HGH红外线性扫描仪在天瑞12000t/d生产线上的应用

2015-03-31 06:39徐军金磊
水泥技术 2015年2期
关键词:托轮耐火砖扫描仪

徐军,金磊

HGH红外线性扫描仪在天瑞12000t/d生产线上的应用

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

徐军,金磊

天瑞集团河南荥阳水泥有限公司12000t/d熟料生产线于2009年完成调试并顺利投产,该生产线是世界单产最大的一条生产线。该厂采用了ϕ6.2m×92m长窑的悬浮预热器窑布局,窑的三次风管支架沿窑的两侧布置。

回转窑稳定、可靠地运行与公司的利益紧密相连。窑筒体要耐得住严酷的工况,筒体的钢板和内衬耐火砖需要耐受火焰燃烧位置2000℃的高温,此时窑筒体表面温度高达450℃。耐火砖的作用就是避免高温直接接触到筒体的钢板上,一旦耐火砖脱落将会产生严重的后果。任何耐火材料的脱落可能迫使停窑数天或更长时间,生产企业将蒙受很大的经济损失。

这要求扫描仪在远距离的情况下必须灵敏探测到高温点,并且算出高温点区域耐火砖的数量。扫描仪的最小分辨率不能小于一块砖的尺寸,这时我们需要空间分辨率卓越的探测器。

荥阳窑筒体自重达到数千吨,共有数个托轮支撑全窑。随着时间的推移,筒体在自身重力的作用下使其沿纵轴方向向下弯曲,筒体的横剖面呈椭圆形。这些变形的应力施加到耐火砖上,影响耐火材料的使用寿命。

窑体的倾斜会带来机械张力。当窑以一定的斜率和高达5r/min的速度运行时,数百吨物料从预热器自上而下移动到烧成带,这会使窑筒体向下窜行。由于窑筒体是平躺在几个托轮上,此时液压挡轮将给予向上的推力避免窑筒体下窜。这些微小的调整可以在托轮和轮带上相对滑动得以体现。从长远来看,这些微小的调整可能会损坏筒体挡块,导致托轮轴轴瓦温度升高,严重威胁到窑的正常运行,所以轮带滑移量的监测是非常必要的。

在选择回转窑监测系统时还要考虑节约能源和改善燃烧过程。一台理想的扫描仪,不仅能在紧急时刻发出警告而且能延长窑的使用时间和增加产量。

HGH采用两台90°视场的扫描仪,100%消除所有三次风管支架和其他结构产生的阴影。HGH工程师执行精准的定位,并用示波器对两台扫描仪进行细节调整,确保两台扫描仪扫描视场达到共轴。其中一台扫描仪装在15m高的塔架上,另一台装在中控室的楼顶上。每台扫描仪的信号由光纤传输至放在中控室的接收器上,接收器紧临计算机通过以太网线建立通讯,运行SIRCIM软件获得热力图像。整个现场调试和培训用时3d完成。

KILNSCAN系统的分辨率可精确到一块砖,可实时、灵敏、迅速地发现问题。工艺主管可根据掉砖的位置、多少等综合情况重新挂窑皮,必要时可通过风机散热或调整燃烧器。KILNSCAN独特的光学设计能够确保扫描仪具有足够的出射光束角度分辨率,保证问题即将出现时能提前预警。质量一般或较差的光学系统会产生迟报或误报警的情况:低分辨率扫描仪采用图像中的平均峰值方法报警,但现场实际温度已经非常高,造成较大损失。

KILNSCAN具有高空间分辨率和杰出的热敏性。小于0.1每摄氏度的灵敏度确保快速精准地显示非正常温度变化。

KILNSCAN为用户提供友好的3D筒体成像和精确的高温点探测、轮带滑移和窑皮厚度等关键参数警报。它以黑体作为外部温度参考源或接触窑皮的高温计测量温度,自动校正大气环境变化而对测量产生的影响,保证高精度测量结果的一致性。KILNSCAN可自动校准,无需人工操作。

所有相关参数(如温度、耐火砖及窑皮厚度、窑速和轮带滑移等)的历史数据均可随时查阅,窑况趋势图一目了然,便于窑的准直调校和耐火砖采购计划的制定。SIRCIM软件通过OPC与工厂DCS系统连通,所有关键信息都能实时发送,及时在中控台显示,如窑速、单个警报状态、参照黑体或高温计状态、筒体热损耗等。

另外值得一提的是,Thermal Warp Computation可透过窑皮温度变化进行热变形计算,操作员可看到窑皮的演化过程、不燃材料的排出、筒体的潜在压力,轮带或托轮的位置等作业情况。通过收集分析数据,可得到筒体和轮带的机械和膨胀压力、轮带下的高温点、每个支柱承受的载荷波动、筒体和轮带变形、依据标准判断轮带受损情况、托轮收缩应力波动、托轮轴的弯曲应力、托轮轴承单位压力变化等技术参数。

掌握了以上数据,操作员便可根据燃烧情况和窑皮均化程度调整火焰形状和转速,减少筒体变形。高效实用的筒体变形监测可以有效避免高温点的形成。

自投产以来,两台KILNSCAN一直稳定、高效运行,未发生过因扫描仪测量误差或损坏导致的生产中断事件。KILNSCAN扫描仪系统友好的操作界面、高清的热力图像和精准的测量得到了该公司一致好评。

现今线性扫描仪行业中,KILN⁃SCAN能提供最佳空间分辨率和热灵敏度的折中方案。其最大视场可达140°,是市场上覆盖角度最大的扫描仪。

KILNSCAN以其高性能领跑线性扫描仪市场。目前,全球已有超过1000台KILNSCAN投入使用,其中部分设备已运转超过20年。

TQ172.622.29

B

1001-6171(2015)02-0079-02

法国HGH红外系统股份公司,北京100027;

2015-01-15;编辑:吕光

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