窯爐熱工測量與自動調(diào)節(jié)課件

1、3.4 隧道窯熱工測量點的確定3.4.1 隧道窯熱工測量儀表包括：溫度測量，壓力測量，氣氛測量和流速、流量的測量。本節(jié)討論測量目的，測量選點，測量方法和使用的儀器。 3.4 隧道窯熱工測量點的確定3.4.1 隧道窯熱工測量儀表一、溫度的測量（一）測定窯內(nèi)溫度曲線用熱電偶測定窯內(nèi)溫度曲線，是在全窯頂每隔一定距離開孔，將熱電偶插入隧道中，待穩(wěn)定后，記錄各點的溫度。按窯長與溫度的關(guān)系制成曲線。900-1400，用鉑銠鉑熱電偶，低溫區(qū)用鎳鉻鎳硅熱電偶。有條件的窯，還應(yīng)測定一條窯底溫度曲線。在兩側(cè)窯墻上近窯車裝載面處，和窯頂對應(yīng)位置開孔，用熱電偶測定各點溫度，制成曲線。和窯頂曲線對比，可以看出上下溫差。

2、有的工廠還測定車下溫度曲線。從測出的溫度曲線，可以判斷窯的設(shè)計和操作是否合理。 一、溫度的測量（一）測定窯內(nèi)溫度曲線（二）測定窯內(nèi)截面溫差用測溫車測定窯內(nèi)截面溫差。測溫車是將一輛普通窯車，由下面穿過耐火襯磚向上安置幾支鉑銠鉑熱電偶（1400以下），P140，4-1。熱電偶的布置位置和高低，根據(jù)需要確定。有高有低，有前有后，有左有右有中央。測溫車仍按正常情況碼坯，才能反映實際情況。測溫車推進(jìn)窯內(nèi)，各支熱電偶的導(dǎo)線由車下坑道引向窯外，并隨車前進(jìn)。記錄每一車位各點的溫度分布情況，然后制成隧道窯上、下，左、右，中央等多條溫度曲線，找出截面溫差的大小及其產(chǎn)生的原因，以便設(shè)法減少截面溫差。（二）測定窯內(nèi)截

3、面溫差用測溫車測定窯內(nèi)截面溫差。測溫車是將一（三）測定制品燒成情況和最高燒成溫度用光學(xué)高溫計或輻射高溫計可自燒成帶測溫孔觀察窯內(nèi)制品溫度。也可在窯車上制品間適當(dāng)位置放置測溫錐（又叫火錐）來測定制品燒成的情況和最高燒成溫度。測溫環(huán)，紅外熱像儀等。（三）測定制品燒成情況和最高燒成溫度用光學(xué)高溫計或輻射高溫計測溫三角錐，是用一定成分的硅酸鹽材料（各種不同氧化物）制成高約6cm的三角錐體。按號碼劃分，每個號碼相當(dāng)于一個熔融溫度。測溫時是將測溫錐放在料垛之間，進(jìn)入窯內(nèi)與制品同時升溫，當(dāng)測溫錐軟化，其頂端彎倒恰好與底座接觸時的溫度，被規(guī)定為測溫錐的熔融溫度，也即是窯內(nèi)的制品溫度。因為測溫錐與制品處于同一位

4、置，經(jīng)受相同的升溫和保溫時間，較近似地反映制品的情況。將測溫錐插入耐火泥底座時，插入深度約10mm，并使測溫錐與底座平面成80角。見P141，圖4-2和圖4-3測溫三角錐，是用一定成分的硅酸鹽材料（各種不同氧化物）制成高紅外測溫、測溫環(huán)紅外測溫、測溫環(huán)（四）測定窯墻，窯頂外面的溫度用表面熱電偶或電阻溫度計或半導(dǎo)體點溫計，在窯頂及兩側(cè)窯墻外表面上，每隔一定距離，測定溫度，制定沿窯長表面溫度曲線，以便計算向外的散熱損失。測量表面溫度時應(yīng)在窯頂同一寬度位置上和側(cè)墻同一垂直位置上多測幾個點，求取平均溫度，作為窯長方向的溫度。（四）測定窯墻，窯頂外面的溫度用表面熱電偶或電阻溫度計或半導(dǎo)（五）測定窯內(nèi)氣體

5、的實際溫度將熱電偶插入窯中測得的溫度，是介于氣體和制品之間的溫度。在預(yù)熱帶熱電偶測得的溫度比煙氣低，比制品的溫度要高，但更接近于氣體溫度。在燒成帶熱電偶的溫度也是比燃燒產(chǎn)物的溫度低，比制品的溫度高，但更接近于制品的溫度。在冷卻帶低溫段熱電偶的溫度則更接近于該帶熱空氣的溫度。（五）測定窯內(nèi)氣體的實際溫度將熱電偶插入窯中測得的溫度，是介（1） c氣體的對流傳熱系數(shù)； g氣體的黑度m制品的黑度； 熱電偶的黑度Tg，tg氣體的溫度，K，Tm制品的溫度，K；T，t熱電偶的溫度，K，（2）（1） （2）黑度灰體的全輻射本領(lǐng)與同溫度下絕對黑體全輻射本領(lǐng)的比值稱之為灰體的黑度，通常用表示。凡是將輻射熱全部反射

6、的物體稱為絕對白體，能全部吸收的稱為絕對黑體，能全部透過的則稱為絕對透明體或熱透體。在應(yīng)用科學(xué)中，常把吸收系數(shù)接近于1的物體近似的當(dāng)作黑體。介于01之間.輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相似，且單色輻射本領(lǐng)不僅小于黑體同波長的單色輻射本領(lǐng)，兩者的比例不大于1的常數(shù)，這類物質(zhì)稱之為灰體。黑度溫度是隧道窯生產(chǎn)過程中需要測量和控制的重要熱工參數(shù)之一。溫度控制不當(dāng)，其產(chǎn)量和質(zhì)量也就難以保證。因此，準(zhǔn)確測量和控制各帶溫度很重要。 溫度是隧道窯生產(chǎn)過程中需要測量和控制的重要熱工參數(shù)之一。溫度測溫儀表的選取工業(yè)用測溫儀表有雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻璃液體溫度計、熱電阻溫度計、熱電偶溫度計和輻射

7、式測溫儀表等。其中，熱電阻溫度計和熱電偶溫度計在隧道窯測溫時應(yīng)用最多。測溫儀表的選取工業(yè)用測溫儀表有雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻窯爐熱工測量與自動調(diào)節(jié)課件安裝測溫儀表時要注意的問題安裝測溫儀表或測溫元件時，要盡量避免震動。安裝指示型或記錄型儀表時，其周圍溫度宜在0-40之間，并盡量選擇灰塵小、溫度低的地方。安裝感溫元件時，必須設(shè)法減少熱損失，以使測量溫度盡可能準(zhǔn)確。安裝測溫儀表時要注意的問題安裝測溫儀表或測溫元件時，要盡量避二、窯內(nèi)壓力的測量測定窯內(nèi)壓力曲線，是沿窯兩側(cè)近窯車裝載面處，每隔一定距離開孔，插入測壓管，利用微壓計測定，記錄各點的壓力，按壓力和窯長的關(guān)系制成曲線。根據(jù)壓力曲線，觀察

8、預(yù)熱帶和燒成帶交界處的零壓位是否恰當(dāng)？冷卻帶急冷風(fēng)處正壓是否適當(dāng)。注意隧道窯的垂直截面上的靜壓是不同的，愈向上，壓力愈大，所以一條壓力曲線上的各測壓點應(yīng)在同一水平位置上。最好同時測定幾條不同高度的壓力曲線，以及車下壓力曲線，以便控制。二、窯內(nèi)壓力的測量三、窯內(nèi)氣氛測量和空氣過剩系數(shù)的測量燒還原氣氛的隧道窯，要求測定1050-1200范圍內(nèi)的CO含量，來判斷還原氣氛是否恰當(dāng)。在這一范圍內(nèi)屬強(qiáng)還原性，CO含量一般在2-4%。用裝有燃燒管的氣體分析器或紅外氣體分析儀進(jìn)行分析，測定CO含量，或用氣相色譜儀測定窯內(nèi)氣氛。在最高燒成溫度處以及高火保溫處的氣氛為弱還原性或中性，也可以用上述儀器進(jìn)行分析。10

9、50以下的氧化爐以及預(yù)熱帶各排煙口的空氣過剩系數(shù)的測量，一般采用奧氏煙氣分析器。從CO2，O2，CO及N2的百分組成，可以計算煙氣中的空氣過剩系數(shù)，并可根據(jù)燒成帶的空氣過剩系數(shù)和預(yù)熱帶的空氣過剩系數(shù)兩者之差，計算預(yù)熱帶的漏風(fēng)量。三、窯內(nèi)氣氛測量和空氣過剩系數(shù)的測量便攜式燃?xì)夥治鰞x便攜式燃?xì)夥治鰞x四、管道和煙道內(nèi)氣體流速、流量的測量一次風(fēng)管，二次風(fēng)管，急冷風(fēng)管，窯尾直接冷卻風(fēng)管，抽熱風(fēng)管等處空氣流速和流量的測定，以及煙道內(nèi)煙氣流速和流量的測定判斷熱量分布的情況，分析操作是否合理。并為全窯的熱平衡核算打下基礎(chǔ)。測定管道或者煙道內(nèi)的氣體流速，是在這些管道，煙道的直線部分，氣流穩(wěn)定的地點開孔，插入標(biāo)準(zhǔn)

10、皮托管，用微壓計測定其動壓，按規(guī)定求平均流速，乘管道截面積，即為流量。也可不用皮托管，而用激光測速儀或熱線風(fēng)速儀讀出該處氣流速度。四、管道和煙道內(nèi)氣體流速、流量的測量一次風(fēng)管，二次風(fēng)管，急冷s型標(biāo)準(zhǔn)皮托管s型標(biāo)準(zhǔn)皮托管窯爐熱工測量與自動調(diào)節(jié)課件五、燃料用量的測定固體燃料可以用稱量的辦法，測定每小時的燃料消耗量。氣體或液體燃料可用流量計測定其每小時消耗量。五、燃料用量的測定固體燃料可以用稱量的辦法，測定每小時的燃料3.4.2 隧道窯的熱工標(biāo)定隧道窯的熱工標(biāo)定是按熱平衡要求，對隧道窯進(jìn)行全面的熱工測量，整理數(shù)據(jù)，分別算出熱收入和熱支出，核對收支是否平衡。進(jìn)一步分析哪項熱支出最大，是否合理，有無改進(jìn)

11、的可能。熱平衡的計算方法見第一章第六節(jié)隧道窯設(shè)計。設(shè)計時的熱平衡計算和熱工標(biāo)定時的熱平衡計算，計算步驟和方法卻完全相同，只是熱工標(biāo)定時已經(jīng)將各個參數(shù)測出，不必假定，直接代入公式。設(shè)計時是為了求得每小時的燃料消耗量，以便設(shè)計燃燒室，選擇燒嘴，并進(jìn)行通風(fēng)設(shè)備的計算和選型。熱工標(biāo)定取得全面數(shù)據(jù)后所進(jìn)行的熱平衡計算，目的是為了衡量設(shè)計是否合理，操作是否正常，熱耗的分布如何，哪些項熱耗最大，有無改進(jìn)之處等。3.4.2 隧道窯的熱工標(biāo)定隧道窯的熱工標(biāo)定是按熱平衡要求注意：如果熱收入和熱支出達(dá)不到平衡，應(yīng)考慮測定的數(shù)據(jù)有錯誤，或選點不恰當(dāng)，數(shù)據(jù)沒有代表性，要重新考慮，全面衡量。熱工標(biāo)定主要是為了判斷一座窯設(shè)

12、計或操作是否合理，所以往往不止對一座窯進(jìn)行標(biāo)定，甚至對同地區(qū)相同類型的窯進(jìn)行標(biāo)定，以便對照，分析比較，找出各窯的優(yōu)缺點，以便改進(jìn)設(shè)計，改進(jìn)操作，找出最佳化的設(shè)計和最佳化的操作條件，制定標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)型的窯爐。熱工標(biāo)定是一項繁重的工作，又是重要的工作，在熱工標(biāo)定中，可取得很多有用的第一手資料。所以要組織人力，合理安排，定期進(jìn)行熱工標(biāo)定。注意：如果熱收入和熱支出達(dá)不到平衡，應(yīng)考慮測定的數(shù)據(jù)有錯誤，3.4.3 隧道窯的自動調(diào)節(jié)隧道窯是一個連續(xù)性窯，在正常生產(chǎn)的情況下，窯內(nèi)的溫度、氣氛、壓力應(yīng)該穩(wěn)定。但是由于種種原因，例如產(chǎn)品種類變更，產(chǎn)量波動，裝車碼坯方法不同，燃料質(zhì)量和數(shù)量波動，風(fēng)量改變，

13、因天氣關(guān)系或地下水影響，使煙囪抽力變化以及各班工人操作經(jīng)驗不同等，都能引起窯內(nèi)溫度、氣氛和壓力發(fā)生變化。如果變化超過允許范圍，就要調(diào)節(jié)，使其回復(fù)到規(guī)定的范圍內(nèi)。窯內(nèi)調(diào)節(jié)的主要參數(shù)是溫度，其次是氣氛。溫度和氣氛是緊密聯(lián)系的，當(dāng)溫度發(fā)生變化，氣氛也一定發(fā)生變化。所以在溫度調(diào)節(jié)的同時，也往往調(diào)節(jié)了氣氛，至于壓力的調(diào)節(jié)是為了保證溫度和氣氛的穩(wěn)定，也是一個重要的調(diào)節(jié)參數(shù)。3.4.3 隧道窯的自動調(diào)節(jié)隧道窯是一個連續(xù)性窯，在正常生產(chǎn)一、隧道窯燒成帶的溫度自動調(diào)節(jié)（一）調(diào)節(jié)溫度的方法1.對燒氧化氣氛的窯或燒還原氣氛的窯的氧化帶（900-1050），可以固定空氣量不變，用改變?nèi)剂系姆椒ㄕ{(diào)節(jié)溫度。方法簡單，為多

14、數(shù)工廠采用。但氣氛性質(zhì)有變化，要防止氧化氣氛不足。一、隧道窯燒成帶的溫度自動調(diào)節(jié)（一）調(diào)節(jié)溫度的方法2.對燒還原氣氛的地帶，可以固定燃料量不變，用改變空氣量的辦法來調(diào)節(jié)溫度。比較簡單易于執(zhí)行，但不能維持氣氛性質(zhì)。如果空氣過多，空氣過剩系數(shù)大于1，則由還原氣氛變?yōu)檠趸瘹夥铡?.對燒還原氣氛的地帶，可以固定燃料量不變，用改變空氣量的辦3.比例地調(diào)節(jié)燃料量和空氣量，以調(diào)節(jié)溫度。當(dāng)窯內(nèi)溫度低時，比例地增加燃料量和空氣量，可以提高溫度。反之，減少燃料量和空氣量，可以降低溫度。這種方法既調(diào)節(jié)溫度又維持了氣氛，是最合理的調(diào)節(jié)方法。燒燃?xì)獾乃淼栏G可以采用這種方法。燒重油的窯，采用低壓比例調(diào)節(jié)油燒嘴，也是這種方

15、法。3.比例地調(diào)節(jié)燃料量和空氣量，以調(diào)節(jié)溫度。當(dāng)窯內(nèi)溫度低時，比（二）隧道窯燒成帶溫度自動調(diào)節(jié)的選點方案1. 選定隧道窯燒成帶一個最高溫度點，作為控制對象。這種方案簡單，用的儀表少。但即使控制了這點溫度，也難以保證其他溫度點不變化，整個窯的操作難于穩(wěn)定。2. 將燒成帶對應(yīng)于燃燒室的部位，分為若干組，如氧化爐組（900-1050），重還原爐組（1050-1200），弱還原爐或者中性爐組（1200以上）。每組選取一個溫度作為控制點，這個方案適用于非比例式燒嘴的分組調(diào)節(jié)，比第一方案好。3. 對應(yīng)于每個燃燒室的部位，在隧道內(nèi)偏于該燃燒室的一側(cè)或從燃燒室頂部選取一個點來控制溫度。適用于采用比例式燒嘴的隧

16、道窯上，能較精確地控制整個燒成帶的溫度。（二）隧道窯燒成帶溫度自動調(diào)節(jié)的選點方案1. 選定隧道窯燒成二、隧道窯燒成帶的氣氛自動調(diào)節(jié)如果在燒成帶溫度自動調(diào)節(jié)的時候，采用了比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，燃料和空氣按比例增加或減少，則在調(diào)節(jié)溫度的同時已調(diào)節(jié)了氣氛，不必另設(shè)氣氛調(diào)節(jié)儀。二、隧道窯燒成帶的氣氛自動調(diào)節(jié)三、隧道窯預(yù)熱帶的壓力自動調(diào)節(jié)預(yù)熱帶的壓力穩(wěn)定，對隧道窯極為重要。一般選擇預(yù)熱帶和燒成帶交界面處的壓力作為被調(diào)參數(shù)，控制該處的壓力穩(wěn)定。但該處壓力很小，接近于零壓，而且波動的幅度也小，因此需要靈敏度高的壓力變送器。所以有時將取壓點適當(dāng)?shù)叵蜇?fù)壓稍大的部位移動。也可選取煙囪總閘前或預(yù)熱帶排煙主煙道處的壓力作為控