HGH紅外線性掃描儀在天瑞12000t/d生產線上的應用

徐軍，金磊

HGH紅外線性掃描儀在天瑞12000t/d生產線上的應用

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

徐軍，金磊

天瑞集團河南滎陽水泥有限公司12000t/d熟料生產線于2009年完成調試并順利投產，該生產線是世界單產最大的一條生產線。該廠采用了?6.2m×92m長窯的懸浮預熱器窯布局，窯的三次風管支架沿窯的兩側布置。

回轉窯穩定、可靠地運行與公司的利益緊密相連。窯筒體要耐得住嚴酷的工況，筒體的鋼板和內襯耐火磚需要耐受火焰燃燒位置2000℃的高溫，此時窯筒體表面溫度高達450℃。耐火磚的作用就是避免高溫直接接觸到筒體的鋼板上，一旦耐火磚脫落將會產生嚴重的后果。任何耐火材料的脫落可能迫使停窯數天或更長時間，生產企業將蒙受很大的經濟損失。

這要求掃描儀在遠距離的情況下必須靈敏探測到高溫點，并且算出高溫點區域耐火磚的數量。掃描儀的最小分辨率不能小于一塊磚的尺寸，這時我們需要空間分辨率卓越的探測器。

滎陽窯筒體自重達到數千噸，共有數個托輪支撐全窯。隨著時間的推移，筒體在自身重力的作用下使其沿縱軸方向向下彎曲，筒體的橫剖面呈橢圓形。這些變形的應力施加到耐火磚上，影響耐火材料的使用壽命。

窯體的傾斜會帶來機械張力。當窯以一定的斜率和高達5r/min的速度運行時，數百噸物料從預熱器自上而下移動到燒成帶，這會使窯筒體向下竄行。由于窯筒體是平躺在幾個托輪上，此時液壓擋輪將給予向上的推力避免窯筒體下竄。這些微小的調整可以在托輪和輪帶上相對滑動得以體現。從長遠來看，這些微小的調整可能會損壞筒體擋塊，導致托輪軸軸瓦溫度升高，嚴重威脅到窯的正常運行，所以輪帶滑移量的監測是非常必要的。

在選擇回轉窯監測系統時還要考慮節約能源和改善燃燒過程。一臺理想的掃描儀，不僅能在緊急時刻發出警告而且能延長窯的使用時間和增加產量。

HGH采用兩臺90°視場的掃描儀，100%消除所有三次風管支架和其他結構產生的陰影。HGH工程師執行精準的定位，并用示波器對兩臺掃描儀進行細節調整，確保兩臺掃描儀掃描視場達到共軸。其中一臺掃描儀裝在15m高的塔架上，另一臺裝在中控室的樓頂上。每臺掃描儀的信號由光纖傳輸至放在中控室的接收器上，接收器緊臨計算機通過以太網線建立通訊，運行SIRCIM軟件獲得熱力圖像。整個現場調試和培訓用時3d完成。

KILNSCAN系統的分辨率可精確到一塊磚，可實時、靈敏、迅速地發現問題。工藝主管可根據掉磚的位置、多少等綜合情況重新掛窯皮，必要時可通過風機散熱或調整燃燒器。KILNSCAN獨特的光學設計能夠確保掃描儀具有足夠的出射光束角度分辨率，保證問題即將出現時能提前預警。質量一般或較差的光學系統會產生遲報或誤報警的情況：低分辨率掃描儀采用圖像中的平均峰值方法報警，但現場實際溫度已經非常高，造成較大損失。

KILNSCAN具有高空間分辨率和杰出的熱敏性。小于0.1每攝氏度的靈敏度確保快速精準地顯示非正常溫度變化。

KILNSCAN為用戶提供友好的3D筒體成像和精確的高溫點探測、輪帶滑移和窯皮厚度等關鍵參數警報。它以黑體作為外部溫度參考源或接觸窯皮的高溫計測量溫度，自動校正大氣環境變化而對測量產生的影響，保證高精度測量結果的一致性。KILNSCAN可自動校準，無需人工操作。

所有相關參數（如溫度、耐火磚及窯皮厚度、窯速和輪帶滑移等）的歷史數據均可隨時查閱，窯況趨勢圖一目了然，便于窯的準直調校和耐火磚采購計劃的制定。SIRCIM軟件通過OPC與工廠DCS系統連通，所有關鍵信息都能實時發送，及時在中控臺顯示，如窯速、單個警報狀態、參照黑體或高溫計狀態、筒體熱損耗等。

另外值得一提的是，Thermal Warp Computation可透過窯皮溫度變化進行熱變形計算，操作員可看到窯皮的演化過程、不燃材料的排出、筒體的潛在壓力，輪帶或托輪的位置等作業情況。通過收集分析數據，可得到筒體和輪帶的機械和膨脹壓力、輪帶下的高溫點、每個支柱承受的載荷波動、筒體和輪帶變形、依據標準判斷輪帶受損情況、托輪收縮應力波動、托輪軸的彎曲應力、托輪軸承單位壓力變化等技術參數。

掌握了以上數據，操作員便可根據燃燒情況和窯皮均化程度調整火焰形狀和轉速，減少筒體變形。高效實用的筒體變形監測可以有效避免高溫點的形成。

自投產以來，兩臺KILNSCAN一直穩定、高效運行，未發生過因掃描儀測量誤差或損壞導致的生產中斷事件。KILNSCAN掃描儀系統友好的操作界面、高清的熱力圖像和精準的測量得到了該公司一致好評。

現今線性掃描儀行業中，KILN?SCAN能提供最佳空間分辨率和熱靈敏度的折中方案。其最大視場可達140°，是市場上覆蓋角度最大的掃描儀。

KILNSCAN以其高性能領跑線性掃描儀市場。目前，全球已有超過1000臺KILNSCAN投入使用，其中部分設備已運轉超過20年。

TQ172.622.29

B

1001-6171（2015）02-0079-02

法國HGH紅外系統股份公司，北京100027；

2015-01-15；編輯：呂光