目前水泥廠回轉窯干法生產線從日產1000噸到日產10000噸工藝技術已非常成熟，在全國各地已廣泛推廣應用。為提高水泥廠回轉窯干法生產線的生產效益，各種新技術相繼在不同的生產線上示范應用，譬如在線氣體分析系統(tǒng)，具體到富氧燃燒技術，分解爐分級燃燒脫氮技術，燃燒系統(tǒng)的自動化控制技術等都成為行業(yè)謀求減少水泥工業(yè)污染降低企業(yè)生產成本的一個個突破口，但都因各自的種種因素限制了節(jié)能效果的進一步提高和實際應用的廣泛推廣，那么在線氣體分析系統(tǒng)的應用在水泥廠中是如何運用的呢？ 要實行回轉窯*佳的經濟運行模式，必須綜合生產中的多種工作途徑并輔以*佳操作水平，才能煅燒出*好的熟料和實現(xiàn)*經濟的生產。 （1）在線氣體分析系統(tǒng)可以穩(wěn)定的生料率 （2）在線氣體分析系統(tǒng)可以穩(wěn)定的煤質量 （3）在線氣體分析系統(tǒng)能夠穩(wěn)定生料喂料量 （4）在線氣體分析系統(tǒng)能穩(wěn)定的系統(tǒng)風量 （5）在線氣體分析系統(tǒng)可以穩(wěn)定的分解爐出口溫度 （6）在線氣體分析系統(tǒng)促進風量、煤、料和窯速的合理匹配 （7）在線氣體分析系統(tǒng)擁有窯頭和窯尾用煤的合理比例 （8）窯爐協(xié)調，穩(wěn)定的燒結溫度和預熱分解溫度以及窯爐氣氛的控制 上述各項途徑中*難控制的是第八條窯爐協(xié)調，達成穩(wěn)定的燒結溫度、分解溫度以及窯爐氣氛的*佳控制。 水泥熟料的正常生產是在氧化氣氛下進行的，但是當燃料燃燒不充分時會產生還原氣氛。正常狀態(tài)下，燃料充分燃燒生成CO2，燃料所蘊含的熱能全部釋放出來，若氧氣不足時，煤粉就會不完全燃燒生成CO，產生還原氣氛。事實上還原氣氛對熟料燒成產生有嚴重的影響，燒成中出現(xiàn)黃心料，熟料易磨性差，并嚴重影響水泥的顏色，嚴重的還會造成預分解系統(tǒng)粘結堵塞、窯后結圈結球。 水泥廠窯尾高溫氣體分析系統(tǒng)是檢測窯爐氣氛的關鍵設備，通過窯尾高溫氣體分析儀的在線測量，可以實時掌握窯爐氣氛中CO、O2、NO的情況，確保氧化氣氛煅燒狀態(tài)，結合溫度檢測，可確保燒成系統(tǒng)設備的發(fā)熱能力和傳熱能力的平衡穩(wěn)定，在操作中做到前后兼顧、窯爐協(xié)調，穩(wěn)定的燒結溫度和分解溫度，不損壞窯皮，不竄黃料，實現(xiàn)優(yōu)質、高產、低能耗運行。 1、在線氣體分析系統(tǒng)可以測量CO、O2含量，實現(xiàn)燃燒控制 水泥窯煅燒過程中，其燃燒狀況一般有四種類型： 1)中性完全燃燒——理想型 2)有過剩空氣的完全燃燒 A.燃燒完全被氧化，O2有剩余 B.燃燒產物：H2O，CO2，N2，O2，Ar，SO2 3)有過剩空氣的不完全燃燒(燃燒有問題) A.O2足夠，但仍殘留有可燃物 B.燃燒產物：H2O，CO2，N2，O2，CO，SOx，NOx 4)空氣不足的不完全燃燒(燃料偏多) A.只有部分燃料氧化 B.燃燒產物：H2O，CO2，N2，H2，CO，CmHn，H2S 總結：*一類是中性的空氣，鑒于混合過程的效率，在實踐中并不可能；第二類是過多的過剩空氣，是完全燃燒，但過多意味著熱損失；第三類和第四類都是不完全燃燒，且產生了CO，CO含量越高說明燃燒越不完全。因此，為了及時了解燃煤完全燃燒狀況，實現(xiàn)燃燒控制，利用在線氣體分析系統(tǒng)在線監(jiān)測O2與CO含量是十分必要的。 2、在線氣體分析系統(tǒng)可以測量NO含量，幫助*控窯內溫度 水泥回轉窯內的煅燒情況直接關系到水泥熟料的產量、質量、原燃料的消耗和綜合成本。如果窯內煅燒溫度過高或熱工振蕩過大，不僅會大量消耗燃煤，甚至還會損害窯襯；如果煅燒溫度過低，就會造成熟料的夾生料，嚴重影響水泥熟料的質量。 水泥熟料在煅燒過程中，會產生大量的NO，NO的形成主要取決于：火焰情況；燒成帶原料的溫度；火焰中氧含量；二次空氣與火焰的混合；鈣和堿性硫酸鹽的數(shù)量。而窯內煅燒溫度也與這些因素相關，故NO含量與窯內煅燒溫度成一定關系，其關系曲線如圖1。 圖1. NOx與溫度關系曲線圖 因此，通過在線氣體分析系統(tǒng)在線監(jiān)測NO的含量，可幫助指示溫度趨勢，及時修正、避免窯溫度失控，以保證水泥熟料的質量。 3、水泥生產過程利用在線氣體分析系統(tǒng)監(jiān)測與測量范圍 在水泥煅燒、生產過程中，除了會產生O2、CO和NO氣體，還會產生SO2、CH4、CO2等附加氣體，對這些氣體進行必要的檢測，對整個生產工藝的調控具有一定的意義。圖2、圖3分別為整個水泥生產工藝流程需要利用在線氣體分析系統(tǒng)進*氣體檢測的監(jiān)測點與測量范圍。 圖2. 水泥生產工藝流程 組分 測量范圍 作用 系統(tǒng)選型 儀表選型 CO 0~3% 燃燒控制 在線氣體分析系統(tǒng) TY-8310 O2 0~10% 燃燒控制 NO 0~2000ppm 反映熱力條件 CO2 0~35% 反映預焙燒的程度 SO2 0~1% 監(jiān)測硫化物 CH4 0~1% 燃燒控制(燃氣窯) 表1. 測量范圍與儀表選型 天禹智控在線氣體分析系統(tǒng)TY-8310針對樣氣中低粉塵工況設計，由預處理單元、控制單元、氣體分析單元三部分構成。預處理單元采用不銹鋼、電加熱溫控干法取樣探頭，使用壽命長、精度高；利用*新反吹掃技術解決探頭堵塞問題，保證分析系統(tǒng)的可靠性；配置單級制冷器去除樣氣中的水分，實現(xiàn)兩級過濾，確保儀器長期在線運行。控制單元采用PLC程序控制，可自動完成采樣、反吹、排水等操作。 水泥廠窯尾高溫在線氣體分析系統(tǒng)的正確選型，不僅可以幫助中控操作人員實時了解窯內的煅燒狀況和燃煤的完全燃燒狀況，指導操作人員及時采取相應措施；還有利于中控操作人員對整個煅燒過程信息做出整體的了解和綜合判斷，指導生產，真正達到節(jié)能和提高熟料質量的目的。