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水泥生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)舉例

30年來(lái)水泥生產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)飛速發(fā)展現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)在水泥工廠得到了廣泛應(yīng)用尤其是工藝過(guò)程的監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)質(zhì)量的控制，粗糙度儀維修如采用激光衍射原理整合全自動(dòng)取樣和干法分散系統(tǒng)的工業(yè)在線粒度分析系統(tǒng)；基于x射線分析原理的在線生料控制系統(tǒng)等。在水泥生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的監(jiān)測(cè)方面相關(guān)機(jī)構(gòu)做了大量的科研開(kāi)發(fā)和實(shí)踐工作本文以回轉(zhuǎn)窯的監(jiān)測(cè)為例進(jìn)行介紹。

回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)窯是冶金、化工、建材等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備在低速、重載、高溫、露天環(huán)境下運(yùn)行，9010M便攜式溶氧儀其運(yùn)行軸線是衡量其機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的重要指標(biāo)由于溫度、載荷引起的變形、支承零件磨損以及基礎(chǔ)的不均勻沉陷等因素在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行軸線會(huì)偏離理論軸線。當(dāng)運(yùn)行軸線偏差達(dá)±10mm時(shí)支承彎矩和筒體應(yīng)力約增加3倍托輪上的壓力約增加一倍。實(shí)際生產(chǎn)中回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線偏差一般都超過(guò)±10mm多的可達(dá)±40mm。筒體應(yīng)力增加會(huì)使筒體過(guò)早產(chǎn)生疲勞裂紋甚至因筒體應(yīng)力過(guò)大而引起筒體斷裂；托輪壓力增大會(huì)導(dǎo)致托輪、滾圈表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕、掉渣、鱗片狀脫落楔狀掉塊甚至發(fā)生托輪壓裂、托輪軸扭斷、燒瓦等設(shè)備事故，德國(guó)進(jìn)口煙氣分析儀對(duì)企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

因此要保證回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須要保證窯運(yùn)行軸線的準(zhǔn)直。回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的測(cè)量可以分冷態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量冷態(tài)測(cè)量是指在停車(chē)狀況下并且是待窯冷卻后進(jìn)行的然而當(dāng)窯啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和烘烤升溫后其尺寸會(huì)發(fā)生變化因此目前運(yùn)用較多的回轉(zhuǎn)窯軸線測(cè)量系統(tǒng)是采用動(dòng)態(tài)測(cè)量。

為了檢測(cè)回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行軸線偏差國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了有益的研究和探索目前比較成熟的測(cè)量系統(tǒng)有： 
　　（1）.波蘭首創(chuàng)了輪帶位置測(cè)量系統(tǒng)； 
　　（2）.丹麥 FLS公司研制了激光輪帶測(cè)量系統(tǒng)； 
　　（3）.加拿大Hartco公司研究的筒體位置測(cè)定系統(tǒng)； 
　　（4）.德國(guó) polysius公司提出的Polscan托輪位置測(cè)量系統(tǒng)； 
　　（5）.中南大學(xué)研究提出了一種零位移方向鍵相測(cè)量法； 
　　（6）.武漢理工大學(xué)在上世紀(jì)80年代末推出了成本低、操作方便適合國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)窯用戶使用的“KAS-01回轉(zhuǎn)窯軸線測(cè)量系統(tǒng)”并在此之后不斷進(jìn)行改進(jìn)現(xiàn)在 KAS-3型動(dòng)態(tài)窯軸線檢測(cè)裝置已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)成功該測(cè)量?jī)x由一個(gè)直徑測(cè)量傳感器一個(gè)霍爾接收開(kāi)關(guān)一個(gè)水平和垂直方向上的激光位移傳感器一臺(tái)經(jīng)緯儀一臺(tái)水準(zhǔn)儀和一個(gè)導(dǎo)軌尺及滑標(biāo)一個(gè)周長(zhǎng)采集器和一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。該測(cè)量?jī)x不但能直接測(cè)定筒體或者輪帶位置還能自動(dòng)測(cè)定輪帶動(dòng)態(tài)間隙以及筒體表面的溫度。

這些檢測(cè)系統(tǒng)雖然都有各自優(yōu)點(diǎn)并且也解決了生產(chǎn)實(shí)際中的動(dòng)態(tài)測(cè)量難題但是只能是定期或者周期性地對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線進(jìn)行檢測(cè)不能長(zhǎng)期地實(shí)時(shí)反映回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行狀況因此武漢理工大學(xué)回轉(zhuǎn)窯檢測(cè)中心在KAS－3檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一套回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的水泥生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。

回轉(zhuǎn)窯筒體輪廓激光掃描測(cè)量系統(tǒng)

在窯的長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中由于窯筒體變形會(huì)引起耐火磚脫落而窯體襯磚的脫落會(huì)引發(fā)“紅窯”事故如果不及時(shí)處理會(huì)燒穿筒體鋼板引發(fā)重大事故。因此水泥生產(chǎn)企業(yè)迫切需要一種測(cè)量裝置能夠方便及時(shí)地發(fā)現(xiàn)會(huì)發(fā)生耐火磚脫落的地方從而避免損失提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率和檢修的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于回轉(zhuǎn)窯的筒體輪廓測(cè)量裝置目前根據(jù)所查資料國(guó)外測(cè)窯公司有相關(guān)測(cè)量裝置但其造價(jià)昂貴應(yīng)用受到一定限制。國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有研制出相關(guān)產(chǎn)品其測(cè)量方法主要就是靠工程師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷哪里可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題此測(cè)量方法精度和效率都很低容易引發(fā)事故造成損失。

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外該技術(shù)上的不足武漢理工大學(xué)國(guó)家建材行業(yè)回轉(zhuǎn)窯檢測(cè)技術(shù)中心研制出了回轉(zhuǎn)窯筒體輪廓激光掃描測(cè)量系統(tǒng)。并在2007年6月份在湖北華新水泥廠首次試用取得比較好的效果。

該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 新型遠(yuǎn)距離激光位移傳感器光電集成一體化無(wú)需外接控制器抗異光干擾能力強(qiáng)；(2) 本系統(tǒng)可適應(yīng)高溫、多塵、惡劣環(huán)境；(3) 基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理界面直觀友好既可以查看筒體的截面圖也可以查看展開(kāi)圖；(4)該系統(tǒng)為遠(yuǎn)距離測(cè)量免去了操作人員受高溫的影響。但不見(jiàn)其在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面的報(bào)道。盡管如此其對(duì)窯筒體的變形監(jiān)測(cè)功能是毫無(wú)疑問(wèn)的如果前文說(shuō)到的新疆某廠窯筒體在斷裂事故發(fā)生之前業(yè)主采用了該系統(tǒng)筆者想該事故是應(yīng)該可以避免的。