在线监测在水泥生产中的应用.doc

在线监测在水泥生产中的应用【摘要】主要介绍了水泥质量控制的原理、方法、在线监测、控制项目、控制指标等内容，对水泥生产质量控制、提高水泥质量作了论述，为水泥产业中分析和解决生产实际问题提供了依据。本文将通过水泥监测手段的演进等主要内容的阐述，详细分析了回转窖在线监测技术在水泥监测领域和水泥设备故障的检修的应用。[关键字]水泥；在线监测；回转窖引言水泥生产质量控制主要做好两方面的工作：一是控制窑磨在指标控制范围内的正常运转，二是控制好原料、燃料、混合材料、生料、熟料及水泥的质量，保证水泥生产按质量要求进行，保证出厂水泥质量的优质稳定，实现优质高产、低消耗。而在线监控系统，结合激光衍射技术和Mie理论，能对生产线上各类气体输送或重力传输的粉末进行连续的水泥成分变化趋势监控，对水泥质量的影响非常重要。1.水泥生料的质量控制与管理生料质量的好坏，对熟料质量和煅烧操作都是非常重要的。水泥生产工艺流程较长。由开采石灰石、粘土等矿物做原料开始，经过预均化配料(有的厂为原料预均化)、生料指粉磨、生料均化，煤粉制备、熟料煅烧、熟料贮存、水泥粉磨、水泥贮存、水泥包装等工序。在整个生产过程巾建立近料30个质量控制点，控制项目40几个。合理而又稳定的生料成分是保证熟料质量和维持正常煅烧操作的前提。要获得合格的生料，必须加强对生料制备过程的控制，力求生料成分均匀稳定，以保证配料方案的实现。生料的化学成分比较复杂，使用X—荧光多元素分析仪来快速测定生料的化学成分，有在线分析和离线分析两种方式。快速测定出生料的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、R2O等化学成分，输出数据直接进入微机处理，可以方便快速计算出生料的三个率值（KH、n、p）并及时调节各原料配比，保证生料的化学成分波动小、均匀稳定，满足生料的质量控制指标。在生料的细度上，生料磨得越细，比表面积越大，颗粒之间的接触面积增加，易烧性越好，熟料矿物中的f-CaO含量越少，因此从理论上讲生料磨得越细，对煅烧越有利。但在实际生产中，生料磨得太细，会显著降低磨机产量，增加电耗。生料细度与熟料中的f——CaO含量关系见下表1：表1：生料细度与熟料中的f——CaO含量关系2.水泥回转窑的在线监测对质量的影响2.1回转窑轴线在线监测方法分析热态回转窑中心轴线的测量，其实就是确定动态悬空大直径物体的圆心。依照数学方法论，确定大直径的圆心位置概括起来大致有两种方法。方法一：通过水平方向测量基准垂面与筒体的距离来确定窑的中心对于悬空的热态回转窑来说，这种测量方式在操作上存在很大不便，测量水平方向基准与筒体的距离，需要测量人员靠近高温运转的窑体，进行高空操作，存在难以估计的人为观测误差及一定的危险性。通过水平方向测量基准垂面与简体的距离来确定窑的中心，需要高空架设设备，增加了系统安装的难度，本监测系统不予采纳。方法二：已知圆上三点，确定圆的中心分别测定窑上不同三点的位置，以此确定窑的中心位置。这种方法无需测量托轮和窑体的直径，减小了测量过程中的间接误差。当采用接触式传感器测量时，热态回转窑简体的高温及震动都会对测量精度有很大影响。监测系统拟采用置于地面的激光传感器进行测距，避免了窑墩的振动对测量结果带来的误差。2.2在线监测对质量的影响回转窑是冶金、化工、建材等行业的关键设备，在低速、重载、高温、露天环境下运行，其运行轴线是衡量其机械运行状态的重要指标，由于温度、载荷引起的变形、支承零件磨损以及基础的不均匀沉陷等因素，在运转过程中，回转窑的运行轴线会偏离理论轴线。当运行轴线偏差达±10mm时，支承弯矩和筒体应力约增加3倍，托轮上的压力约增加一倍。实际生产中，回转窑运行轴线偏差一般都超过±10mm，多的可达±40mm。筒体应力增加，会使筒体过早产生疲劳裂纹，甚至因筒体应力过大而引起筒体断裂；托轮压力增大，会导致托轮、滚圈表面出现点蚀、掉渣、鳞片状脱落，楔状掉块，甚至发生托轮压裂、托轮轴扭断、烧瓦等设备事故，对企业造成重大经济损失。因此要保证回转窑的长期正常运转，必须要保证窑运行轴线的准直。回转窑运行轴线的测量可以分冷态测量和动态测量，冷态测量是指在停车状况下，并且是待窑冷却后进行的，然而，当窑启动运转和烘烤升温后，其尺寸会发生变化，因此目前运用较多的回转窑轴线测量系统是采用动态测量。为了监测回转窑的运行轴线偏差，国内外许多学者进行了有益的研究和探索。在窑的长期生产过程中，由于窑筒体变形会引起耐火砖脱落，而窑体衬砖的脱落会引发“红窑”事故，如果不及时处理会烧穿筒体钢板，引发重大事故。因此水泥生产企业迫切需要一种测量装置能够方便及时地发现会发生耐火砖脱落的地方，从而避免损失，提高回转窑的运转率和检修的质量标准。旋转机械设备监测技术是以设备及其系统为对象，建立在