫落，最后造成停窯檢修。

4 耐火磚脫落——突發(fā)高溫點(diǎn)

如圖6所示，掃描儀系統(tǒng)軟件對(duì)高溫點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)跟蹤。

超高的D:S比可達(dá)到500:1，當(dāng)發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)時(shí)，我們可以清晰地看到具體位置，并精確地計(jì)算出脫落的耐火材料的數(shù)量。

5 熱損耗的計(jì)算

這是該系統(tǒng)獨(dú)特的功能，它可計(jì)算出運(yùn)行中的窯每小時(shí)向外界散發(fā)的熱量（圖7）。主要用于熱回收系統(tǒng)，河南天瑞12000t/d就是一個(gè)案例。

6 結(jié)語(yǔ)

KILNSCAN23紅外線性掃描儀在新型水泥干法生產(chǎn)線上得到了廣泛的應(yīng)用，高品質(zhì)的KILNSCAN23掃描儀可以提高運(yùn)轉(zhuǎn)率、熱回收經(jīng)濟(jì)效益和對(duì)潛在危險(xiǎn)的預(yù)判能力，為生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)起到有效的輔助作用。

經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)十幾年的經(jīng)驗(yàn)積累，產(chǎn)品得到了不斷的發(fā)展和改進(jìn)，現(xiàn)在的產(chǎn)品已經(jīng)成為線性掃描儀行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍者。■