立窯各種儀表的選型與應(yīng)用

　　在立窯熱工參數(shù)的檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，儀表的選型是否合理，直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和壽命。筆者根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參考有關(guān)資料，介紹部分熱工儀表選型及應(yīng)用中注意的問(wèn)題，供使用時(shí)參考。
　　一、廢氣成分分析儀表
　　廢氣成分分多組分和單組分兩類(lèi)。多組分分析儀表有SQG系列工業(yè)氣相色譜儀，在一次采樣下，可同時(shí)分析測(cè)定出O2、N2、CO、CO2、CH4五種組分的百分比含量。單組分分析儀表有HW和GYH系列紅外線(xiàn)氣體分析儀，單獨(dú)檢測(cè)CO或CO2含量；CD系列磁導(dǎo)式氧分析儀，單獨(dú)檢測(cè)O2含量。
　　從儀表性能和精度看，多組分和單組分儀表都能用于立窯煙氣成分分析。多組分分析儀表的特點(diǎn)是能同時(shí)分析五種組分，計(jì)算熱平衡方便。但它是斷續(xù)工作，完成一次采樣、分析、數(shù)據(jù)輸出需6～10分鐘，有滯后現(xiàn)象，用于閉環(huán)控制不理想，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可動(dòng)件多，維護(hù)技術(shù)要求高，工作量大。單組分分析儀表的特點(diǎn)是，只能分析一種組分，但它是連續(xù)工作，輸出滯后小于20秒，不但可用于檢測(cè)，也可用于閉環(huán)控制。若幾臺(tái)搭配分別檢測(cè)各組分，其成本與一臺(tái)多組分分析儀表相差不多。若僅用一臺(tái)檢測(cè)重點(diǎn)組分(如CO)則可減少費(fèi)用。而且儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。不論多組分還是單組分的儀表，在使用中都必須配采樣器和預(yù)處理器，但幾臺(tái)單組分的儀表可共用一套采樣器和預(yù)處理器。檢測(cè)CO和CO2時(shí)都可用紅外線(xiàn)氣體分析儀，但使用要求量程不同，一般前者為0～6%，后者為0～20%。另外為防止空氣漏入造成檢測(cè)誤差，應(yīng)將窯罩密封。
　　上述儀表最重要的是注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。如定期更換色譜柱、定期校對(duì)量程，定時(shí)排空冷凝水、更換干燥劑等等。實(shí)踐已證明，不注重平時(shí)的維護(hù)，很容易造成儀表失準(zhǔn)和損壞而無(wú)法正常工作。　　
　　二、溫度檢測(cè)儀表
　　廢氣溫度：與窯壁和熟料溫度相比，廢氣溫度變化快。作為反映濕料層厚度和底火是否正常的重要參數(shù)，要求儀表熱響應(yīng)時(shí)間應(yīng)短，測(cè)量應(yīng)準(zhǔn)確。普通熱電阻的熱響應(yīng)時(shí)間小于60秒，是熱電偶的1/4～1/2。在500℃以下熱電阻的輸出信號(hào)比熱電偶的大，靈敏度高。因此檢測(cè)廢氣溫度用熱電阻比用熱電偶好。具體可選用WZP系列鉑熱電阻(測(cè)量范圍0～500℃)。為消除環(huán)境溫度的影響，熱電阻至溫度變送器的連接導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)采用三線(xiàn)制。影響壽命的主要問(wèn)題是保護(hù)套抵抗SO2等氣體的腐蝕能力。可選用河北遵化標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量局研制的抗腐蝕保護(hù)套。
　　窯壁溫度：當(dāng)測(cè)點(diǎn)分上、下排布置時(shí)，上排可選用WRP系列鉑銠——鉑熱電偶(測(cè)量范圍0～1300℃)，下排可選用WRN系列鎳鉻——鎳硅熱電偶(測(cè)量范圍0～1000℃)。影響壽命的主要問(wèn)題是保護(hù)套的抗磨損能力，可參考《水泥》90年第10期上介紹的方法解決。
　　熟料溫度：有兩種使用較成熟的方案。一是選用遵化標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量局研制的L型專(zhuān)用熱電偶。檢測(cè)時(shí)熱電偶與熟料直接接觸；測(cè)量精度高，使用壽命約為半年。二是選用WRK系列鎳鉻——考銅通用熱電偶(測(cè)量范圍0～600℃)，在料封管中部上面開(kāi)孔，取圖中所示安裝方式。檢測(cè)時(shí)熱電偶與熟料不直接接觸，測(cè)量誤差大些，使用壽命達(dá)一年以上。

1.固定法蘭；2.熱電偶；3.可動(dòng)法蘭；4.料封管　　
　
　　考慮室外工作環(huán)境，熱電阻和熱電偶都應(yīng)選防水式接線(xiàn)盒。為消除環(huán)境溫度的影響，各熱電偶至溫度變送器都必須用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)接。不同型號(hào)的熱電偶，所用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)不同，其對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表。而補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的正負(fù)極可根據(jù)絕緣層著色來(lái)鑒別。
熱電偶型號(hào)
　
　　三、風(fēng)量、風(fēng)壓檢測(cè)儀表
　　風(fēng)量：適于立窯大口徑風(fēng)量檢測(cè)的儀表有ANB系列、LGZ系列均速管(阿牛巴管)和LU系列插入式氣體旋渦(渦街)流量計(jì)。均速管的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，無(wú)可動(dòng)部件，壓損小，維護(hù)工作量很少，價(jià)格低。不足的是輸出信號(hào)隨介質(zhì)的溫度、壓力、密度而變化。若以檢測(cè)準(zhǔn)確的用風(fēng)量為目的，則應(yīng)對(duì)溫度、壓力進(jìn)行補(bǔ)償，并作現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。但立窯一般是以調(diào)節(jié)控制為目的，不進(jìn)行補(bǔ)償也基本可用。近幾年采用均速管的廠家較多，使用中應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是檢測(cè)孔很小，只有幾毫米，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)因塵埃堵塞而失靈，應(yīng)定期拆下清洗或用高壓氣體吹通。二是安裝時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足均速管對(duì)上、下游風(fēng)管的直管段、安裝角等要求，否則誤差較大。
　　旋渦流量計(jì)除具有無(wú)可動(dòng)部件、壓損小、量程比大(可達(dá)到1∶20)、輸出信號(hào)與流速成正比，且為脈沖頻率信號(hào)，容易與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等特點(diǎn)外，輸出信號(hào)與被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力及密度無(wú)關(guān)是它最大的優(yōu)點(diǎn)。處理檢測(cè)數(shù)據(jù)不必考慮溫度和壓力的影響，這給使用帶來(lái)很大方便。80年代初曾有水泥廠用過(guò)旋渦流量計(jì)，反映質(zhì)量不過(guò)關(guān)。可喜的是近幾年由于一些儀表廠引進(jìn)消化了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，質(zhì)量已大有提高。相信以后用戶(hù)會(huì)逐漸增多。使用中要注意的是：為防止入窯空氣中夾雜的油、水、灰塵影響檢測(cè)器中敏感元件正常工作，鼓風(fēng)機(jī)入風(fēng)口應(yīng)有過(guò)濾設(shè)施或者入風(fēng)口遠(yuǎn)離塵埃較多的地區(qū)；要防止窯內(nèi)氣體倒灌；要定期拆下檢測(cè)器用汽油清洗檢測(cè)段；安裝時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足檢測(cè)器對(duì)中等要求。
　　風(fēng)壓：只要在風(fēng)管適當(dāng)位置開(kāi)孔，用引壓管將壓力引入電動(dòng)壓力變送器即可。
　　四、料位檢測(cè)儀表
　　立窯料位檢測(cè)一直沒(méi)有很理想的儀表，普遍采用的是UZZ系列重錘料位計(jì)。它測(cè)出的僅是一點(diǎn)的料位，不能全面反映整個(gè)料面位置的變化。使用中應(yīng)注意的是：執(zhí)行器安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離窯罩，以避免高溫對(duì)電器元件的破壞，用滑輪將鋼繩和重錘引入窯罩；在窯罩上開(kāi)孔時(shí)應(yīng)避免重錘的移動(dòng)和布料器的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生干擾；為防止鋼繩烤焦或磨斷后重錘掉入窯內(nèi)損壞卸料蓖子，可把重錘換成相同重量的石料。
　　五、變送器及記錄顯示儀表
　　變送器是將溫度、壓力、流量等被測(cè)量轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)并送往記錄儀表的變送單元。可分別選用DBW系列溫度變送器、DBY系列壓力變送器和DBC系列差壓變送器。使用前分別按各自的檢測(cè)范圍校定即可。風(fēng)量檢測(cè)中，旋渦流量計(jì)不用差壓變送器，而均速管必須用，同時(shí)還要配一開(kāi)方器或開(kāi)方積算器。另外各種變送器均有DDZ—Ⅱ型和DDZ—Ⅲ型兩種，前者輸出信號(hào)為0～10毫安，后者輸出信號(hào)為4～20毫安。若與模擬式記錄儀表配套，可選Ⅱ型，若與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，最好選Ⅲ型。
　　記錄顯示儀表可分為模擬式和數(shù)字式兩大類(lèi)。前者指使用成熟的各種圓圖、長(zhǎng)圖自動(dòng)平衡記錄儀，后者指近些年發(fā)展起來(lái)的數(shù)字顯示儀和無(wú)筆記錄儀。模擬式品種規(guī)格比較多，建議選用XWD或XWZH系列長(zhǎng)圖記錄儀，因儀表指示線(xiàn)性度比圓圖的好，便于分析比較記錄值。數(shù)字式顯示儀和無(wú)筆記錄儀除具有體積小，顯示清晰直觀，量程檔次多，可靠性高，使用方便，能與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等特點(diǎn)外，還可直接聯(lián)接熱電偶和熱電阻的輸出信號(hào)。即數(shù)字式儀表與熱電偶和熱電阻之間可以省去溫度變送器，而模擬式儀表不能省去。但數(shù)字式儀表目前沒(méi)有形成統(tǒng)一的產(chǎn)品系列，用戶(hù)只能根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)選擇。
山東礦業(yè)學(xué)院　　任濟(jì)生