水泥窯氣體分析儀系統(tǒng)取樣探頭的改進(jìn)及應(yīng)用

    新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣分析儀主要由氣體取樣、氣樣預(yù)處理和氣體分析三部分組成。其中，氣體取樣通常有干法取樣和濕法取樣兩種。濕法取樣的主要缺點(diǎn)是樣氣在取樣過程中的變質(zhì)會(huì)造成很大的檢測誤差。干法取樣雖避免了“濕法取樣”不能令人滿意的樣氣修正問題，但窯尾的高溫、高粉塵、鹵化堿凝結(jié)以及大塊物料等因素會(huì)引起氣體分析儀損壞而取不到樣氣，不能正常工作。我廠通過多年的生產(chǎn)實(shí)踐，在回轉(zhuǎn)窯尾氣體分析儀的干法取樣技術(shù)上，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，本文對此作一介紹，供參考。

１　取樣裝置的改造
１．１　原取樣裝置介紹　　

我廠2000t/d預(yù)分解窯系統(tǒng)窯尾氧含量分析采用一套德國制造的熱磁式氧氣分析儀，氣樣預(yù)處理和分析儀器運(yùn)行效果令人滿意。但是，氣體取樣探頭存在管道堵塞及取樣管易燒斷兩大問題。　　該氣體分析儀的成套裝置，其氣體取樣是采用干法取樣技術(shù)的#5探頭，整個(gè)裝置沒有反吹氣路。按說明書，#5探頭用于溫度高至1300℃的有塵氣體的取樣和過濾，它包括一耐高溫取樣管和出口過濾器組成，其中取樣管又由耐溫不銹鋼管(支持管)和插在它里面的陶瓷器(實(shí)際取樣管)組成。然而，#5探頭的實(shí)際使用情況不理想，工作中探頭時(shí)常出現(xiàn)堵塞甚至燒斷，幾乎無法在窯尾中使用。為此，1992年至1997年我們對該探頭進(jìn)行了2次改造，分別解決了其易燒斷及易堵兩大問題，恢復(fù)了窯尾氧氣分析儀的使用功能。

１．２　取樣裝置改進(jìn)措施　

(１)設(shè)計(jì)新的取樣管。由于回轉(zhuǎn)窯尾氣溫度高達(dá)1300℃, 設(shè)計(jì)制作出帶水冷卻的取樣管 ，以徹底根治原＃5探頭燒斷的事故。　

(２)設(shè)置自動(dòng)反吹防堵設(shè)施。由于出回轉(zhuǎn)窯氣體的粉塵濃度高達(dá)100ｇ/m3，局部甚至高達(dá)2000ｇ/m3，工作環(huán)境極其惡劣。為此，在探頭和過濾器上增設(shè)了自動(dòng)反吹設(shè)施。自動(dòng)反吹設(shè)施的設(shè)置，解決了原＃5探頭時(shí)常堵塞的現(xiàn)象。樣氣、反吹氣氣路見圖４。　

(３)自動(dòng)反吹控制。由于窯尾工作條件極其惡劣，我們設(shè)計(jì)了反吹清掃氣的自動(dòng)控制，以解決分析儀因取樣探頭堵塞而無法工作的問題。分析儀投入運(yùn)行后，取樣裝置每取樣氣1h，就進(jìn)行自動(dòng)反吹清掃取樣管及過濾器1min，反吹清掃期間，系統(tǒng)內(nèi)的抽氣泵停止運(yùn)行，儀器輸出的數(shù)據(jù)則保持反吹前測定的尾氣氧氣含量。當(dāng)自動(dòng)反吹結(jié)束后，系統(tǒng)首先進(jìn)行排空20ｓ，20ｓ后儀器正常運(yùn)行。　

(４)水溫檢測及冷卻水量控制。高溫尾氣進(jìn)入水冷取樣管內(nèi)會(huì)出現(xiàn)急冷而易粘結(jié)的現(xiàn)象。為此，通過對冷卻水出口端的水溫進(jìn)行檢測，來調(diào)節(jié)入口端冷卻水量，實(shí)現(xiàn)出口端水溫恒定。同時(shí)，為防止取樣管工作期間因斷水而燒壞，在冷卻水出口端設(shè)置了水量控制器，將斷水信號(hào)接入PLC送到中央控制室進(jìn)行故障監(jiān)視，確保取樣管的安全運(yùn)行。

２　運(yùn)行情況　　

幾年前，我廠對窯尾氣體分析儀取樣裝置進(jìn)行了上述改造，投入運(yùn)行后，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、正常。改造后的取樣裝置各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能夠在高溫、高粉塵的惡劣條件下長期、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行期間，沒有出現(xiàn)過探頭燒斷現(xiàn)象，探頭堵塞也不常見，只要每周對取樣探頭進(jìn)行一次的常規(guī)維護(hù)工作，運(yùn)行情況令人滿意。