立窯各種儀表的選型與應用

　　在立窯熱工參數的檢測與控制系統中，儀表的選型是否合理，直接影響到系統的運行質量和壽命。筆者根據實踐經驗并參考有關資料，介紹部分熱工儀表選型及應用中注意的問題，供使用時參考。
　　一、廢氣成分分析儀表
　　廢氣成分分多組分和單組分兩類。多組分分析儀表有SQG系列工業氣相色譜儀，在一次采樣下，可同時分析測定出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系列紅外線氣體分析儀，單獨檢測CO或CO2含量；CD系列磁導式氧分析儀，單獨檢測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是能同時分析五種組分，計算熱平衡方便。但它是斷續工作，完成一次采樣、分析、數據輸出需6～10分鐘，有滯后現象，用于閉環控制不理想，而且結構復雜，可動件多，維護技術要求高，工作量大。單組分分析儀表的特點是，只能分析一種組分，但它是連續工作，輸出滯后小于20秒，不但可用于檢測，也可用于閉環控制。若幾臺搭配分別檢測各組分，其成本與一臺多組分分析儀表相差不多。若僅用一臺檢測重點組分(如CO)則可減少費用。而且儀表結構簡單，便于維護。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處理器，但幾臺單組分的儀表可共用一套采樣器和預處理器。檢測CO和CO2時都可用紅外線氣體分析儀，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誤差，應將窯罩密封。
　　上述儀表最重要的是注意日常的維護保養。如定期更換色譜柱、定期校對量程，定時排空冷凝水、更換干燥劑等等。實踐已證明，不注重平時的維護，很容易造成儀表失準和損壞而無法正常工作。　　
　　二、溫度檢測儀表
　　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，要求儀表熱響應時間應短，測量應準確。普通熱電阻的熱響應時間小于60秒，是熱電偶的1/4～1/2。在500℃以下熱電阻的輸出信號比熱電偶的大，靈敏度高。因此檢測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(測量范圍0～500℃)。為消除環境溫度的影響，熱電阻至溫度變送器的連接導線應采用三線制。影響壽命的主要問題是保護套抵抗SO2等氣體的腐蝕能力。可選用河北遵化標準計量局研制的抗腐蝕保護套。
　　窯壁溫度：當測點分上、下排布置時，上排可選用WRP系列鉑銠——鉑熱電偶(測量范圍0～1300℃)，下排可選用WRN系列鎳鉻——鎳硅熱電偶(測量范圍0～1000℃)。影響壽命的主要問題是保護套的抗磨損能力，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。一是選用遵化標準計量局研制的L型專用熱電偶。檢測時熱電偶與熟料直接接觸；測量精度高，使用壽命約為半年。二是選用WRK系列鎳鉻——考銅通用熱電偶(測量范圍0～600℃)，在料封管中部上面開孔，取圖中所示安裝方式。檢測時熱電偶與熟料不直接接觸，測量誤差大些，使用壽命達一年以上。

1.固定法蘭；2.熱電偶；3.可動法蘭；4.料封管　　
　
　　考慮室外工作環境，熱電阻和熱電偶都應選防水式接線盒。為消除環境溫度的影響，各熱電偶至溫度變送器都必須用補償導線聯接。不同型號的熱電偶，所用補償導線型號不同，其對應關系見表。而補償導線的正負極可根據絕緣層著色來鑒別。
熱電偶型號
　
　　三、風量、風壓檢測儀表
　　風量：適于立窯大口徑風量檢測的儀表有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。均速管的特點是結構很簡單，無可動部件，壓損小，維護工作量很少，價格低。不足的是輸出信號隨介質的溫度、壓力、密度而變化。若以檢測準確的用風量為目的，則應對溫度、壓力進行補償，并作現場標定。但立窯一般是以調節控制為目的，不進行補償也基本可用。近幾年采用均速管的廠家較多，使用中應注意兩點：一是檢測孔很小，只有幾毫米，時間長了會因塵埃堵塞而失靈，應定期拆下清洗或用高壓氣體吹通。二是安裝時應滿足均速管對上、下游風管的直管段、安裝角等要求，否則誤差較大。
　　旋渦流量計除具有無可動部件、壓損小、量程比大(可達到1∶20)、輸出信號與流速成正比，且為脈沖頻率信號，容易與計算機聯網等特點外，輸出信號與被測介質的溫度、壓力及密度無關是它最大的優點。處理檢測數據不必考慮溫度和壓力的影響，這給使用帶來很大方便。80年代初曾有水泥廠用過旋渦流量計，反映質量不過關。可喜的是近幾年由于一些儀表廠引進消化了國外先進技術，質量已大有提高。相信以后用戶會逐漸增多。使用中要注意的是：為防止入窯空氣中夾雜的油、水、灰塵影響檢測器中敏感元件正常工作，鼓風機入風口應有過濾設施或者入風口遠離塵埃較多的地區；要防止窯內氣體倒灌；要定期拆下檢測器用汽油清洗檢測段；安裝時應滿足檢測器對中等要求。
　　風壓：只要在風管適當位置開孔，用引壓管將壓力引入電動壓力變送器即可。
　　四、料位檢測儀表
　　立窯料位檢測一直沒有很理想的儀表，普遍采用的是UZZ系列重錘料位計。它測出的僅是一點的料位，不能全面反映整個料面位置的變化。使用中應注意的是：執行器安裝位置應遠離窯罩，以避免高溫對電器元件的破壞，用滑輪將鋼繩和重錘引入窯罩；在窯罩上開孔時應避免重錘的移動和布料器的轉動發生干擾；為防止鋼繩烤焦或磨斷后重錘掉入窯內損壞卸料蓖子，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、流量等被測量轉換為統一的電信號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范圍校定即可。風量檢測中，旋渦流量計不用差壓變送器，而均速管必須用，同時還要配一開方器或開方積算器。另外各種變送器均有DDZ—Ⅱ型和DDZ—Ⅲ型兩種，前者輸出信號為0～10毫安，后者輸出信號為4～20毫安。若與模擬式記錄儀表配套，可選Ⅱ型，若與計算機聯網，最好選Ⅲ型。
　　記錄顯示儀表可分為模擬式和數字式兩大類。前者指使用成熟的各種圓圖、長圖自動平衡記錄儀，后者指近些年發展起來的數字顯示儀和無筆記錄儀。模擬式品種規格比較多，建議選用XWD或XWZH系列長圖記錄儀，因儀表指示線性度比圓圖的好，便于分析比較記錄值。數字式顯示儀和無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，能與計算機聯網等特點外，還可直接聯接熱電偶和熱電阻的輸出信號。即數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。但數字式儀表目前沒有形成統一的產品系列，用戶只能根據產品特點選擇。
山東礦業學院　　任濟生