1.1項(xiàng)目概況

回轉(zhuǎn)窯是指旋轉(zhuǎn)煅燒窯（俗稱旋窯），可用于對固體物料進(jìn)行機(jī)械、物理或化學(xué)處理，具有煅燒質(zhì)量好和產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，是建材、冶金、化工、環(huán)保等許多生產(chǎn)行業(yè)中的重要設(shè)備。按照其處理物料的不同，可將回轉(zhuǎn)窯分為水泥回轉(zhuǎn)窯、冶金化工窯和石灰窯，用于煅燒水泥熟料、鋼鐵廠貧鐵礦磁化焙燒、活性石灰和輕燒白云石焙燒等。

回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物，斜度為3～3.5%，借助窯的轉(zhuǎn)動來促進(jìn)料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng)。以水泥回轉(zhuǎn)窯為例，生料粉從窯尾筒體高端下，料管喂入窯筒體內(nèi) ，由于窯筒體的傾斜和緩緩地回轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生一個(gè)即沿著圓周方向翻滾，又沿著軸向從高溫向低端移動的復(fù)合運(yùn)動，生料在窯內(nèi)通過分解，燒成等工藝過程，燒成水泥熟料后從窯筒體的底端卸出，進(jìn)入冷卻機(jī)。燃料從窯頭噴入，在窯內(nèi)進(jìn)行燃燒，使窯內(nèi)內(nèi)部溫度在1200℃以上，局部溫度高達(dá) 1300-1400℃。燃燒發(fā)出的熱量加熱生料，使生料煅燒成為熟料，在與物料交換過程中形成的熱空氣，由窯進(jìn)料端進(jìn)入窯系統(tǒng)，最后由煙囪排入大氣。

在此生產(chǎn)過程中，窯溫的控制直接影響原料質(zhì)量。其一方面是燃燒設(shè)備，原料在其中燃燒產(chǎn)生熱量；同時(shí)也是傳熱設(shè)備，原料吸收氣體的熱量進(jìn)行煅燒。另外也是輸送設(shè)備，將原料從進(jìn)料端輸送到出料端。而燃料燃燒、傳熱及原料運(yùn)動三者間必須合理配合，才能使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量能在原料通過回轉(zhuǎn)窯（旋窯）的時(shí)間內(nèi)及時(shí)傳給原料，已到達(dá)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的目的。

回轉(zhuǎn)窯的筒體由40mm左右的鋼板卷制而成，筒體內(nèi)鑲砌200mm左右的耐火材料，且與水平線成規(guī)定的斜度。由于高溫和承重的關(guān)系，筒體會有橢圓形的變形，會對窯內(nèi)耐火材料產(chǎn)生壓力，隨著轉(zhuǎn)窯長時(shí)間不間斷的運(yùn)行，內(nèi)部耐火材料會被侵蝕變薄甚至脫落，或者結(jié)圈拉圈，引發(fā)安全與生產(chǎn)故障事故。此前，山東一大型水泥生產(chǎn)企業(yè)，因?yàn)橐淮位剞D(zhuǎn)窯停窯事故，32個(gè)小時(shí)維修加上產(chǎn)量損失就合300多萬。而這動輒幾百萬的損失，就是因?yàn)榛剞D(zhuǎn)窯燒成帶兩塊硅莫磚脫落引起的紅窯造成的?！凹t窯”是因?yàn)槟硞€(gè)區(qū)域窯體溫度過高造成的，處理不及時(shí)可能造成窯爐燒穿等大型事故。因此對回轉(zhuǎn)窯建設(shè)一套在線溫度監(jiān)控系統(tǒng)是穩(wěn)定現(xiàn)場熱工制度的重要措施，也是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和轉(zhuǎn)窯平安運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。

1.2項(xiàng)目現(xiàn)狀

回轉(zhuǎn)窯作為水泥生產(chǎn)過程中的核心設(shè)施，窯內(nèi)燃燒溫度和筒體外壁溫度對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)安全性至關(guān)重要。經(jīng)現(xiàn)場勘測與交流，目前存在的風(fēng)險(xiǎn)如下：

回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成溫度直接影響反應(yīng)進(jìn)行得是否徹底、有效。反應(yīng)溫度過低，熟料質(zhì)量不好，轉(zhuǎn)窯被迫減速，單位熱耗增加；
回轉(zhuǎn)窯燒成溫度過高，易燒壞窯襯材料，影響窯的長期平安運(yùn)轉(zhuǎn)；
由于熟料易結(jié)塊，極易造成結(jié)圈，并在尾部堆積拉圈，影響產(chǎn)品質(zhì)量，以致需要停窯除焦，影響設(shè)備運(yùn)行可靠性。
內(nèi)部耐火材料逐漸侵蝕、脫落，鋼板則會直接暴露在高溫環(huán)境中，軟化甚至熔蝕，嚴(yán)重時(shí)威脅生產(chǎn)安全，造成非計(jì)劃停窯或事故。
燃料在轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒時(shí)，由于回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無法采取直接手段測量內(nèi)部溫度分布，無法判斷燃燒中心的位置與內(nèi)部的溫度狀況，會造成燃燒不充分或燃燒過度。

為了保證回轉(zhuǎn)窯安全高效運(yùn)行，急需一套行之有效的在線溫度監(jiān)控系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)窯的窯內(nèi)窯外區(qū)域，以此提升生產(chǎn)流程的安全性及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足如下幾點(diǎn)要求：

進(jìn)行非接觸式測溫，對回轉(zhuǎn)窯窯頭和窯外進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測，設(shè)備運(yùn)行過程中不影響回轉(zhuǎn)窯正常工作。
高穩(wěn)定性與適用性：窯內(nèi)監(jiān)控設(shè)備可在高溫條件下穩(wěn)定工作，且測溫范圍覆蓋窯內(nèi)正常及異常溫度。窯外監(jiān)控設(shè)備可監(jiān)控整個(gè)回轉(zhuǎn)窯筒體；
風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與高溫報(bào)警：可對高溫對象實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警；
數(shù)據(jù)存儲：可全程或報(bào)警觸發(fā)錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進(jìn)行查詢和回放；
電源供給在全天候的環(huán)境下，保證系統(tǒng)不間斷供電。

1.3系統(tǒng)特點(diǎn)

采用高性能紅外熱像儀完成非接觸式測溫：高爐監(jiān)控紅外熱像儀，專門針對窯內(nèi)高溫環(huán)境，測溫范圍高達(dá)1600℃；單光艙式熱像儀視場角大，覆蓋范圍廣，滿足筒體監(jiān)測所需；
全天候?qū)⒉杉娜椛浼t外圖像流接入中控室，在實(shí)時(shí)畫面中查看轉(zhuǎn)窯各個(gè)區(qū)域溫度分布以及最高溫、最低溫與平均溫等；
可自定義超溫報(bào)警、高溫區(qū)間報(bào)警、低溫報(bào)警、溫度區(qū)間報(bào)警、溫度區(qū)間外報(bào)警5種類型報(bào)警方式以及微信或短信兩種報(bào)警推送方式，告警時(shí)給相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送微信或短信，幫助相關(guān)人員及時(shí)采取行動；
實(shí)時(shí)繪制回轉(zhuǎn)窯溫度變化曲線,顯示外壁溫度橫剖面和縱剖面各位置最高溫變化趨勢圖，為分析轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)焦或耐火泥脫落位置和狀態(tài)提供參考；
回轉(zhuǎn)窯每轉(zhuǎn)一周，系統(tǒng)可記錄下窯壁外表面平面展開后的溫度分布，顯示此周不同區(qū)域的最高溫度值、最低溫度值；
可在畫面中設(shè)定轉(zhuǎn)窯不同距離標(biāo)識點(diǎn)，表明區(qū)域在轉(zhuǎn)窯上的實(shí)際位置，讓觀測人員更好的辨別溫度異常點(diǎn)；
自動生成區(qū)域最高溫溫度變化曲線，指導(dǎo)燃燒中心位置調(diào)整；
方便用戶進(jìn)行管理，可設(shè)置不同人員的使用權(quán)限；
系統(tǒng)自檢，故障后自動重新連接，支持遠(yuǎn)程故障處理，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
1.4總結(jié)

綜上所述，回轉(zhuǎn)窯紅外監(jiān)控系統(tǒng)通過窯內(nèi)外配合監(jiān)測，可解決無法獲知原料燃燒情況、窯內(nèi)結(jié)圈情況和不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)耐火材料減薄脫落等問題。

窯內(nèi)，可實(shí)時(shí)獲取內(nèi)壁溫度分布、原料運(yùn)動軌跡、結(jié)圈分布及耐材情況；窯外，可在窯壁因內(nèi)部耐火材料侵蝕、脫落，甚至到鋼板軟化、熔蝕之前，發(fā)現(xiàn)其早期異常缺陷并進(jìn)行報(bào)警，最大程度避免“紅窯”等狀況。為工人進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯溫度調(diào)整、窯體維修去渣等工作提供科學(xué)有效的依據(jù)。在最終效果上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、及時(shí)、精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能，以此保障生產(chǎn)工藝流程的安全、健康運(yùn)行。