徐軍，金磊

HGH紅外線性掃描儀在天瑞12000t/d生產(chǎn)線上的應(yīng)用

Application of HGH Infrared Linear Scanner in Tian Rui12000t/d Production Line

徐軍，金磊

天瑞集團(tuán)河南滎陽水泥有限公司12000t/d熟料生產(chǎn)線于2009年完成調(diào)試并順利投產(chǎn)，該生產(chǎn)線是世界單產(chǎn)最大的一條生產(chǎn)線。該廠采用了?6.2m×92m長窯的懸浮預(yù)熱器窯布局，窯的三次風(fēng)管支架沿窯的兩側(cè)布置。

回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定、可靠地運行與公司的利益緊密相連。窯筒體要耐得住嚴(yán)酷的工況，筒體的鋼板和內(nèi)襯耐火磚需要耐受火焰燃燒位置2000℃的高溫，此時窯筒體表面溫度高達(dá)450℃。耐火磚的作用就是避免高溫直接接觸到筒體的鋼板上，一旦耐火磚脫落將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。任何耐火材料的脫落可能迫使停窯數(shù)天或更長時間，生產(chǎn)企業(yè)將蒙受很大的經(jīng)濟損失。

這要求掃描儀在遠(yuǎn)距離的情況下必須靈敏探測到高溫點，并且算出高溫點區(qū)域耐火磚的數(shù)量。掃描儀的最小分辨率不能小于一塊磚的尺寸，這時我們需要空間分辨率卓越的探測器。

滎陽窯筒體自重達(dá)到數(shù)千噸，共有數(shù)個托輪支撐全窯。隨著時間的推移，筒體在自身重力的作用下使其沿縱軸方向向下彎曲，筒體的橫剖面呈橢圓形。這些變形的應(yīng)力施加到耐火磚上，影響耐火材料的使用壽命。

窯體的傾斜會帶來機械張力。當(dāng)窯以一定的斜率和高達(dá)5r/min的速度運行時，數(shù)百噸物料從預(yù)熱器自上而下移動到燒成帶，這會使窯筒體向下竄行。由于窯筒體是平躺在幾個托輪上，此時液壓擋輪將給予向上的推力避免窯筒體下竄。這些微小的調(diào)整可以在托輪和輪帶上相對滑動得以體現(xiàn)。從長遠(yuǎn)來看，這些微小的調(diào)整可能會損壞筒體擋塊，導(dǎo)致托輪軸軸瓦溫度升高，嚴(yán)重威脅到窯的正常運行，所以輪帶滑移量的監(jiān)測是非常必要的。

在選擇回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測系統(tǒng)時還要考慮節(jié)約能源和改善燃燒過程。一臺理想的掃描儀，不僅能在緊急時刻發(fā)出警告而且能延長窯的使用時間和增加產(chǎn)量。

HGH采用兩臺90°視場的掃描儀，100%消除所有三次風(fēng)管支架和其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的陰影。HGH工程師執(zhí)行精準(zhǔn)的定位，并用示波器對兩臺掃描儀進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整，確保兩臺掃描儀掃描視場達(dá)到共軸。其中一臺掃描儀裝在15m高的塔架上，另一臺裝在中控室的樓頂上。每臺掃描儀的信號由光纖傳輸至放在中控室的接收器上，接收器緊臨計算機通過以太網(wǎng)線建立通訊，運行SIRCIM軟件獲得熱力圖像。整個現(xiàn)場調(diào)試和培訓(xùn)用時3d完成。

KILNSCAN系統(tǒng)的分辨率可精確到一塊磚，可實時、靈敏、迅速地發(fā)現(xiàn)問題。工藝主管可根據(jù)掉磚的位置、多少等綜合情況重新掛窯皮，必要時可通過風(fēng)機散熱或調(diào)整燃燒器。KILNSCAN獨特的光學(xué)設(shè)計能夠確保掃描儀具有足夠的出射光束角度分辨率，保證問題即將出現(xiàn)時能提前預(yù)警。質(zhì)量一般或較差的光學(xué)系統(tǒng)會產(chǎn)生遲報或誤報警的情況：低分辨率掃描儀采用圖像中的平均峰值方法報警，但現(xiàn)場實際溫度已經(jīng)非常高，造成較大損失。

KILNSCAN具有高空間分辨率和杰出的熱敏性。小于0.1每攝氏度的靈敏度確?？焖倬珳?zhǔn)地顯示非正常溫度變化。

KILNSCAN為用戶提供友好的3D筒體成像和精確的高溫點探測、輪帶滑移和窯皮厚度等關(guān)鍵參數(shù)警報。它以黑體作為外部溫度參考源或接觸窯皮的高溫計測量溫度，自動校正大氣環(huán)境變化而對測量產(chǎn)生的影響，保證高精度測量結(jié)果的一致性。KILNSCAN可自動校準(zhǔn)，無需人工操作。

所有相關(guān)參數(shù)（如溫度、耐火磚及窯皮厚度、窯速和輪帶滑移等）的歷史數(shù)據(jù)均可隨時查閱，窯況趨勢圖一目了然，便于窯的準(zhǔn)直調(diào)校和耐火磚采購計劃的制定。SIRCIM軟件通過OPC與工廠DCS系統(tǒng)連通，所有關(guān)鍵信息都能實時發(fā)送，及時在中控臺顯示，如窯速、單個警報狀態(tài)、參照黑體或高溫計狀態(tài)、筒體熱損耗等。

另外值得一提的是，Thermal Warp Computation可透過窯皮溫度變化進(jìn)行熱變形計算，操作員可看到窯皮的演化過程、不燃材料的排出、筒體的潛在壓力，輪帶或托輪的位置等作業(yè)情況。通過收集分析數(shù)據(jù)，可得到筒體和輪帶的機械和膨脹壓力、輪帶下的高溫點、每個支柱承受的載荷波動、筒體和輪帶變形、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷輪帶受損情況、托輪收縮應(yīng)力波動、托輪軸的彎曲應(yīng)力、托輪軸承單位壓力變化等技術(shù)參數(shù)。

掌握了以上數(shù)據(jù)，操作員便可根據(jù)燃燒情況和窯皮均化程度調(diào)整火焰形狀和轉(zhuǎn)速，減少筒體變形。高效實用的筒體變形監(jiān)測可以有效避免高溫點的形成。

自投產(chǎn)以來，兩臺KILNSCAN一直穩(wěn)定、高效運行，未發(fā)生過因掃描儀測量誤差或損壞導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷事件。KILNSCAN掃描儀系統(tǒng)友好的操作界面、高清的熱力圖像和精準(zhǔn)的測量得到了該公司一致好評。

現(xiàn)今線性掃描儀行業(yè)中，KILN?SCAN能提供最佳空間分辨率和熱靈敏度的折中方案。其最大視場可達(dá)140°，是市場上覆蓋角度最大的掃描儀。

KILNSCAN以其高性能領(lǐng)跑線性掃描儀市場。目前，全球已有超過1000臺KILNSCAN投入使用，其中部分設(shè)備已運轉(zhuǎn)超過20年。

TQ172.622.29

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1001-6171（2015）02-0079-02

法國HGH紅外系統(tǒng)股份公司，北京100027；

2015-01-15；編輯：呂光