立窑各种仪表的选型与应用

　　在立窑热工参数的检测与控制系统中，仪表的选型是否合理，直接影响到系统的运行质量和寿命。笔者根据实践经验并参考有关资料，介绍部分热工仪表选型及应用中注意的问题，供使用时参考。
　　一、废气成分分析仪表
　　废气成分分多组分和单组分两类。多组分分析仪表有SQG系列工业气相色谱仪，在一次采样下，可同时分析测定出O2、N2、CO、CO2、CH4五种组分的百分比含量。单组分分析仪表有HW和GYH系列红外线气体分析仪，单独检测CO或CO2含量；CD系列磁导式氧分析仪，单独检测O2含量。
　　从仪表性能和精度看，多组分和单组分仪表都能用于立窑烟气成分分析。多组分分析仪表的特点是能同时分析五种组分，计算热平衡方便。但它是断续工作，完成一次采样、分析、数据输出需6～10分钟，有滞后现象，用于闭环控制不理想，而且结构复杂，可动件多，维护技术要求高，工作量大。单组分分析仪表的特点是，只能分析一种组分，但它是连续工作，输出滞后小于20秒，不但可用于检测，也可用于闭环控制。若几台搭配分别检测各组分，其成本与一台多组分分析仪表相差不多。若仅用一台检测重点组分(如CO)则可减少费用。而且仪表结构简单，便于维护。不论多组分还是单组分的仪表，在使用中都必须配采样器和预处理器，但几台单组分的仪表可共用一套采样器和预处理器。检测CO和CO2时都可用红外线气体分析仪，但使用要求量程不同，一般前者为0～6%，后者为0～20%。另外为防止空气漏入造成检测误差，应将窑罩密封。
　　上述仪表最重要的是注意日常的维护保养。如定期更换色谱柱、定期校对量程，定时排空冷凝水、更换干燥剂等等。实践已证明，不注重平时的维护，很容易造成仪表失准和损坏而无法正常工作。　　
　　二、温度检测仪表
　　废气温度：与窑壁和熟料温度相比，废气温度变化快。作为反映湿料层厚度和底火是否正常的重要参数，要求仪表热响应时间应短，测量应准确。普通热电阻的热响应时间小于60秒，是热电偶的1/4～1/2。在500℃以下热电阻的输出信号比热电偶的大，灵敏度高。因此检测废气温度用热电阻比用热电偶好。具体可选用WZP系列铂热电阻(测量范围0～500℃)。为消除环境温度的影响，热电阻至温度变送器的连接导线应采用三线制。影响寿命的主要问题是保护套抵抗SO2等气体的腐蚀能力。可选用河北遵化标准计量局研制的抗腐蚀保护套。
　　窑壁温度：当测点分上、下排布置时，上排可选用WRP系列铂铑——铂热电偶(测量范围0～1300℃)，下排可选用WRN系列镍铬——镍硅热电偶(测量范围0～1000℃)。影响寿命的主要问题是保护套的抗磨损能力，可参考《水泥》90年第10期上介绍的方法解决。
　　熟料温度：有两种使用较成熟的方案。一是选用遵化标准计量局研制的L型专用热电偶。检测时热电偶与熟料直接接触；测量精度高，使用寿命约为半年。二是选用WRK系列镍铬——考铜通用热电偶(测量范围0～600℃)，在料封管中部上面开孔，取图中所示安装方式。检测时热电偶与熟料不直接接触，测量误差大些，使用寿命达一年以上。

1.固定法兰；2.热电偶；3.可动法兰；4.料封管　　
　
　　考虑室外工作环境，热电阻和热电偶都应选防水式接线盒。为消除环境温度的影响，各热电偶至温度变送器都必须用补偿导线联接。不同型号的热电偶，所用补偿导线型号不同，其对应关系见表。而补偿导线的正负极可根据绝缘层着色来鉴别。
热电偶型号
　
　　三、风量、风压检测仪表
　　风量：适于立窑大口径风量检测的仪表有ANB系列、LGZ系列均速管(阿牛巴管)和LU系列插入式气体旋涡(涡街)流量计。均速管的特点是结构很简单，无可动部件，压损小，维护工作量很少，价格低。不足的是输出信号随介质的温度、压力、密度而变化。若以检测准确的用风量为目的，则应对温度、压力进行补偿，并作现场标定。但立窑一般是以调节控制为目的，不进行补偿也基本可用。近几年采用均速管的厂家较多，使用中应注意两点：一是检测孔很小，只有几毫米，时间长了会因尘埃堵塞而失灵，应定期拆下清洗或用高压气体吹通。二是安装时应满足均速管对上、下游风管的直管段、安装角等要求，否则误差较大。
　　旋涡流量计除具有无可动部件、压损小、量程比大(可达到1∶20)、输出信号与流速成正比，且为脉冲频率信号，容易与计算机联网等特点外，输出信号与被测介质的温度、压力及密度无关是它最大的优点。处理检测数据不必考虑温度和压力的影响，这给使用带来很大方便。80年代初曾有水泥厂用过旋涡流量计，反映质量不过关。可喜的是近几年由于一些仪表厂引进消化了国外先进技术，质量已大有提高。相信以后用户会逐渐增多。使用中要注意的是：为防止入窑空气中夹杂的油、水、灰尘影响检测器中敏感元件正常工作，鼓风机入风口应有过滤设施或者入风口远离尘埃较多的地区；要防止窑内气体倒灌；要定期拆下检测器用汽油清洗检测段；安装时应满足检测器对中等要求。
　　风压：只要在风管适当位置开孔，用引压管将压力引入电动压力变送器即可。
　　四、料位检测仪表
　　立窑料位检测一直没有很理想的仪表，普遍采用的是UZZ系列重锤料位计。它测出的仅是一点的料位，不能全面反映整个料面位置的变化。使用中应注意的是：执行器安装位置应远离窑罩，以避免高温对电器元件的破坏，用滑轮将钢绳和重锤引入窑罩；在窑罩上开孔时应避免重锤的移动和布料器的转动发生干扰；为防止钢绳烤焦或磨断后重锤掉入窑内损坏卸料蓖子，可把重锤换成相同重量的石料。
　　五、变送器及记录显示仪表
　　变送器是将温度、压力、流量等被测量转换为统一的电信号并送往记录仪表的变送单元。可分别选用DBW系列温度变送器、DBY系列压力变送器和DBC系列差压变送器。使用前分别按各自的检测范围校定即可。风量检测中，旋涡流量计不用差压变送器，而均速管必须用，同时还要配一开方器或开方积算器。另外各种变送器均有DDZ—Ⅱ型和DDZ—Ⅲ型两种，前者输出信号为0～10毫安，后者输出信号为4～20毫安。若与模拟式记录仪表配套，可选Ⅱ型，若与计算机联网，最好选Ⅲ型。
　　记录显示仪表可分为模拟式和数字式两大类。前者指使用成熟的各种圆图、长图自动平衡记录仪，后者指近些年发展起来的数字显示仪和无笔记录仪。模拟式品种规格比较多，建议选用XWD或XWZH系列长图记录仪，因仪表指示线性度比圆图的好，便于分析比较记录值。数字式显示仪和无笔记录仪除具有体积小，显示清晰直观，量程档次多，可靠性高，使用方便，能与计算机联网等特点外，还可直接联接热电偶和热电阻的输出信号。即数字式仪表与热电偶和热电阻之间可以省去温度变送器，而模拟式仪表不能省去。但数字式仪表目前没有形成统一的产品系列，用户只能根据产品特点选择。
山东矿业学院　　任济生