水泥气体分析仪介绍

■ 热交换组件
■ 带致冷剂回流管的冷却管
除尘过滤器
■ 机械抽回装置 ■ PLC 和监控单元
■ 进气管 ■ 固定法兰
如图 3 所示，除尘过滤器净化抽取的气体粉 尘混合物。
液冷式取样探头
如图 3 所示，取样探头作为将温度高、腐蚀 性强、粉尘含量高的气体从回转窑炉或预 煅烧室抽出的连续自动取样器。取样探头：
取样孔在侧面，只有粉尘含量较低的气体 除尘过滤器由以几部分组成：
能够进入探头。冷却管由特种钢材制成， ■ 过滤器外壳 这种钢材既耐高温又抗大的垂直弯曲。采 用的密封措施保证了在探头伸出时致冷剂 ■ 过滤头和滤芯
不会泄漏，同时空气也不会渗入。
■ 接线端子
■ 液冷式 ■ 无压力驱动 ■ 干式
致冷剂是一种专门研制的合成传热液，其 特点是： ■ 环保 ■ 沸点很高且吸热能力强
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图 5：热交换器组件
热交换器组件
冷却功能是由环保型合成传热液来实现的，冷却回路 的致冷剂无压密封，不会有损耗。该组件带来的好处 是炽热的空气可用于供暖，这样就可以大大减少能源 费用的支出。
热交换器组件 ( 如图 5 所示 ) 的关键部件是一带扩展容 器的气液冷却器，气液冷却器冷却传热液体。轴流风 扇用螺栓固定于冷却器，风扇的开关由温度开关根据 致冷剂的温度控制。一耐高温离心式抽吸泵用来使致 冷剂循环。由于采用了完全密闭的轴承和轴承环密封 垫，抽吸泵是免维护的。抽吸泵是由全密闭型表面冷 却式三相鼠笼马达驱动的。
1. 液冷式取样探头 2. 电加热式除尘过滤器 3. 气水分离器 4. 四通球阀 5. 低限压力开关 6. 过滤器 7. 样气手动关断阀 8. 电磁阀 9. 风扇冷却器 10. 循环泵 11. 带液位指示的补给罐 12. 控制阀 13. 温度传感器 14. 过温保护开关 15. 冷媒手动关断阀 16. 流量计 4
合于气体流型，粉尘颗粒积聚在过滤器箱 体的底板上，洁净的气体可以从过滤头引 出。
■ 冷凝液收集阱，气动马达控制器 ■ 接线端子
析柜隔开。 四通球阀的优点：
用可编程控制器 SIMATIC，可根据窑炉条 吹洗过程所需的无油无尘压缩空气的工作 件调节清洗过滤器粉尘沉积物的清洗周期。 压力约为 4~8 bar ( 约为 0.4~0.8Mpa)。
过滤室内集成的加热元件在装过热保险丝 的温度自动调节器的控制下将过滤器内部 温度调节到探头的工作温度，这就有效地 防止了过滤孔被污泥和渣壳堵塞。用耐腐 材料制成的过滤头和过滤器外壳通过一弓 形支架用中心定位螺钉连接在一起，这样 所有的维护工作，如更换及清洗过滤器等，
图 3：安装在可抽回设备上的带有除尘过滤器的液冷式取样探头
缩短安装时间，减少试运行次数，从而减少费用
选择我们的 CEMAT-GAS 气体分析系统，即使在系统安 装和试运行时也同样能节省你的费用。本系统由 6 个部 分组成，拆卸方便，适于现场使用。无需昂贵的专门 人员，你自己的维护人员就能安装系统。系统的试运 行和操作人员的培训只需 5 天时间。
系统组件
— 组成和功能
CEMAT-GAS: 可靠性高，维护费用低
一种特殊的传热液体和一个电加热除尘过滤器使 CEMAT-GAS 分析系统能在高达 230˚C 的温度下正常工 作，这就有效地消除了取样设备的凝露。此外，高效的 压缩空气自动清洗系统保证了探头、除尘过滤器和气 道的清洁。与常规气体分析系统相比较，CEMAT-GAS 所需的维护量少得多，而使用寿命却长得多。如果按 照厂家的建议去做，每天检查探头，那么，本系统可 持续使用 3 个月而无需维护。
采用机械抽回装置使气体取样系统的可靠性得到更进 一步提高，且使气体取样探头在窑炉入口处的安装及 拆卸变的简单、迅速。机械抽回装置的动作也可手动 控制或由 SIMATIC PLC 可编控制单元自动控制。
图 2：气体取样系统的工作原理
热气流 ( 气体和粉尘混合物 ) 分离的气流 ( 低粉尘混合物 )
窑炉区域
头上。由于可选择合适的滤芯空隙宽度， 可编程控制器一起执行系统的吹洗程序。 果发生堵塞可调节负压开关，以使清洗过
任何情况下，操作人员都能选择适合粉尘 压缩空气阀组合由以下部分组成：
程的启动适合于堵塞程度。
条件的滤芯。
■ 电磁阀
由于过滤头和过滤器外壳的定位合理，适 ■ 低限压力开关
在清洗流程中，采用一专门研制的电动四 通球阀来承担重要功能，如将分析管和分
■ 用于根据取样探头长度调节致冷剂流量的手动调节 阀。
由钢制管板和螺旋加肋管构成的气液冷却器由于致冷 所有控制及指示仪表都装在一完全密闭的控制箱内。 剂涡流而获得最佳致冷效果。即使环境温度很高或冷
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7百度文库
图 6：电动及气动伸缩装置
电动伸缩装置
有了马达驱动伸缩装置 ( 见图 6)，约重 110kg 的气体取 样探头可方便地插入高温窑炉或从窑炉抽回，从此不再 会有人工拆卸和安装探头的麻烦，并且使气体取样更 方便、更安全。万一发生故障，探头可快速抽回，从 而避免损坏。
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都可毫无困难地迅速完成。其它优点有： 压缩空气阀组合
一旦抽气管或除尘过滤器堵塞，送气泵产
即使频繁拆卸，耐高温 O 型圈仍然很可靠。
生负压，测量气软管中的低限压力开关就
圆柱形滤芯用一中心紧定螺钉固定在过滤 压 缩 空 气 阀 组 合 ( 如 图 4 所 示 ) 与 SIMATIC 产生一信号，启动压缩空气吹洗程序。如
先进的水泥回转窑气体分析系统
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先进的水泥回转窑 气体取样系统
只是受益
技术挑战
对水泥回转窑的排放气体的精确分析是保证高效率的 水泥生产、自动窑炉控制和对环境的可靠保护所必不 可少的。只有对窑炉气体进行连续分析，才能了解燃 烧过程的真实情况。
虽然大家早已知道连续气体取样的好处，但该技术的 成功应用由于其技术难度大而进展缓慢。窑炉温度高 达 1400˚C，窑炉气体的粉尘浓度高且含有强碱性、硫 和氯化物等物质，因而常规气体分析设备不太适用且 维护量大。
却器表面有粉尘污垢，冷却器的致冷能力也能满足需 求。因此，冷却器可在室内也可在室外使用。小型产 品中，为了方便安装，所有部件都安装在热交换组件 的安装框架上，所有部件都符合最高工业技术要求， 免维护，同时集成了监控设备：
■ 监控最小流量的流量监控仪；
■ 监控最高温度的温度监控仪；
■ 控制风扇开关的可调式温度开关；
组成、功能及其特点
取样系统紧靠着窑炉的进料室安装由 3 个部分组成 ( 见图 1)，连 接方便： ■ 带自动抽回装置、除尘过滤器和压缩空气进气阀组件的气体
取样探头。 ■ 带风扇和循环泵的液体 / 空气热交换器。 ■ 用于吹洗和监控系统运行状态的可编程控制单元。
热交换器组件可安装在取样探头附近，用两根预制波纹软管与 气体取样探头组件连接。可编程控制单元可安装在防尘控制室 内。尤其突出的是，气体取样探头的抗弯钢性的多管结构保证 了极少的维护工作量。由于采用易于调节的法兰接头，更换冷 却管、制冷剂回流管和进气管更快，费用也更低。
会形成气泡。
气体取样探头由以下部分组成： ■ 进气室
■ 工作温度在 200˚C 以上
■ 石灰质沉积物，不会腐蚀冷却管
气体取样探头安装在冷却管的中央，这样 探头的温度就可以比致冷液的温度高。固 定法兰提供了气体取样探头和窑炉进气室 或预煅烧室之间的机械连接。由于用自动 抽回装置传送探头，不用螺栓连接法兰。
两个固定支撑将轨道固定于地面。在轨道的下侧是有 机械保护的自洁式滚链导轨。无间隙锥形滚轮为滑车 导向，其全封闭滚珠轴承不受粉尘影响。带自锁蜗轮 传动装置的大扭矩感应电动机使滑车滑动，其优点是：
■ 防尘、防水
探头插入窑炉或从窑炉抽回约需 90s。插入或抽回过程 可用安装在伸缩装置上的开关手动控制，也可由中央 控制室或 SIMATIC 控制。如果超负荷，扭矩开关将停止 插入或抽回过程。
主要好处包括： ■ 降低了燃料成本 ■ 保证了产品的高质量 ■ 及早发现异常情况避免停工检修 ■ 减少排放物对环境的影响严格遵守法律法规
由于常规分析设备的探头是水冷式的，其可达到的工 作温度低于排放气体的露点。为了保证设备的正常运 行，必须对这种系统进行大量的维护工作，几乎每天 需要进行人工清洗。这是因为低工作温度使探头和除 尘过滤器表面形成凝露，而且，水冷系统的钙沉积物 和腐蚀缩短了过滤器和探头的使用寿命。
加热。 ■ 在组合箱的后板上固定，无须拆下，就
周期 1 压缩空气将过滤空的粉尘颗粒吹掉， 可打开维护。 周 期 2 把 全 部 粉 尘 吹 回 窑 炉。 与 此 同 时，
■ 为安全起见，装有上吹和下吹截止阀； 进气管、进气室及其进气孔的粉尘也得到
了清除。
■ 冷凝液收集阱用来分离冷凝液、过滤压
这样带来的好处就是无手动清洗的免维护
换热装置
压缩空气阀组
压缩空气 待分析气
冷凝液排放
成功的关键： 气体取样系统组件
小型 CEMAT-GAS 气体取样系统由 6 个组件 组成： ■ 液冷式取样探头 ■ 除尘过滤器 ■ 压缩空气阀组件
其他特性有： ■ 探头长度和安装位置，适合于任何工作
场所。 ■ 探头安装的倾斜度在 0~10˚ 之间时，不
■ 用散热片散热 ■ 备有辅助马达的轴端，可在停电时使用。 辅助马达可选用电池供电直流马达或压缩空气马达。
组成：
■ 由精度高的方型钢管制成的传送轨道；
缩空气。
工作周期相当长 ─ 通常大于 3 个月。
■ 球阀腔和密封圈用压缩空气清洗；
■ 100% 防漏，即在流程中有压力时，不 会有流程气泄漏，在流程中为真空时， 不会有空气渗入。
■ 免维护。
接线端子安装在压缩空气阀组合箱的底版 上，除尘过滤器、可编程控制器所有的电 气接线都接于此。
图 4：压缩空气阀组合，气动马达控制器和冷凝液收集阱
本系统采用两种独立的清洗程序来解决这一问题，根据 需要，用压缩空气清洗除尘过滤器或清洗进气管，每 种清洗程序都可手动或自动触发。实际上，超过 3 个月 的维护周期就是这样实现的。控制单元监控所有重要 功能、检查所有报警，万一出现问题，就会采取相应的 措施。解决问题的方法及其所涉及的范围由操作者用参
数设定。例如，可设定吹洗过程的启动时刻、持续时 间以及什么条件下气体取样探头须从窑炉抽回。所有 这些控制和监控功能都可用世界一流的 PLC — SIMATIC 执行。
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可自由编程的 SIMATIC-PLC 对系统进行控制，并监控整 个系统的运行状况。无需专门的编程知识，用编程器 就可修改所有的工作参数 ( 包括探头的清洗次数 )，以 适应变化的过程条件。如果出现过程扰动，探头会自 动移离窑炉，从而避免过热。
事实上，系统的模块化结构就使系统的维护费用降得 很低。
大大降低了运行费用
通常，气体分析测量系统必须定期校准，但有时不一定 有校准用气，这样就会造成系统超时而失准。CEMATGAS 系统采用免维护的气体分析仪器，这些仪器用环境 空气进行自动校准，而不需校准用的测试气体。这就 省去了获得测试气体的麻烦，节省购买校准用气的费 用。但为了保证仪器的可靠运行，建议每 6 到 12 个月 用标准气进一次校准。
可编程控制器控制两种清洗周期的执行方 电磁阀是压缩空气阀组合中的关键部件。 式：独立进行或一前一后串起来进行。两
■ 贴紧安装，在球阀和箱体之间不会有粉 尘聚积，无气体混合，不会形成难处理 的结壳；
■ 球阀接头为自洁式；
种清洗过程都采用冲击力大的高温压缩空 本组合件的重要特性有：
气。空气由高温过滤器箱体内的热交换器 ■ 可手动或用 SIMATIC PLC 操作；
气体取样探头与除尘过滤器分离的结构是本系统维护方便、减 少投资、降低运行费用的另一个特点。
图 2 是样品气、净化用压缩空气、进气管、除尘过滤器及气体 取样探头冷却液的流程图。待分析过程气用气体取样探头从水 泥回转窑炉中抽取，在电加热除尘过滤器中净化，然后送到气 体分析仪表进行分析。取样室的特殊进气孔确保了取样探头只 抽取粉尘含量特别低的流程气。
由于采用了特殊的环保型致冷剂，探头工作在高达 230˚C 温度 下，避免了冷凝物的积聚。
为了保证探头和过滤器之间无温度差，过滤器也加热到 230˚C， 这样，过滤腔内就不会有结碳，过滤孔就不会堵塞。
图 1：小型气体取样系统 3
预防性的技术保养使系统易使用、更可靠
气体取样系统无法完全避免粉尘和结垢，必须及时用 监测设备检测，并有效的除去。