水泥窑高温气体分析仪培训

1、气体分析仪成套系统培训教程培训教程NO.1 2009.09.20PP1160PP1160型高温探头成套装置简介型高温探头成套装置简介1. 1. 使用目的使用目的 1 1）燃烧控制（测量）燃烧控制（测量COCO、O O2 2的含量）的含量） 降低成本、节约能源降低成本、节约能源 水泥厂成本消耗：能源占水泥厂成本消耗：能源占50-60%50-60%左右左右 原料占原料占40%40%左右左右 一个日产一个日产15001500吨熟料的燃油窑系统，如果氧含量超出吨熟料的燃油窑系统，如果氧含量超出最佳值最佳值1 1个百分点，窑系统每天多消耗个百分点，窑系统每天多消耗24002400升油。每年多升油。每年多

2、损失：损失： 24002400升升 x 3x 3元元/ /升升 x 365x 365天天 = 262= 262万元万元 燃烧效率曲线图燃烧效率曲线图实际能源消耗实际能源消耗COO2%空气缺少空气缺少 最佳燃烧点最佳燃烧点 空气过剩空气过剩燃烧效率曲线图燃烧效率曲线图能源消耗能源消耗2 2）监控窑内温度（测量）监控窑内温度（测量NONO的含量）的含量）n 熟料质量主要取决于烧成带状况稳定于否，烧成带熟料质量主要取决于烧成带状况稳定于否，烧成带的温度至关重要的温度至关重要, ,连续、快速（滞后时间连续、快速（滞后时间2min2min）指示）指示温度趋势（并非准确值），从而及时修正以免窑温度温度趋势

3、（并非准确值），从而及时修正以免窑温度失控。失控。n 是否修正相应的温度带，必须通过研究熟料质量来是否修正相应的温度带，必须通过研究熟料质量来确定。确定。n NONO与温度关系曲线图与温度关系曲线图NONOT NO NOX X = f ( T ) = f ( T )NONOX X与温度关系曲线图与温度关系曲线图3 3）提高水泥质量（测量）提高水泥质量（测量SOSO2 2的含量）的含量）n 具称国内目前尚无此应用技术（具称国内目前尚无此应用技术（ SOSO2 21%600 T600 C C）COCO2 2 2) 2) 湿法（水冲洗）湿法（水冲洗） 分析失真大、喷嘴易堵分析失真大、喷嘴易堵 冷却水

4、进入工艺管道冷却水进入工艺管道 3) 3) 干法（循环冷却水）干法（循环冷却水） 冷却水不接触样气，冷却水循环使用，节能、环保冷却水不接触样气，冷却水循环使用，节能、环保 能长期在高温下运行能长期在高温下运行 样气温度变化梯度大样气温度变化梯度大 4.PP11604.PP1160型取样探头管如何能承受高温型取样探头管如何能承受高温 a.a.干法水冷却取样探头，实现取样管热保护干法水冷却取样探头，实现取样管热保护 （冷却水温度（冷却水温度6060C C，最高最高8585C C ，压力，压力2bar2bar左右）左右） b.b.采用特制的耐高温不锈钢制造，无冷却水使用极采用特制的耐高温不锈钢制造，

5、无冷却水使用极 限温度限温度1600 1600 C C c. c.探头管采用前细后粗的设计方案，增加强度探头管采用前细后粗的设计方案，增加强度 d.d.定期自动移出，防止探头管结皮定期自动移出，防止探头管结皮 e.e.样气温度变化梯度大样气温度变化梯度大 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.探头管系列长度：探头管系列长度：15001500、20002000、25002500

6、、30003000、g.g.定期自动反吹探头管，保证气路畅通定期自动反吹探头管，保证气路畅通h.h.采用独特的样气入口，降低粉尘吸入量（见图）采用独特的样气入口，降低粉尘吸入量（见图）i.i.探头管的两种冷却方式：探头管的两种冷却方式： 水冷却水冷却 油冷却油冷却 经济、方便经济、方便 成本高、烦琐成本高、烦琐 不会对环境产生污染不会对环境产生污染 易产生污染易产生污染 安全安全 易发生火灾易发生火灾 也可采用油冷却也可采用油冷却 易结皮易结皮PP1160PP1160高温探头管示意图高温探头管示意图进水口进水口出水口出水口进水进水出水出水样气出口样气出口三层探头管结构、功能示意图三层探头管结构

7、、功能示意图样气入口样气入口5.PP11605.PP1160型高精度过滤器如何过滤粉尘型高精度过滤器如何过滤粉尘 a.a.独立的气路接口，过滤粉尘量独立的气路接口，过滤粉尘量2000g/Nm2000g/Nm3 3 b. b.可安装电加热器伴热可安装电加热器伴热 c.c.快速更换过滤器结构快速更换过滤器结构 d.d.采用独特的脉冲内、外吹扫方式，提高反吹效果采用独特的脉冲内、外吹扫方式，提高反吹效果 e.e.新型陶瓷过滤器，提高过滤精度（见图）新型陶瓷过滤器，提高过滤精度（见图）外吹外吹内吹内吹样气出口样气出口工业样气入口取样探头结构示意图取样探头结构示意图内吹内吹取样探头内吹示意图取样探头内吹

8、示意图压缩空气压缩空气0.3MPa外吹外吹取样探头外吹示意图取样探头外吹示意图压缩空气压缩空气0.3MPa探头过滤器工作原理图探头过滤器工作原理图过滤精度过滤精度% %：3m/99.993m/99.99、0.5m/99.80.5m/99.8、 0.3m/99.60.3m/99.6各各种种规规格格的的高高效效过过滤滤器器6.PP11606.PP1160型取样控制柜的作用型取样控制柜的作用 a.a.电器控制与预处理同装一个柜内，设计紧凑，维护方便电器控制与预处理同装一个柜内，设计紧凑，维护方便 b. b. PLCPLC可编程序控制器及相关软件技术，实现多种逻辑控可编程序控制器及相关软件技术，实现多

9、种逻辑控制功能及自动操作，使该装置的自动化程度较高制功能及自动操作，使该装置的自动化程度较高 c.c.装置有故障自诊断功能，大大减小维护量，装置实现装置有故障自诊断功能，大大减小维护量，装置实现1616种自动报警种自动报警 d.d.有多路状态信号和故障信号送至控制室有多路状态信号和故障信号送至控制室 e.e.在供水故障、循环水温度高、样气负压高、应急水箱在供水故障、循环水温度高、样气负压高、应急水箱液位低等故障条件下，能实现故障的自动报警和探头液位低等故障条件下，能实现故障的自动报警和探头的自动移出的自动移出 f. f. 样气管道全面防腐样气管道全面防腐7.PP11607.PP1160型电动返

10、回装置的作用型电动返回装置的作用a.a.探头带电动返回装置，确保探头的正常维护与安全运行探头带电动返回装置，确保探头的正常维护与安全运行 b.b.电动返回装置有电动返回装置有“手动手动”和和“自动自动”两种功能，给投运和两种功能，给投运和维护带来更多方便维护带来更多方便 c.c.返回装置分正、副导轨，保证探头在移动时畅通无阻返回装置分正、副导轨，保证探头在移动时畅通无阻d.d.探头的自动移出防止探头结皮探头的自动移出防止探头结皮e.e.反吹的贮气罐和电磁阀安装在电动返回装置上，使反反吹的贮气罐和电磁阀安装在电动返回装置上，使反吹效果达到最佳吹效果达到最佳 f. f. 探头移入、移出自动限位探头

11、移入、移出自动限位 g. g. 冷却水管道、样气管道、反吹管道及电缆随探头管冷却水管道、样气管道、反吹管道及电缆随探头管移动移动8. PP11608. PP1160型水循环柜的作用型水循环柜的作用 a.a.自动控制探头冷却水的循环自动控制探头冷却水的循环 b.b.水流量计自动监控流量并提供水流量计自动监控流量并提供“流量低流量低”信号信号 c.c.自动监控进、出探头冷却水的温度自动监控进、出探头冷却水的温度 d.d.有应急水回路，保证系统掉电后有应急水回路，保证系统掉电后4040分钟内探头不损坏分钟内探头不损坏 e. e. 采用丹麦原装进口医用水泵，震动小、无泄漏采用丹麦原装进口医用水泵，震动

12、小、无泄漏 f. f. 循环冷却水回路中带水过滤器循环冷却水回路中带水过滤器 g.g.采用采用循环水循环水冷却不会产生结垢，比油冷更经济、安全冷却不会产生结垢，比油冷更经济、安全9. PP11609. PP1160型换热器、型换热器、PP1160PP1160型应急水箱型应急水箱 a.PP1160a.PP1160型换热器采用风冷方式对冷却循环水降温型换热器采用风冷方式对冷却循环水降温 b. PP1160b. PP1160型应急水箱存贮冷却水型应急水箱存贮冷却水1.6m1.6m3 3 c. c.水箱有液位控制、电加热、温度控制等功能水箱有液位控制、电加热、温度控制等功能PP1160高温探头成套系统

13、投运培训教程培训教程检查所有管道连接和部检查所有管道连接和部件安装是否完成件安装是否完成检查所有电缆连接是否检查所有电缆连接是否正确正确检查所有管道连接和部检查所有管道连接和部件安装是否正确件安装是否正确检查所有管道连接和部检查所有管道连接和部件是否泄漏件是否泄漏检查外部电源电压是否检查外部电源电压是否正确正确吹扫所有外部连接管道吹扫所有外部连接管道通电静态运行系统通电静态运行系统,调整探头移入和移出限位开关调整探头移入和移出限位开关,完成后锁完成后锁紧紧,启动循环冷却水程序启动循环冷却水程序,如水流量计指针不稳定如水流量计指针不稳定,是因为水管是因为水管内部有空气内部有空气,可将连接探头的两

14、根蒸汽胶管低处抬高排出空可将连接探头的两根蒸汽胶管低处抬高排出空气气,也可多启动两次循环水程序也可多启动两次循环水程序,直至水流量指针指示稳定并直至水流量指针指示稳定并大于大于2m3/h.(检查系统控制功能是否正确检查系统控制功能是否正确,对仪器进行校准对仪器进行校准)系统运态运行系统运态运行(观察仪器指示值是否与工艺值相符合观察仪器指示值是否与工艺值相符合)检查原因检查原因是是否否系统投运完成系统投运完成(投入正常运行投入正常运行)改变工艺后观察或改变取样探头插入深度改变工艺后观察或改变取样探头插入深度(在不影响测量值时在不影响测量值时,探头应尽可能向外退出探头应尽可能向外退出完成所有安装完

15、成所有安装,调试返回调试返回装置装置,使探头移动顺畅使探头移动顺畅检查所有电缆连接是否检查所有电缆连接是否完成完成检查外部电源电压是否检查外部电源电压是否正确正确PP1160高温探头成套成功应用综述培训教程培训教程 正确选择取样点是系统成功应用的前提正确选择取样点是系统成功应用的前提(取样点处有平台取样点处有平台,取样探头在窑内取样探头在窑内的位置应避开物料冲击的位置应避开物料冲击,并尽可能远离窑内堆积的物料并尽可能远离窑内堆积的物料) 固定探头返回装置时固定探头返回装置时,保证取样探头移动顺畅保证取样探头移动顺畅,反复手动推动取样探头测试反复手动推动取样探头测试 从应急水箱至水循环柜连接的管

16、道应采用从应急水箱至水循环柜连接的管道应采用G1-1/4管道管道,减少阻力减少阻力,增加循环增加循环流量流量,当循环水流量小于当循环水流量小于2m3/h时时,检查应急水回路是否有机械杂质或有空气检查应急水回路是否有机械杂质或有空气 当取样探头端部取样孔出现异常堵塞时当取样探头端部取样孔出现异常堵塞时,可改变取样探头位置可改变取样探头位置(移出一段移出一段) 取样探头过滤器出现频繁堵塞时取样探头过滤器出现频繁堵塞时,检查压缩空气是否含有水、油或粉尘检查压缩空气是否含有水、油或粉尘（一般的压缩空气需要经过可靠的除水、除油和除尘后才能使用）（一般的压缩空气需要经过可靠的除水、除油和除尘后才能使用）,

17、或通过或通过PLC程序将采样时间适当缩短程序将采样时间适当缩短(采样一般设置为采样一般设置为7-10min) 探头自动移出间隔时间不宜太长探头自动移出间隔时间不宜太长,经免取样探头结皮经免取样探头结皮(根据结皮情况而定根据结皮情况而定,一般设置为一般设置为2-4h自动移出一次自动移出一次) 使用一段时间后人为将应急水箱储水更换一次使用一段时间后人为将应急水箱储水更换一次,防止机械杂质堵塞水回路防止机械杂质堵塞水回路 日常巡检日常巡检,定期维护是系统长期正常运行的关键定期维护是系统长期正常运行的关键分析仪原理分析仪原理n红外线多组分气体分析（CO2、CO、NO、SO） 当红外光通过待测气体时,这

18、些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯-比尔(Lambert-Beer)吸收定律。设入射光是 平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯-比尔吸收定 律: dI/I=-KdN，式中K为比例常数。经积分得:lnI=-KN+ (1) ， 式中:N为吸收气体介质的分子总数;为积分常数。显然有 Ncl,c为气体浓度。则式(1)可写成: I=exp()exp(-KN)=exp()exp(-cL)=I0exp(-cL) (2) 分析仪原理分析仪原理n式(2)表明,光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰

19、减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数互不相同。对同一气体,则随入射波长而变。若吸收介质中含i种吸收气体, 则式(2)应改为:I=I0exp(-li ci) (3) 因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。 分析仪原理分析仪原理n以 CO2分析为例，红外光源发射出1-20um的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26m波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过 4.26um波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度，如果在探测器端放置一种具备四元的探测器，并配备四种不同波长的滤光片，则在一台仪器内就可以 完成对气体成分中CO2、CO、SO2、NO的同时测量23 电化学O2分析 O2是一个安全参数，也是过剩空气系数的一个重要参