CN104850149A - 控制提高水泥质量的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种控制提高水泥熟料质量的设备及方法，设备的采样探头与气体采样柜连接，气体采样柜与气体分析仪连接，气体分析仪与现场计算机连接，现场计算机与通信装置连接，通信装置与中控室计算机连接，摄像机与中控室计算机连接，无线远程终端设备与中控室计算机连接。气体分析仪测量水泥窑排出废气成分含量，将显示气体含量的数字信号输入给现场计算机，对数据进行分析和存储，通信装置将数据传输到中控室计算机，转换成水泥熟料生产过程的烧结温度，指导操作人员将烧结温度保持在最佳水平。通过摄像机的图像了解水泥熟料的烧结效果；用互联网发布监测数据。保证生产的各种水泥质量合格，实时监控水泥的生产质量，避免了质量调控的滞后和缺失。

Description

控制提高水泥质量的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种控制提高水泥质量的设备及方法。

背景技术

水泥产品质量直接影响建筑质量，关系到国计民生和人民生命财产安全，而水泥熟料的质量直接决定水泥产品的质量。通过理论分析和生产实践，证明熟料烧结温度是影响水泥熟料质量的主要因素之一，严格监控熟料烧结温度是提高熟料质量的重要途径。在水泥熟料生产过程中，在正常的原料配料状况下，控制旋窑熟料烧结温度为1350℃±100℃，才能使生成的熟料成分达到优质熟料水平。要实现合理控制熟料的烧结温度，首先需要准确动态测量熟料烧结温度。目前，水泥行业测量水泥旋窑窑内熟料烧结温度的方法中，测量烧结温度的手段和设备主要有：

(1)窑头比色温度计

    安装在窑门上，与看火电视分列两门安装。采用双波长红外测温原理，以抵御粉尘的干扰。但这毕竟是一种光学测量设备，即便有良好的防护设施，在窑内动态环境下，也只能测到喷煤嘴附近的温度区域，其结果是要么测喷煤嘴火焰温度，成为“烧点温度计”；要么将镜头对准喷煤嘴下方，测量进入窑冷却带的已经烧好的熟料温度。因此，这种设备做不到测量熟料的烧结温度。

(2))窑头测温电视

    安装在窑头窑门上，一般取代窑头看火电视。它能够在屏幕上显示它的镜头所“看到”的区域中多点的温度值。但是，这同样是一种光学仪器，同样受到测量距离的影响，不可能在动态环境下测到30多米远的烧成带的烧结温度值，只能作为一种更高级的看火电视使用。

(3)筒体扫描仪

    安装在窑筒体外一侧，往返行走。用来测量窑筒体表面温度，判断是否红窑或窑衬砖的变化。有人用它来测量熟料烧成带温度，但是由于熟料烧结区域外面结有窑皮，还有厚度在变化的衬砖，再外面是筒体，然后才能传到扫描仪，干扰因素太多，不能测量熟料的烧结温度。

(4)窑尾热电偶

安装在窑尾烟室壁上，用来测量窑尾排气的温度。用它判断熟料的烧成温度误差太大，再者热电偶经常被烧坏，可靠性太差，不能作为熟料烧成温度测量工具。

由于现有测量烧结温度技术的局限性，操作员无法了解熟料烧结温度，更无法判断烧结温度是否合理，燃料煤不能充分燃烧，没有产生热力NOX，熟料的烧结温度就低于1250℃，烧成的熟料质量非常不好。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的发明目的一是提供一种提高水泥质量的控制设备，二是提供一种控制设备的控制方法。实时在线准确的监测水泥生产线旋窑的烧结温度，有针对性的采取温度控制措施，最大限度的提高水泥产品质量。

解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种控制提高水泥质量的设备，包括采样探头、气体采样柜、气体分析仪、计算机、通信装置、摄像机、远程终端设备。所述的采样探头与气体采样柜连接，采样探头在气体采样柜的控制下采集窑尾烟室的样气，气体采样柜与测量样气成份的气体分析仪连接，气体分析仪通过数据采集卡与现场计算机连接，现场计算机与通信装置连接，通信装置与中控室计算机连接，数据采集卡将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，现场计算机对数据进行简单分析和短期存储，并通过通信装置将数据传输到中控室计算机；摄像机通过网线与中控室计算机连接，无线远程终端设备与中控室计算机网络连接。

作为优选，所述的采样探头采用唐山奥特机电设备有限公司出产的QF-3型湿法采样探头，安装在水泥生产线旋转窑窑尾烟室内。

作为优选，所述的气体采样柜采用唐山奥特机电设备有限公司出产的QF-3型气体采样柜。

作为优选，气体分析仪采样德国ABB公司AO2020气体分析分析仪。

作为优选，数据采集卡采用美国NI公司USB-6201型数据采集器。

作为优选，现场计算机采用台湾研华公司PPC-L128T工业平板电脑。

作为优选，无线远程终端设备是各种型号智能手机，通过无线公用网络与中控室计算机相连。

作为优选，摄像机采用WS-3型工业级网络摄像机，安装在水泥生产线篦冷机出口熟料拉链机上方

一种控制设备的水泥熟料质量生产过程控制方法，其方法步骤是：

a.气体分析仪测量样气中氧气、一氧化碳和一氧化氮气体含量,数据采集卡将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，输入给现场计算机；

b.现场计算机对数据进行简单分析和短期存储，并通过通信装置将数据传输到中控室计算机；

c.中控室计算机通过分析气体含量，利用水泥工艺学理论计算得到水泥熟料在窑炉内的烧结温度；

d.通过中控室计算机利用人机对话方式指导操作人员把水泥熟料在窑炉内烧结温度这个参数保持在最佳水平，保证水泥熟料中最重要的硅酸三钙C₃S成分的生成，烧结温度用数据和连续的曲线显示并保存；

e.通过摄像机的图像直观的了解出篦冷机水泥熟料的烧结效果；生产的水泥熟料中硅酸三钙C₃S和硅酸二钙C₂S 的成分含量达到或超过75%。

f.中控室计算机通过互联网发布工艺过程监测数据，技术人员和管理人员利用移动通信装置随时随地获得工艺数据，获得水泥熟料的质量信息。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明将多种装置连接组合成水泥熟料生产过程的监控成套设备，用该设备采集水泥熟料煅烧过程中的气体成分含量，用计算机分析检测输出数据，操作人员通过现场数据，实时在线操作指导优化工艺过程，控制烧成带温度，提高水泥熟料质量。技术人员和管理人员可以使用手机、便携电脑等移动通信装置随时随地获得工艺数据，实时监测生产工艺状况，便于及时调控生产过程，通过中控室计算机利用人机对话方式指导操作人员把这个参数保持在最佳水平，保证水泥熟料中最重要的硅酸三钙C3S成分的生成，生产的水泥熟料中硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S 的成分含量达到或超过75%。从根本上保证水泥企业生产的各种水泥产品质量合格，提高了质量监控的实时性，避免了质量调控的滞后和缺失。

附图说明

  图1是本发明的总体连接结构示意图。

图中标记：采样探头1，气体采样柜2，气体分析仪3，数据采集卡4，现场计算机5，仪表舱6，通信装置7，中控室计算机8,现场熟料摄像机9，无线远程终端设备10。

具体实施方式

下面能结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1 控制设备

本发明的控制设备包括：采样探头1，气体采样柜2，气体分析仪3，数据采集卡4，现场计算机5，通信装置7，中控室计算机8,现场熟料摄像机9，无线远程终端设备10。具体连接结构见图1，采样探头1采用唐山奥特机电设备有限公司出产的QF-3型湿法采样探头，安装在水泥生产线旋转窑窑尾烟室内。采样探头1与气体采样柜2线连接，气体采样柜2采用唐山奥特机电设备有限公司出产的QF-3型气体采样柜。采样探头1在气体采样柜2的控制下采集窑尾烟室的样气，

气体采样柜2与测量样气成份的气体分析仪3线连接，气体分析仪3采用德国ABB公司AO2020气体分析分析仪；气体分析仪3测量样气中氧气、一氧化碳和一氧化氮气体含量,气体分析仪3与数据采集卡4线连接，通过数据采集卡4与现场计算机5连接。数据采集卡4采用美国NI公司USB-6201型数据采集器；数据采集卡4将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，输入给现场计算机4，现场计算机5采用台湾研华公司PPC-L128T工业平板电脑；其主要作用是对数据进行简单分析和短期存储。

气体采样柜2、气体分析仪3、数据采集卡4和现场计算机5分别安装在现场的仪表舱6内。

现场计算机4与通信装置7线连接，通信装置7与中控室计算机8线连接，本实施例所述的通信装置7采用TP-LINK TL-R860路由器，安装在中控室内。数据采集卡4将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，现场计算机5对数据进行简单分析和短期存储，并通过通信装置7将数据传输到中控室计算机8；中控室计算机8采用DELL OptiPlex9020台式计算机，安装在中控室内,与通信装置7线连接。现场熟料摄像机9通过网线与中控室计算机8连接，无线远程终端设备10通过无线公用网络与中控室计算机8相连。无线远程终端设备10可以使用各种型号的智能手机。

实施例2 控制设备的水泥熟料生产过程的质量控制方法

将采样探头1安装在水泥生产线旋转窑窑尾烟室,在气体采样柜2控制下采集窑尾烟室的样气。

用气体分析仪3测量样气中氧气、一氧化碳和一氧化氮气体含量,并将这些信号输入给数据采集卡4，数据采集卡4将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，输入给现场计算机5。

现场计算机5对数据进行简单分析和短期存储，并通过通信装置7将数据传输到中控室计算机8，中控室计算机8通过分析气体含量，利用水泥工艺学理论计算得到水泥窑炉烧结温度；烧结温度是反应水泥熟料生产质量的重要参数，通过中控室计算机8利用人机对话方式指导操作人员控制调整参数，使这个参数保持在最佳水平，保证水泥熟料中最重要的硅酸三钙C3S成分的生成，生产的水泥熟料中硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S 的成分含量达到或超过75%。从根本上保证水泥企业生产的各种水泥产品质量合格。通过上述方法控制熟料烧结温度，使水泥熟料立升重得到保证，从而提高水泥产品质量。烧结温度用数据和连续的曲线显示，并且可以保存1年的数据供备查。操作人员通过经过篦冷机冷却后的熟料摄像机9的图像，更直观的了解水泥熟料的烧结效果。

中控室计算机8通过互联网发布工艺过程监测数据，技术人员和管理人员可以使用无线远程终端设备10诸如手机、便携电脑等移动通信装置随时随地获得工艺数据，便于及时调控生产过程。

Claims (9)

1.一种控制提高水泥质量的设备，包括采样探头、气体采样柜、气体分析仪、计算机、通信装置、摄像机、远程终端设备，其特征在于，所述的采样探头与气体采样柜连接，采样探头在气体采样柜的控制下采集窑尾烟室的样气，气体采样柜与测量样气成份的气体分析仪连接，气体分析仪通过数据采集卡与现场计算机连接，现场计算机与通信装置连接，通信装置与中控室计算机连接，数据采集卡将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，现场计算机对数据进行简单分析和短期存储，并通过通信装置将数据传输到中控室计算机；摄像机通过网线与中控室计算机连接，无线远程终端设备与中控室计算机网络连接。

2.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，所述的采样探头采用唐山奥特机电设备有限公司出产的QF-3型湿法采样探头，安装在水泥生产线旋转窑窑尾烟室内。

3.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，所述的气体采样柜采用唐山奥特机电设备有限公司出产的QF-3型气体采样柜。

4.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，气体分析仪采样德国ABB公司AO2020气体分析分析仪。

5.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，数据采集卡采用美国NI公司USB-6201型数据采集器。

6.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，现场计算机采用台湾研华公司PPC-L128T工业平板电脑。

7.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，无线远程终端设备是各种型号智能手机，通过无线公用网络与中控室计算机相连。

8.根据权利要求1所述的控制提高水泥质量的设备，其特征在于，所述的摄像机采用WS-3型工业级网络摄像机，安装在水泥生产线篦冷机出口熟料拉链机上方。

9.一种如权利要求1所述 的设备的控制方法，其特征在于，其方法步骤是：

a.气体分析仪测量样气中氧气、一氧化碳和一氧化氮气体含量,数据采集卡将表示气体含量的模拟信号转换为数字信号，输入给现场计算机；

b.现场计算机对数据进行简单分析和短期存储，并通过通信装置将数据传输到中控室计算机；

c.中控室计算机通过分析气体含量，利用水泥工艺学理论计算得到水泥窑炉烧结温度；

d.通过中控室计算机利用人机对话方式指导操作人员将水泥窑炉烧结温度保持在最佳水平，保证水泥熟料的硅酸三钙C₃S成分的生成，烧结温度用数据和连续的曲线显示并保存；

e.通过摄像机的图像直观的了解水泥熟料的烧结效果；生产的水泥熟料中硅酸三钙C₃S和硅酸二钙C₂S 的成分含量达到或超过75%；

f.中控室计算机通过互联网发布工艺过程监测数据，技术人员和管理人员利用移动通信装置随时随地获得工艺数据，获得水泥熟料的质量信息。