红外线性扫描仪在水泥行业的应用

徐军，金磊

法国HGH红外系统公司始建于1982年，坐落在巴黎南部的法国“光谷”IGNY。三十多年来，HGH始终站在光电设备市场前沿，拥有专业的技术队伍和多项光学、红外、激光和监测的核心技术，设计制造和销售军用光电测试仪器、民用防灾仪器及工业监测控制系统。

KILNSCAN23红外线性扫描仪系统（简称筒扫）是专为监测回转窑筒体温度而设计的，系统采用非接触红外测温技术测量筒体表面温度，估算窑衬和窑皮的厚度、轮带滑移量，计算筒体热变形。

红外线性扫描仪接收回转窑筒体发出的红外电磁波，红外电磁波首先进入扫描仪的红外窗口并通过高速旋转的反射镜将能量光波聚集到光学系统，经过光学系统的能量束汇聚到扫描仪的核心器件探测器上。探测器单元将光电信号转换成能量值输出，最后由专属软件读出温度值并显示窑筒体温度画面（图1、图2）。

在Windows平台上特别开发的专用监测软件，可显示窑热力曲线、窑衬和窑皮的厚度、窑旋转速度、轮带滑移、热损耗、筒体热变形计算、温度报警、历史趋势对比、自动存储图像、3D图像显示、最高温度点跟踪、4～20mA信号输出等。

水泥回转窑的温度一直是生产控制过程中的焦点和监控的重点。要想保持良好的运转率，需综合考虑窑皮厚度的控制和耐火材料的消耗以及烧成区的定位。这些要素最直观的表现就是窑筒体的温度，一套测温精准的红外线性扫描仪测温系统是非常好的助手。

1 实时温度显示和轮带滑移量监测

高灵敏度的红外线性扫描仪探测头能提供高空间分辨率的热力图像。红外线性扫描仪具有人性化的软件设计和友好操作界面、独家拥有的窑筒体热变形计算和轮带滑移监测（如图3所示）。

众所周知，筒体温度过高会使筒体椭圆度发生形变和径向弯曲，进而对窑内的衬砖产生压应力，最终影响整个生产线的稳定运行。轮带间隙过小，会使轮带处筒体产生“缩颈”效应，也会缩短相应地带耐火砖的使用寿命，并有可能造成轮带崩裂。

2 优化窑内结圈

当窑内出现结圈时，在扫描仪系统的软件上可以看到一个很明显的低温带，这是由于厚厚的结圈降低了热的传导效率。此时工艺操作员可以在软件里对窑温度曲线的历史记录进行对比，并结合DCS系统的趋势进行分析、推算，窑内结圈何时开始形成，是否与工艺上相关参数的调整有直接的关系。

只有找到原因所在，才会给找寻解决方法提供一些宝贵信息。那么在解决问题的过程中，扫描仪测温系统也在全程记录，为正在实行的解决方案及时提供了反馈信息，更为以后的生产工作和处理方案积累了经验（图4、图5）。

3 优化煅烧带的位置

以5000t/d的干法生产线为例，正常情况煅烧带分布在窑的20～26m处。如果在扫描仪系统的软件上看到两条信息，一是热力图像高温区域后移，二是二挡轮带的滑移量小于其他两挡，则有可能是燃烧器的火焰太长，将整个煅烧带后移近到二号轮带位置，最远处大概在窑上32m处。其影响是二挡轮带的滑移量一直处于报警状态，窑筒体中间部位受到的扭力偏大，受力位置的耐火砖易脱落，最后造成停窑检修。

4 耐火砖脱落——突发高温点

如图6所示，扫描仪系统软件对高温点进行实时探测跟踪。

超高的D:S比可达到500:1，当发现高温点时，我们可以清晰地看到具体位置，并精确地计算出脱落的耐火材料的数量。

5 热损耗的计算

这是该系统独特的功能，它可计算出运行中的窑每小时向外界散发的热量（图7）。主要用于热回收系统，河南天瑞12000t/d就是一个案例。

6 结语

KILNSCAN23红外线性扫描仪在新型水泥干法生产线上得到了广泛的应用，高品质的KILNSCAN23扫描仪可以提高运转率、热回收经济效益和对潜在危险的预判能力，为生产企业实现稳产起到有效的辅助作用。

经过国内市场十几年的经验积累，产品得到了不断的发展和改进，现在的产品已经成为线性扫描仪行业内的领军者。■