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在线红外热成像测温在回转窑运行监测中的应用

来源:未知 时间:2022-09-10 18:59

  窑皮对延长危险废物焚烧回转窑耐火砖寿命有非常关键的作用,在线红外热成像测温系统应用于回转窑筒体表面温度实时监测与分析。本文基于在线红外热成像测温系统,采集与分析生产工艺数据,结果表明在线红外热成像测温系统能够保证回转窑筒体外表测温的实时性与长久性,监控窑皮的建立和运行。

  热处理是处理危险废物最有效的方法,而回转窑是危险废物处理中最有效的设备。 回转窑筒体外表面温度是回转窑设计与运行的重要工艺参数,回转窑筒体外表面温度设计过高既不利于人员现场操作也不利于提升窑内热效率;回转窑筒体外表温度设计过低一方面增加投资与运行成本,另一方面危险废物焚烧产生的烟气中酸性物质( 二氧化硫、氯化氢等) 与水蒸气混合腐蚀耐火砖和筒体。在线红外热成像测温系统能对冶金有色行业的回转窑筒体表面温度连续在线实时监测与分析预测,防止由于过烧等原因造成窑衬与窑筒体损坏,提高生产效益。本文基于在线红外热成像测温监控系统,收集与分析生产工艺数据,结果表明在线红外热成像测温监控系统能够保证回转窑(Rotary kiln,简称RK) 筒体外表测温的实时性与长久性,监控窑皮的建立和运行。

  目前常用于危险废物焚烧回转窑筒体外表温度测量的仪器为手持便携式红外测温仪,该仪器由人工现场巡检,成本较低,但过于依赖人力,不能全面及时的测量。在线红外热成像测温监控系统具有界面友好、数据采集高效、数据保存永久、功能多样化等优点。如图1 ~ 图4所示。

  大部分工业危险废物焚烧处置主体设施借鉴并采用了发展非常成熟的水泥工业生产中的回转窑设备,同时也采用其挂窑皮技术。为延长耐火砖的使用寿命及运行周期,降低运行成本,有必要在其表面再加上一层坚固的保护层,也就是在砖表面覆盖一层“窑皮”,从而延长耐火砖使用寿命及运行周期,降低运行成本。但窑皮的建立和运行依赖现场人员通过窑尾视镜和窑尾温度,没有可量化的标准去判断窑皮是否建立。采用红外热成像测温技术监测回转窑筒体外表温度变化,对监控回转窑窑皮的建立和运行具有参考价值。

  回转窑的建立要综合考虑进窑物料的比重、含水、pH值等参数。图5为建立窑皮时回转窑筒体外表红外测温曲线图,根据建立窑皮时间采集了11组数据,图5中第一至第八段排序依据窑头至窑尾分段原则。建立窑皮主要经历了升温熔化与降温成形过程,由图5可知,曲线a、b、c、d为建立窑皮时回转窑筒体外表温度升温曲线,该过程中建立窑皮所需物料均匀进入回转窑,喷射辅助燃油燃烧提供足够热量不断熔化物料,通过窑尾视镜可观察到物料熔化成窑皮;曲线e为建立窑皮时回转窑筒体外表温度最高点曲线℃) 此时已停止建立窑皮所需物料进入回转窑;曲线 f、g、h、i、j、k 为建立窑皮时回转窑筒体外表温度降温曲线,该过程中减少辅助燃料用量,降温至窑皮成形,此时通过视镜可观察到窑皮已建好。第八段为窑尾,因窑尾配置窑尾冷却风机且为物料燃尽区域,因此筒体外表温度最低。

  窑皮对回转窑筒体和耐火材料具有保护作用,图6为未投料与投料时回转窑筒体外表红外测温曲线可知,窑皮建好后,未投料时回转窑筒体外表温度最高段为第四段(206. 1℃),最低温度段为第八段(154. 8℃);窑皮建好后,投料时回转窑筒体外表温度最高段为第四段(202. 9℃) 且为尖峰,推测第四段为物料最佳燃烧段,最低温度段为第八段(149. 5℃)。第八段为窑尾,筒体外表温度较低的原因是窑尾配置了窑尾冷却风机,另外窑尾为物料燃尽区域,筒体外表温度较低。

  一般通过运行时间和通过窑尾后视镜人为观察判断窑皮的减薄的情况,但该方法只是经验判断,对于生产人员具有局限性。通过积累回转窑筒体外表红外热成像测温数据,可提供一种判断窑皮减薄情况 的方法。www.77112.net,图7为建立窑皮后回转窑正常运行时筒体外表红外测温曲线可知,曲线A为窑皮刚建好后转窑正常运行的筒体外表红外热成像测温曲线℃ ),最低温度段为第八段(150. 6℃)。 曲线天内的筒体外表红外热成像测温曲线,由曲线B至G可知,随着窑皮运行时间的增加,回转窑筒体外表每段的温度均呈上升趋势,表明窑皮随着运行时间的增加窑皮厚度在逐渐减薄。曲线 ℃),与建立窑皮时第四段的最高温度(293. 2℃) 相差不大;最低温度段为第八段(196. 6 ℃),表明窑皮已经没有了需要重新建立窑皮。

  本文介绍了在线红外热成像测温的实时性与长久性,分析了回转窑筒体外表温度曲线与窑皮建立与 运行的关系,结果表明窑皮建立过程中,筒体外表温度曲线变化为先升高后降低的趋势;窑皮运行过程中,筒体外表温度曲线变化为逐渐降低的趋势。窑皮对回转窑筒体和耐火材料具有保护作用,因此回转窑筒体外表温度曲线与窑皮建立与运行的关系值得进一步研究。

  基于在线红外热成像测温的实时性与长久性,在线红外热成像测温系统还可用于监控并分析回转窑筒体或耐火砖的腐蚀减薄情况发生,监控回转窑焚烧物料的燃烧工况。