水泥窑分析系统

为了控制水泥工业的大气污染物排放，促进水泥工业产业结构调整，国家环境保护总局组织中国环境科学研究院、合肥水泥研究设计院、中国材料工业科工集团公司起草了新的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）。新的排放标准要求从2005年1月1日起，新、改、扩建水泥生产线，水泥窑排气筒应当安装烟气颗粒物、二氧化硫和氮氧化物连续监测装置；烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机排气筒应当安装烟气颗粒物连续监测装置；对现有水泥生产线，应当逐步安装连续监测装置，各省、自治区、直辖市人民政府环境保护部门应当根据水泥工业结构调整和达标进展情况制定安装计划。近年来国内企业也日益重视环境监测问题和完善监测系统，越来越多的电厂、石化、冶金企业已率先开始进行烟尘和SO2浓度监测，而国内水泥生产企业则相对开始的较晚，但随着新的水泥行业大气排放标准的颁布实行，水泥企业也日益重视环境监测问题和完善监测系统，所以烟气排放连续监测系统（CEMS）在水泥厂的应用前景很好。欧美发达国家环境治理、保护的实施与优化得益于环境参数的检测或监测水平的提高，不仅大量采用了先进的测控仪表与计算机系统，而且各企业在环境监测与保护方面投入巨资进行全方位的检测、监控与管理。上个世纪90年代，我国也开始环境监测自动在线监测仪的开发研制。目前，仍处在发展中，国产化进程较慢，烟气排放在线监测系统（CEMS）使用成功与否的关键在于检测仪表的选型设计与系统的集成，因过程分析面对的困难与问题很多：高温、高粉尘、高水份、负压及腐蚀性等恶劣气体条件；应保证必要的检测准确度；应有较快的反应速度；应易安装、易标定；防尘、防溅、防腐等防护要求；应有较高的自动化程度，较少的维护工作量。一、水泥厂污染源的主要分布与特点水泥厂的污染源主要分布在以下几个生产环节中：1.水泥回转窑窑尾是水泥生产环节中粉尘排放量最大的排放点，窑外分解窑尾烟尘浓度为60g/m3～80g/m3，这一环节的污染物成分复杂，除粉尘、烟尘外，还有二氧化硫、氮氧化物、氟化物等有害气体。2.烘干机、烘干磨、煤磨、冷却机、破碎机、磨机、包装机及其他通风生产设备污染物主要为固体颗粒物排放浓度大。二、分析气体成分针对水泥厂污染源的特点，新标准只要求对水泥窑及窑磨一体机需进行气体分析。一般可以有几种分析气体成分的方法，过去主要采用传统的分析方法，如化学分析法、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法；其缺点是必须对烟气进行人工取样，在实验室进行分析，其中操作者的操作技能对分析的精度有很大影响；而且传统方法只能单一成分地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能；分析费时，响应速度慢，效率低，难以实现在线监测。而现在主要采用最新光学技术，在不影响被测气体本身状态时于烟道上进行实时的直接测量。该方法具有以下特点：利用SO2对一定波长紫外光的强吸收特性消除其他成分影响；可测范围大。但采用此类检测方式的仪表价格很高，关键部件往往需要进口。而另一种红外线式较适合水泥厂的应用，它基于非分光红外吸收测量法的原理，具有理想的抗干扰能力；其性能指标优越，重复性好，性价比较高。三、测量粉尘浓度国家环保总局颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》中规定水泥厂几大污染环节都必须进行粉尘浓度的在线监测。因为新标准对粉尘浓度这一指标要求较高，所以对于连续监测系统（CEMS）的准确度要求也就更高。目前国外主要采用光透射原理——当可控光源穿过带有微小颗粒的气体时，一个高灵敏的传感器可检测出被微小颗粒吸收的光能，并将其与参比光进行比较，从而确定透射值或浊度值，再进一步得出粉尘浓度值。国内在该领域的技术也比较成熟，国产化程度较高。此类仪表具有以下特点：以光学技术为基础，自动完成测量、控制、线性测试以及污染物检测功能，反应速度快、无采样处理过程；带有反吹装置，防止光学镜头面不受污染；具备快速切断阀，可在吹扫装置失效后自动保护仪器；安装简便，发射与检测单元可通过法兰安装在烟管两侧。四、水泥厂安装监测系统的建议监测系统设计应考虑开放性、低成本、高可靠性和良好的扩充性。因此，针对不同测量对象特征，采用最适用的自动测量仪表，在通讯解决方案上有多种方式可选：无线通讯方案有其优点，如易解决通讯问题，可降低成本，可简化安装，采用大功率天线可增加通讯距离等，但利小于弊，一是水泥厂现场环境恶劣，大量房屋和炉窑等设施会阻塞或影响调频信号的传输；二是电气、电力设施多会产生复杂多样的电磁干扰，受约束因素多。因此在通讯方面还要进行不断改进，以便更好地进行监控。随着光学技术、计算机技术与自动检测等新技术的发展，许多以前难以检测的非电量（如实现水泥厂炉窑、塔罐烟气排放点的自动采样与预处理，粉尘与SO2等主要污染因子和烟气流量的在线监测）均得以解决，这将有利于促使岗位作业人员及时调整与监控脱硫、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，这对于水泥厂排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。

在现代化的水泥企业中，提高设备巡检工作的质量，不但需要综合素质高巡检人员，配备先进的智能巡检器采集数据，更需要智能巡检管理系统为巡检数据进行分析处理，及时处理隐患，才能提高企业设备的正常运转水平，提高企业的综合竞争力。水泥厂作为巡检行业中常见的生产制造型企业，在标准的行业巡检需求基础上具有自己的专属需求。作为高消耗单位，水泥厂需要大量的电气设置来维持正常的生产运转。水泥厂中电气设备繁杂、电压级别高且安置的范围广阔，大大增加了检查与维护的工作难度，电气设施维护的安全问题是水泥厂工作面对的巨大的挑战。水泥厂除了电气设施维护这类日常的行业巡检需求之外，还有“润滑油”的专属需求。水泥厂常见的开式齿轮、托轮大瓦、传动减速箱等设备都具有“润滑油”使用需求，需要人员定时添加；在水泥厂中，设备种类不同造成的隐患的也不尽相同，开式齿轮具有低速、重载、有冲击负荷易受粉尘和水的污染同时伴随着高温等隐患，会出现泄漏、齿面产生点蚀甚至凹坑等损坏情况；风机轴承包括窑尾风机和篦冷风机，容易出现油品的流失和粘度变化，需要人员实时关注设备运行状况。众寻“巡查使”智能巡查安全管理系统深化互联网、云计算、大数据等智能化技术在水泥生产过程中的研究和应用。应用层解决实践问题，“巡查使”应用层企业将软硬件和技术集成到自己的产品和服务，从特定行业或场景切入从而解决不同行业的不同需求。“巡查使“AI智能模块以高清摄像头为前端、图像算法为核心，具备丰富的行业场景与应用落地，客户能够根据所需场景对100多种视觉算法技术进行自由组合。包括设备、人员、车辆等违规行为。AI智能视频检测或识别到违规行为时会实时进行告警，以语音、报警灯等形式进行提醒。“巡查使”AI智能结合标准化与定制化系统架构赋予企业轻松部署AI算法的能力，可高效预防水泥厂因设备、人员等隐患问题而造成的安全事故；且由于水泥厂的专属“润滑油”需求，“巡查使”专门定制了“润滑板块”，该板块详细地罗列出了每台设备需要的润滑油种类及数量以提醒巡检人员，从而避免润滑油添加失误等问题的发生。

testo 350 烟气分析仪在水泥生产中的应用 在新型干法旋窑烧成控制中，窑尾进料室和预热机C1出口的烟气分析（NOx、CO、O2及SO2含量）极为重要，是中控操作员的“眼睛”，因为烟气中各种气体含量能比较准确的反映窑内的烧成温度、窑内通风、反应气氛（一般要求为氧化气氛）等状况。 1. 中控操作员可以根据进料室的NOx（表征窑内烧成温度高低）含量来加、减煤，通过CO及O2含量来判断窑内通风状况，可以增、减窑尾主排风机转速或开、关三次风管闸板开度来调整窑内通风状况。还可以根据SO2的含量多少及时调整窑况，防止窑尾结皮过重。这些气体的含量对于窑的操作比较重要，特别是在窑况波动时，这些数据对窑操作员做出准确判断尤其重要。我公司原来在进料室配置了一台离线式气体分析仪，由于使用频率较高，经常损坏或者出现测量的数据不准确（漂移，需要校准），有时对经验不足的操作员造成误导，以致影响到窑的操作。为了及时准确的掌握窑况，后来我公司购买了一台便携式的testo 350烟气分析仪，用来测量窑及预热机系统中的各种气体的含量，并经常和现有离线气体分析仪所测量的数据经行比对，给窑操作员提供准确的参数，对窑况做出准确的判断，及时的对风、煤、料、速进行调整，稳定窑的操作，给我司烧成系统能够高产、低耗、高品质、长期安全运转提供了有效的保障。2. testo 350还用来测量预热机C1出口处的CO、O2来判断分解炉中的O2是否能保证煤粉在分解炉中完全燃烧，以及预热机系统拉风是否过大，造成烧成系统热耗增加。3. 我司每周用testo 350对整个生料粉磨系统和熟料烧成系统进行测量标定：a. 生料粉磨系统：测量预热机出口O2含量、生料磨进口O2含量、生料磨出口O2含量，生料电收尘出口O2含量及系统风量，通过以上数据判断整个生料粉磨系统的漏风情况，做到及时堵漏工作，漏风即影响生料的产量亦浪费电耗，不利于经济生产。b. 烧成系统：标定预热机C1出口和进料室的气体分析仪，为烧成提供及时准确的信息；测量C1出口的风量，判断系统拉风状况。；测量冷却机出口系统风量，看冷却机系统的操作工况。小结：烟气分析仪是水泥厂必不可少的仪器设备，它为整个生产线的运转提供了强有力的保障。它的经济效益也是巨大的，远超过了它本身的价值。 如有问题请发EMAIL:tech@testool.com