1.1項目概況

回轉窯是指旋轉煅燒窯（俗稱旋窯），可用于對固體物料進行機械、物理或化學處理，具有煅燒質量好和產品質量高等優(yōu)點，是建材、冶金、化工、環(huán)保等許多生產行業(yè)中的重要設備。按照其處理物料的不同，可將回轉窯分為水泥回轉窯、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。

回轉窯是一個有一定斜度的圓筒狀物，斜度為3～3.5%，借助窯的轉動來促進料在回轉窯內攪拌，使料互相混合、接觸進行反應。以水泥回轉窯為例，生料粉從窯尾筒體高端下，料管喂入窯筒體內 ，由于窯筒體的傾斜和緩緩地回轉，使物料產生一個即沿著圓周方向翻滾，又沿著軸向從高溫向低端移動的復合運動，生料在窯內通過分解，燒成等工藝過程，燒成水泥熟料后從窯筒體的底端卸出，進入冷卻機。燃料從窯頭噴入，在窯內進行燃燒，使窯內內部溫度在1200℃以上，局部溫度高達 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，由窯進料端進入窯系統(tǒng)，最后由煙囪排入大氣。

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

回轉窯的筒體由40mm左右的鋼板卷制而成，筒體內鑲砌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系，筒體會有橢圓形的變形，會對窯內耐火材料產生壓力，隨著轉窯長時間不間斷的運行，內部耐火材料會被侵蝕變薄甚至脫落，或者結圈拉圈，引發(fā)安全與生產故障事故。此前，山東一大型水泥生產企業(yè)，因為一次回轉窯停窯事故，32個小時維修加上產量損失就合300多萬。而這動輒幾百萬的損失，就是因為回轉窯燒成帶兩塊硅莫磚脫落引起的紅窯造成的?！凹t窯”是因為某個區(qū)域窯體溫度過高造成的，處理不及時可能造成窯爐燒穿等大型事故。因此對回轉窯建設一套在線溫度監(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)質高產和轉窯平安運轉的關鍵。

1.2項目現(xiàn)狀

回轉窯作為水泥生產過程中的核心設施，窯內燃燒溫度和筒體外壁溫度對產品的質量和生產安全性至關重要。經現(xiàn)場勘測與交流，目前存在的風險如下：

回轉窯內燒成溫度直接影響反應進行得是否徹底、有效。反應溫度過低，熟料質量不好，轉窯被迫減速，單位熱耗增加；
回轉窯燒成溫度過高，易燒壞窯襯材料，影響窯的長期平安運轉；
由于熟料易結塊，極易造成結圈，并在尾部堆積拉圈，影響產品質量，以致需要停窯除焦，影響設備運行可靠性。
內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，嚴重時威脅生產安全，造成非計劃停窯或事故。
燃料在轉窯內燃燒時，由于回轉窯的結構特點，無法采取直接手段測量內部溫度分布，無法判斷燃燒中心的位置與內部的溫度狀況，會造成燃燒不充分或燃燒過度。

為了保證回轉窯安全高效運行，急需一套行之有效的在線溫度監(jiān)控系統(tǒng)用于轉窯的窯內窯外區(qū)域，以此提升生產流程的安全性及風險預警能力。監(jiān)控系統(tǒng)應滿足如下幾點要求：

進行非接觸式測溫，對回轉窯窯頭和窯外進行全面、準確的溫度監(jiān)測，設備運行過程中不影響回轉窯正常工作。
高穩(wěn)定性與適用性：窯內監(jiān)控設備可在高溫條件下穩(wěn)定工作，且測溫范圍覆蓋窯內正常及異常溫度。窯外監(jiān)控設備可監(jiān)控整個回轉窯筒體；
風險預警與高溫報警：可對高溫對象實現(xiàn)快速報警；
數據存儲：可全程或報警觸發(fā)錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放；
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

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，專門針對窯內高溫環(huán)境，測溫范圍高達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；
全天候將采集的全輻射紅外圖像流接入中控室，在實時畫面中查看轉窯各個區(qū)域溫度分布以及最高溫、最低溫與平均溫等；
可自定義超溫報警、高溫區(qū)間報警、低溫報警、溫度區(qū)間報警、溫度區(qū)間外報警5種類型報警方式以及微信或短信兩種報警推送方式，告警時給相關負責人發(fā)送微信或短信，幫助相關人員及時采取行動；
實時繪制回轉窯溫度變化曲線,顯示外壁溫度橫剖面和縱剖面各位置最高溫變化趨勢圖，為分析轉窯內部結焦或耐火泥脫落位置和狀態(tài)提供參考；
回轉窯每轉一周，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；
可在畫面中設定轉窯不同距離標識點，表明區(qū)域在轉窯上的實際位置，讓觀測人員更好的辨別溫度異常點；
自動生成區(qū)域最高溫溫度變化曲線，指導燃燒中心位置調整；
方便用戶進行管理，可設置不同人員的使用權限；
系統(tǒng)自檢，故障后自動重新連接，支持遠程故障處理，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。
1.4總結

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

窯內，可實時獲取內壁溫度分布、原料運動軌跡、結圈分布及耐材情況；窯外，可在窯壁因內部耐火材料侵蝕、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行報警，最大程度避免“紅窯”等狀況。為工人進行回轉窯溫度調整、窯體維修去渣等工作提供科學有效的依據。在最終效果上實現(xiàn)穩(wěn)定、及時、精準的風險預警功能，以此保障生產工藝流程的安全、健康運行。