水泥窯高溫氣體分析儀培訓(xùn)

1、氣體分析儀成套系統(tǒng)培訓(xùn)教程培訓(xùn)教程N(yùn)O.1 2009.09.20PP1160PP1160型高溫探頭成套裝置簡(jiǎn)介型高溫探頭成套裝置簡(jiǎn)介1. 1. 使用目的使用目的 1 1）燃燒控制（測(cè)量）燃燒控制（測(cè)量COCO、O O2 2的含量）的含量） 降低成本、節(jié)約能源降低成本、節(jié)約能源 水泥廠成本消耗：能源占水泥廠成本消耗：能源占50-60%50-60%左右左右 原料占原料占40%40%左右左右 一個(gè)日產(chǎn)一個(gè)日產(chǎn)15001500噸熟料的燃油窯系統(tǒng)，如果氧含量超出噸熟料的燃油窯系統(tǒng)，如果氧含量超出最佳值最佳值1 1個(gè)百分點(diǎn)，窯系統(tǒng)每天多消耗個(gè)百分點(diǎn)，窯系統(tǒng)每天多消耗24002400升油。每年多升油。每年多

2、損失：損失： 24002400升升 x 3x 3元元/ /升升 x 365x 365天天 = 262= 262萬(wàn)元萬(wàn)元 燃燒效率曲線圖燃燒效率曲線圖實(shí)際能源消耗實(shí)際能源消耗COO2%空氣缺少空氣缺少 最佳燃燒點(diǎn)最佳燃燒點(diǎn) 空氣過(guò)?？諝膺^(guò)剩燃燒效率曲線圖燃燒效率曲線圖能源消耗能源消耗2 2）監(jiān)控窯內(nèi)溫度（測(cè)量）監(jiān)控窯內(nèi)溫度（測(cè)量NONO的含量）的含量）n 熟料質(zhì)量主要取決于燒成帶狀況穩(wěn)定于否，燒成帶熟料質(zhì)量主要取決于燒成帶狀況穩(wěn)定于否，燒成帶的溫度至關(guān)重要的溫度至關(guān)重要, ,連續(xù)、快速（滯后時(shí)間連續(xù)、快速（滯后時(shí)間2min2min）指示）指示溫度趨勢(shì)（并非準(zhǔn)確值），從而及時(shí)修正以免窯溫度溫度趨勢(shì)

3、（并非準(zhǔn)確值），從而及時(shí)修正以免窯溫度失控。失控。n 是否修正相應(yīng)的溫度帶，必須通過(guò)研究熟料質(zhì)量來(lái)是否修正相應(yīng)的溫度帶，必須通過(guò)研究熟料質(zhì)量來(lái)確定。確定。n NONO與溫度關(guān)系曲線圖與溫度關(guān)系曲線圖NONOT NO NOX X = f ( T ) = f ( T )NONOX X與溫度關(guān)系曲線圖與溫度關(guān)系曲線圖3 3）提高水泥質(zhì)量（測(cè)量）提高水泥質(zhì)量（測(cè)量SOSO2 2的含量）的含量）n 具稱(chēng)國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)此應(yīng)用技術(shù)（具稱(chēng)國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)此應(yīng)用技術(shù)（ SOSO2 21%600 T600 C C）COCO2 2 2) 2) 濕法（水沖洗）濕法（水沖洗） 分析失真大、噴嘴易堵分析失真大、噴嘴易堵 冷卻水

4、進(jìn)入工藝管道冷卻水進(jìn)入工藝管道 3) 3) 干法（循環(huán)冷卻水）干法（循環(huán)冷卻水） 冷卻水不接觸樣氣，冷卻水循環(huán)使用，節(jié)能、環(huán)保冷卻水不接觸樣氣，冷卻水循環(huán)使用，節(jié)能、環(huán)保 能長(zhǎng)期在高溫下運(yùn)行能長(zhǎng)期在高溫下運(yùn)行 樣氣溫度變化梯度大樣氣溫度變化梯度大 4.PP11604.PP1160型取樣探頭管如何能承受高溫型取樣探頭管如何能承受高溫 a.a.干法水冷卻取樣探頭，實(shí)現(xiàn)取樣管熱保護(hù)干法水冷卻取樣探頭，實(shí)現(xiàn)取樣管熱保護(hù) （冷卻水溫度（冷卻水溫度6060C C，最高，最高8585C C ，壓力，壓力2bar2bar左右）左右） b.b.采用特制的耐高溫不銹鋼制造，無(wú)冷卻水使用極采用特制的耐高溫不銹鋼制造

5、，無(wú)冷卻水使用極 限溫度限溫度1600 1600 C C c. c.探頭管采用前細(xì)后粗的設(shè)計(jì)方案，增加強(qiáng)度探頭管采用前細(xì)后粗的設(shè)計(jì)方案，增加強(qiáng)度 d.d.定期自動(dòng)移出，防止探頭管結(jié)皮定期自動(dòng)移出，防止探頭管結(jié)皮 e.e.樣氣溫度變化梯度大樣氣溫度變化梯度大 CO+1/2OCO+1/2O2 2（T600T600C C）COCO2 2 CO=1% CO=0% CO=1% CO=0% O O2 2=2% O=2% O2 2=1.5%=1.5% CO CO2 2=20% CO=20% CO2 2=21%=21% f.f.探頭管系列長(zhǎng)度：探頭管系列長(zhǎng)度：15001500、20002000、2500250

6、0、30003000、g.g.定期自動(dòng)反吹探頭管，保證氣路暢通定期自動(dòng)反吹探頭管，保證氣路暢通h.h.采用獨(dú)特的樣氣入口，降低粉塵吸入量（見(jiàn)圖）采用獨(dú)特的樣氣入口，降低粉塵吸入量（見(jiàn)圖）i.i.探頭管的兩種冷卻方式：探頭管的兩種冷卻方式： 水冷卻水冷卻 油冷卻油冷卻 經(jīng)濟(jì)、方便經(jīng)濟(jì)、方便 成本高、煩瑣成本高、煩瑣 不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染 易產(chǎn)生污染易產(chǎn)生污染 安全安全 易發(fā)生火災(zāi)易發(fā)生火災(zāi) 也可采用油冷卻也可采用油冷卻 易結(jié)皮易結(jié)皮PP1160PP1160高溫探頭管示意圖高溫探頭管示意圖進(jìn)水口進(jìn)水口出水口出水口進(jìn)水進(jìn)水出水出水樣氣出口樣氣出口三層探頭管結(jié)構(gòu)、功能示意圖三層探頭管結(jié)

7、構(gòu)、功能示意圖樣氣入口樣氣入口5.PP11605.PP1160型高精度過(guò)濾器如何過(guò)濾粉塵型高精度過(guò)濾器如何過(guò)濾粉塵 a.a.獨(dú)立的氣路接口，過(guò)濾粉塵量獨(dú)立的氣路接口，過(guò)濾粉塵量2000g/Nm2000g/Nm3 3 b. b.可安裝電加熱器伴熱可安裝電加熱器伴熱 c.c.快速更換過(guò)濾器結(jié)構(gòu)快速更換過(guò)濾器結(jié)構(gòu) d.d.采用獨(dú)特的脈沖內(nèi)、外吹掃方式，提高反吹效果采用獨(dú)特的脈沖內(nèi)、外吹掃方式，提高反吹效果 e.e.新型陶瓷過(guò)濾器，提高過(guò)濾精度（見(jiàn)圖）新型陶瓷過(guò)濾器，提高過(guò)濾精度（見(jiàn)圖）外吹外吹內(nèi)吹內(nèi)吹樣氣出口樣氣出口工業(yè)樣氣入口取樣探頭結(jié)構(gòu)示意圖取樣探頭結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)吹內(nèi)吹取樣探頭內(nèi)吹示意圖取樣探頭內(nèi)

8、吹示意圖壓縮空氣壓縮空氣0.3MPa外吹外吹取樣探頭外吹示意圖取樣探頭外吹示意圖壓縮空氣壓縮空氣0.3MPa探頭過(guò)濾器工作原理圖探頭過(guò)濾器工作原理圖過(guò)濾精度過(guò)濾精度% %：3m/99.993m/99.99、0.5m/99.80.5m/99.8、 0.3m/99.60.3m/99.6各各種種規(guī)規(guī)格格的的高高效效過(guò)過(guò)濾濾器器6.PP11606.PP1160型取樣控制柜的作用型取樣控制柜的作用 a.a.電器控制與預(yù)處理同裝一個(gè)柜內(nèi)，設(shè)計(jì)緊湊，維護(hù)方便電器控制與預(yù)處理同裝一個(gè)柜內(nèi)，設(shè)計(jì)緊湊，維護(hù)方便 b. PLCb. PLC可編程序控制器及相關(guān)軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種邏輯控可編程序控制器及相關(guān)軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)

9、多種邏輯控制功能及自動(dòng)操作，使該裝置的自動(dòng)化程度較高制功能及自動(dòng)操作，使該裝置的自動(dòng)化程度較高 c.c.裝置有故障自診斷功能，大大減小維護(hù)量，裝置實(shí)現(xiàn)裝置有故障自診斷功能，大大減小維護(hù)量，裝置實(shí)現(xiàn)1616種自動(dòng)報(bào)警種自動(dòng)報(bào)警 d.d.有多路狀態(tài)信號(hào)和故障信號(hào)送至控制室有多路狀態(tài)信號(hào)和故障信號(hào)送至控制室 e.e.在供水故障、循環(huán)水溫度高、樣氣負(fù)壓高、應(yīng)急水箱在供水故障、循環(huán)水溫度高、樣氣負(fù)壓高、應(yīng)急水箱液位低等故障條件下，能實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)報(bào)警和探頭液位低等故障條件下，能實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)報(bào)警和探頭的自動(dòng)移出的自動(dòng)移出 f. f. 樣氣管道全面防腐樣氣管道全面防腐7.PP11607.PP1160型電動(dòng)

10、返回裝置的作用型電動(dòng)返回裝置的作用a.a.探頭帶電動(dòng)返回裝置，確保探頭的正常維護(hù)與安全運(yùn)行探頭帶電動(dòng)返回裝置，確保探頭的正常維護(hù)與安全運(yùn)行 b.b.電動(dòng)返回裝置有電動(dòng)返回裝置有“手動(dòng)手動(dòng)”和和“自動(dòng)自動(dòng)”兩種功能，給投運(yùn)和兩種功能，給投運(yùn)和維護(hù)帶來(lái)更多方便維護(hù)帶來(lái)更多方便 c.c.返回裝置分正、副導(dǎo)軌，保證探頭在移動(dòng)時(shí)暢通無(wú)阻返回裝置分正、副導(dǎo)軌，保證探頭在移動(dòng)時(shí)暢通無(wú)阻d.d.探頭的自動(dòng)移出防止探頭結(jié)皮探頭的自動(dòng)移出防止探頭結(jié)皮e.e.反吹的貯氣罐和電磁閥安裝在電動(dòng)返回裝置上，使反反吹的貯氣罐和電磁閥安裝在電動(dòng)返回裝置上，使反吹效果達(dá)到最佳吹效果達(dá)到最佳 f. f. 探頭移入、移出自動(dòng)限位探

11、頭移入、移出自動(dòng)限位 g. g. 冷卻水管道、樣氣管道、反吹管道及電纜隨探頭管冷卻水管道、樣氣管道、反吹管道及電纜隨探頭管移動(dòng)移動(dòng)8. PP11608. PP1160型水循環(huán)柜的作用型水循環(huán)柜的作用 a.a.自動(dòng)控制探頭冷卻水的循環(huán)自動(dòng)控制探頭冷卻水的循環(huán) b.b.水流量計(jì)自動(dòng)監(jiān)控流量并提供水流量計(jì)自動(dòng)監(jiān)控流量并提供“流量低流量低”信號(hào)信號(hào) c.c.自動(dòng)監(jiān)控進(jìn)、出探頭冷卻水的溫度自動(dòng)監(jiān)控進(jìn)、出探頭冷卻水的溫度 d.d.有應(yīng)急水回路，保證系統(tǒng)掉電后有應(yīng)急水回路，保證系統(tǒng)掉電后4040分鐘內(nèi)探頭不損壞分鐘內(nèi)探頭不損壞 e. e. 采用丹麥原裝進(jìn)口醫(yī)用水泵，震動(dòng)小、無(wú)泄漏采用丹麥原裝進(jìn)口醫(yī)用水泵，震

12、動(dòng)小、無(wú)泄漏 f. f. 循環(huán)冷卻水回路中帶水過(guò)濾器循環(huán)冷卻水回路中帶水過(guò)濾器 g.g.采用采用循環(huán)水循環(huán)水冷卻不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢，比油冷更經(jīng)濟(jì)、安全冷卻不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢，比油冷更經(jīng)濟(jì)、安全9. PP11609. PP1160型換熱器、型換熱器、PP1160PP1160型應(yīng)急水箱型應(yīng)急水箱 a.PP1160a.PP1160型換熱器采用風(fēng)冷方式對(duì)冷卻循環(huán)水降溫型換熱器采用風(fēng)冷方式對(duì)冷卻循環(huán)水降溫 b. PP1160b. PP1160型應(yīng)急水箱存貯冷卻水型應(yīng)急水箱存貯冷卻水1.6m1.6m3 3 c. c.水箱有液位控制、電加熱、溫度控制等功能水箱有液位控制、電加熱、溫度控制等功能PP1160高溫探頭成套系

13、統(tǒng)投運(yùn)培訓(xùn)教程培訓(xùn)教程檢查所有管道連接和部檢查所有管道連接和部件安裝是否完成件安裝是否完成檢查所有電纜連接是否檢查所有電纜連接是否正確正確檢查所有管道連接和部檢查所有管道連接和部件安裝是否正確件安裝是否正確檢查所有管道連接和部檢查所有管道連接和部件是否泄漏件是否泄漏檢查外部電源電壓是否檢查外部電源電壓是否正確正確吹掃所有外部連接管道吹掃所有外部連接管道通電靜態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)通電靜態(tài)運(yùn)行系統(tǒng),調(diào)整探頭移入和移出限位開(kāi)關(guān)調(diào)整探頭移入和移出限位開(kāi)關(guān),完成后鎖完成后鎖緊緊,啟動(dòng)循環(huán)冷卻水程序啟動(dòng)循環(huán)冷卻水程序,如水流量計(jì)指針不穩(wěn)定如水流量計(jì)指針不穩(wěn)定,是因?yàn)樗苁且驗(yàn)樗軆?nèi)部有空氣內(nèi)部有空氣,可將連接探頭的

14、兩根蒸汽膠管低處抬高排出空可將連接探頭的兩根蒸汽膠管低處抬高排出空氣氣,也可多啟動(dòng)兩次循環(huán)水程序也可多啟動(dòng)兩次循環(huán)水程序,直至水流量指針指示穩(wěn)定并直至水流量指針指示穩(wěn)定并大于大于2m3/h.(檢查系統(tǒng)控制功能是否正確檢查系統(tǒng)控制功能是否正確,對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn))系統(tǒng)運(yùn)態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)態(tài)運(yùn)行(觀察儀器指示值是否與工藝值相符合觀察儀器指示值是否與工藝值相符合)檢查原因檢查原因是是否否系統(tǒng)投運(yùn)完成系統(tǒng)投運(yùn)完成(投入正常運(yùn)行投入正常運(yùn)行)改變工藝后觀察或改變?nèi)犹筋^插入深度改變工藝后觀察或改變?nèi)犹筋^插入深度(在不影響測(cè)量值時(shí)在不影響測(cè)量值時(shí),探頭應(yīng)盡可能向外退出探頭應(yīng)盡可能向外退出完成所有安裝

15、完成所有安裝,調(diào)試返回調(diào)試返回裝置裝置,使探頭移動(dòng)順暢使探頭移動(dòng)順暢檢查所有電纜連接是否檢查所有電纜連接是否完成完成檢查外部電源電壓是否檢查外部電源電壓是否正確正確PP1160高溫探頭成套成功應(yīng)用綜述培訓(xùn)教程培訓(xùn)教程 正確選擇取樣點(diǎn)是系統(tǒng)成功應(yīng)用的前提正確選擇取樣點(diǎn)是系統(tǒng)成功應(yīng)用的前提(取樣點(diǎn)處有平臺(tái)取樣點(diǎn)處有平臺(tái),取樣探頭在窯內(nèi)取樣探頭在窯內(nèi)的位置應(yīng)避開(kāi)物料沖擊的位置應(yīng)避開(kāi)物料沖擊,并盡可能遠(yuǎn)離窯內(nèi)堆積的物料并盡可能遠(yuǎn)離窯內(nèi)堆積的物料) 固定探頭返回裝置時(shí)固定探頭返回裝置時(shí),保證取樣探頭移動(dòng)順暢保證取樣探頭移動(dòng)順暢,反復(fù)手動(dòng)推動(dòng)取樣探頭測(cè)試反復(fù)手動(dòng)推動(dòng)取樣探頭測(cè)試 從應(yīng)急水箱至水循環(huán)柜連接的

16、管道應(yīng)采用從應(yīng)急水箱至水循環(huán)柜連接的管道應(yīng)采用G1-1/4管道管道,減少阻力減少阻力,增加循環(huán)增加循環(huán)流量流量,當(dāng)循環(huán)水流量小于當(dāng)循環(huán)水流量小于2m3/h時(shí)時(shí),檢查應(yīng)急水回路是否有機(jī)械雜質(zhì)或有空氣檢查應(yīng)急水回路是否有機(jī)械雜質(zhì)或有空氣 當(dāng)取樣探頭端部取樣孔出現(xiàn)異常堵塞時(shí)當(dāng)取樣探頭端部取樣孔出現(xiàn)異常堵塞時(shí),可改變?nèi)犹筋^位置可改變?nèi)犹筋^位置(移出一段移出一段) 取樣探頭過(guò)濾器出現(xiàn)頻繁堵塞時(shí)取樣探頭過(guò)濾器出現(xiàn)頻繁堵塞時(shí),檢查壓縮空氣是否含有水、油或粉塵檢查壓縮空氣是否含有水、油或粉塵（一般的壓縮空氣需要經(jīng)過(guò)可靠的除水、除油和除塵后才能使用）（一般的壓縮空氣需要經(jīng)過(guò)可靠的除水、除油和除塵后才能使用）

17、,或通過(guò)或通過(guò)PLC程序?qū)⒉蓸訒r(shí)間適當(dāng)縮短程序?qū)⒉蓸訒r(shí)間適當(dāng)縮短(采樣一般設(shè)置為采樣一般設(shè)置為7-10min) 探頭自動(dòng)移出間隔時(shí)間不宜太長(zhǎng)探頭自動(dòng)移出間隔時(shí)間不宜太長(zhǎng),經(jīng)免取樣探頭結(jié)皮經(jīng)免取樣探頭結(jié)皮(根據(jù)結(jié)皮情況而定根據(jù)結(jié)皮情況而定,一般設(shè)置為一般設(shè)置為2-4h自動(dòng)移出一次自動(dòng)移出一次) 使用一段時(shí)間后人為將應(yīng)急水箱儲(chǔ)水更換一次使用一段時(shí)間后人為將應(yīng)急水箱儲(chǔ)水更換一次,防止機(jī)械雜質(zhì)堵塞水回路防止機(jī)械雜質(zhì)堵塞水回路 日常巡檢日常巡檢,定期維護(hù)是系統(tǒng)長(zhǎng)期正常運(yùn)行的關(guān)鍵定期維護(hù)是系統(tǒng)長(zhǎng)期正常運(yùn)行的關(guān)鍵分析儀原理分析儀原理n紅外線多組分氣體分析（CO2、CO、NO、SO） 當(dāng)紅外光通過(guò)待測(cè)氣體時(shí),

18、這些氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光有吸收,其吸收關(guān)系服從朗伯-比爾(Lambert-Beer)吸收定律。設(shè)入射光是 平行光,其強(qiáng)度為I0,出射光的強(qiáng)度為I,氣體介質(zhì)的厚度為L(zhǎng)。當(dāng)由氣體介質(zhì)中的分子數(shù)dN的吸收所造成的光強(qiáng)減弱為dI時(shí),根據(jù)朗伯-比爾吸收定 律: dI/I=-KdN，式中K為比例常數(shù)。經(jīng)積分得:lnI=-KN+ (1) ， 式中:N為吸收氣體介質(zhì)的分子總數(shù);為積分常數(shù)。顯然有 Ncl,c為氣體濃度。則式(1)可寫(xiě)成: I=exp()exp(-KN)=exp()exp(-cL)=I0exp(-cL) (2) 分析儀原理分析儀原理n式(2)表明,光強(qiáng)在氣體介質(zhì)中隨濃度c及厚度L按指數(shù)規(guī)律

19、衰減。吸收系數(shù)取決于氣體特性,各種氣體的吸收系數(shù)互不相同。對(duì)同一氣體,則隨入射波長(zhǎng)而變。若吸收介質(zhì)中含i種吸收氣體, 則式(2)應(yīng)改為:I=I0exp(-li ci) (3) 因此對(duì)于多種混合氣體，為了分析特定組分，應(yīng)該在傳感器或紅外光源前安裝一個(gè)適合分析氣體吸收波長(zhǎng)的窄帶濾光片，使傳感器的信號(hào)變化只反映被測(cè)氣體濃度變化。 分析儀原理分析儀原理n以 CO2分析為例，紅外光源發(fā)射出1-20um的紅外光，通過(guò)一定長(zhǎng)度的氣室吸收后，經(jīng)過(guò)一個(gè)4.26m波長(zhǎng)的窄帶濾光片后，由紅外傳感器監(jiān)測(cè)透過(guò) 4.26um波長(zhǎng)紅外光的強(qiáng)度，以此表示CO2氣體的濃度，如果在探測(cè)器端放置一種具備四元的探測(cè)器，并配備四種不同波長(zhǎng)的濾光片，則在一臺(tái)儀器內(nèi)就可以 完成對(duì)氣體成分中CO2、CO、SO2、NO的同時(shí)測(cè)量23 電化學(xué)O2分析 O2是一個(gè)安全參數(shù)，也是過(guò)?？諝庀禂?shù)的一個(gè)重要參數(shù)。本儀器采用