西安潤萊儀器|氣體分析儀在水泥生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

在水泥生產(chǎn)工藝流程中有多處需要使用到氣體分析技術(shù)來輔助生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量以及避免　事故的發(fā)生。它們分別是在煤粉制備的煤粉倉以及窯尾煙室中的氣體分析與監(jiān)測。在不同環(huán)節(jié)，分析與監(jiān)測的氣體不同，目的也不同?！　?/span>

我們將在文章　部分介紹窯尾煙室中的氣體分析與監(jiān)測，第二部分介紹煤粉倉的氣體分析與監(jiān)測。

０１窯尾煙室中的氣體分析與監(jiān)測

氣體分析儀是通過在線連續(xù)提取、處理和分析窯尾煙室（或煤磨出口）中的氧氣（Ｏ２）、一氧化碳（ＣＯ）、一氧化氮（ＮＯ）的百分含量，來實(shí)時監(jiān)測水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒狀況。

對窯尾煙室中的氣體進(jìn)行分析監(jiān)測的意義　　

因?yàn)樗嗷剞D(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒情況直接關(guān)系到水泥熟料的產(chǎn)量、質(zhì)量、原燃料的消耗和綜合成本。如果窯內(nèi)煅燒溫度過高或熱工振蕩過大，不僅會大量消耗燃煤，甚至還會損害窯襯；如果煅燒溫度過低，就會造成熟料的夾生料，嚴(yán)重影響水泥熟料的質(zhì)量。

一方面，窯尾煙室氣體分析儀的合理使用，可以幫助中控操作人員實(shí)時了解窯內(nèi)的煅燒狀況和燃煤的ｗａｎ全燃燒狀況，指導(dǎo)操作人員及時采取相應(yīng)措施：如根據(jù)一氧化碳的含量，來實(shí)時調(diào)節(jié)窯頭的噴煤量和送風(fēng)量，以便使燃煤wan全燃燒，獲得　大限度的熱效率，節(jié)省能源消耗；

另一方面，窯尾煙室氣體分析儀還有利于中控操作人員對整個煅燒過程信息做出整體的了解和綜合判斷，從而指導(dǎo)下一步的操作，做到有的放矢。

０２煤粉倉中的氣體分析與監(jiān)測

煤粉以其具有分散性、懸浮性、易燃性及便于運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)作為原料廣泛地應(yīng)用于電廠鍋爐、水泥行業(yè)、新型煤粉工業(yè)鍋爐等燃燒設(shè)備中。與原煤相比，煤粉粒徑小、比表面積大，表面能高，具有一定的爆炸性。作為煤粉制備、儲存和供給的重要設(shè)備的煤粉倉，如果防爆措施不到位，不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)行，還可能造成財產(chǎn)損失和人身傷亡，所以有必要認(rèn)識煤粉爆炸機(jī)理，并對使其發(fā)生爆炸的因素予以控制，這其中就少不了對氣體進(jìn)行分析與監(jiān)測。

煤粉特性及爆炸機(jī)理

煤粉是經(jīng)過制粉系統(tǒng)機(jī)械破碎、篩分、干燥磨制后的燃料，是由尺寸不同、形狀不規(guī)則的顆粒所組成。煤粉的密度較小，新磨制的煤粉堆積密度僅為０．４５～０．５０ｔ／ｍ＆ｓｕｐ３；。煤粉顆粒很細(xì)，單位質(zhì)量的煤粉具有較大的表面積，在其表面可吸附大量的空氣，因此它和空氣結(jié)合在一起形成混合物，具有和流體一樣的性質(zhì)。煤粉爆炸是煤粉和助燃?xì)怏w（氧氣或空氣）的快速化學(xué)反應(yīng)。由于剛磨制的煤粉粒子帶有極性相同的靜電荷，具有吸附大量空氣的能力，比表面積能量過大，處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。這樣積存的煤粉受空氣中氧的作用，容易氧化放出熱量。當(dāng)散熱條件不好時，放出的熱一時無法散開，促使溫度急劇上升，引發(fā)周圍氣粉混合物爆燃，在短時間內(nèi)即可導(dǎo)致煤粉的爆炸，　大的爆炸壓力可達(dá)到０．２５０～０．３１３ＭＰａ。

影響煤粉爆炸的主要因素　　

通過對煤粉特性及爆炸原理的分析，在分析大量數(shù)量的前提下，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究，證明影響煤粉爆炸的主要因素有以下５點(diǎn)。

（１）煤粉的揮發(fā)分。一般來講，揮發(fā)分越高、發(fā)熱量越高、活性越高、活化能越低，越容易爆炸。揮發(fā)分Ｖｄａｆ＜６．５％，煤粉幾乎不爆炸，Ｖｄａｆ＞２５％時煤粉就容易發(fā)生自燃，爆炸的危險性增強(qiáng)。

（２）煤粉細(xì)度。煤粉越細(xì)，與空氣接觸面越大，爆炸性也越大。當(dāng)煤粉粒度（煤粉等效直徑）ｄｐ＞０．１ｍｍ時，煤粉幾乎不爆炸，而當(dāng)ｄｐ＜７４μｍ時，爆炸的危險非常大。實(shí)踐中常用細(xì)度來定量表示煤粉的大小，煤粉細(xì)度是表示煤粉中不同直徑的顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，通常是用標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，用留在篩子上的剩余煤粉量與總煤粉量的百分比表示。

（３）煤粉濃度。煤粉和空氣混合在一定濃度時，由于明火或煤粉沉積物自燃而引起爆炸。煤粉爆炸性隨著它在空氣中的濃度增大而變大，當(dāng)濃度增加到一定限度時，爆炸性又開始減小。

（４）介質(zhì)的含氧量。由于煤粉的自燃和爆炸均需要與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以介質(zhì)的含氧量也是影響煤粉爆炸的一個因素。煤粉的爆炸有　低氧濃度的要求。懸浮在含氧量大的氣體介質(zhì)中的煤粉，可爆性大并且爆炸力強(qiáng)。

（５）混合物溫度。煤粉空氣混合物溫度越高，爆炸的可能性越大。一般煤粉空氣混合物不宜超過一定的溫度。

煤粉的特性使得煤粉容易自燃甚至爆炸，這要求在煤粉生產(chǎn)和儲運(yùn)過程中做好防爆措施。煤粉倉一般設(shè)立在制粉系統(tǒng)和供粉系統(tǒng)中，是煤粉制備、儲存和供給的重要設(shè)備。

在煤粉煤質(zhì)一定的情況下，與煤粉倉自燃及爆炸相關(guān)的因素如下：煤粉倉設(shè)計與施工、煤粉倉日常維護(hù)和　技術(shù)保障設(shè)施。針對此因素，可采取以下措施來預(yù)防和處理煤粉倉自燃事故的發(fā)生。

煤粉倉日常維護(hù)操作主要有以下注意事項。

（１）煤粉倉應(yīng)定期降粉，清理積粉。

（２）注意煤粉倉的密封，防止空氣從未關(guān)嚴(yán)部分漏進(jìn)粉倉。

（３）規(guī)范定時巡查制度及實(shí)施情況，注意各處設(shè)備細(xì)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)險情，做好氣體濃度及溫度監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)異常時及時采取措施進(jìn)行處理。

技術(shù)保障設(shè)施

（１）惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)。煤粉在煤倉中放置的過程中會不斷釋放ＣＯ、ＣＨ４等可燃?xì)怏w，為了防止可燃性氣體積聚、避免濃度超標(biāo)，可以采用惰性氣體例如氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，這樣既可以不斷稀釋可燃?xì)怏w的濃度，又能降低煤倉的氧含量。

（２）溫度調(diào)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)。煤粉倉要具備溫度調(diào)節(jié)措施，防止溫度驟變，　煤粉倉在一定范圍內(nèi)的恒溫狀態(tài)。

（３）滅火系統(tǒng)。煤粉一旦發(fā)生自燃，要充分利用滅火裝置。二氧化碳系統(tǒng)是常用的滅火裝置：加壓儲存的二氧化碳呈液體狀態(tài)，噴射出來氣化時的體積增大約４５０倍，能及時充滿粉倉，降低可燃?xì)怏w和氧濃度，二氧化碳?xì)饣€可吸收大量熱量，組織燃燒的蔓延。

（４）氣體濃度分析監(jiān)測系統(tǒng)。我公司自主研發(fā)的在線防爆氣體分析系統(tǒng)可在線實(shí)時監(jiān)測分析煤粉倉復(fù)雜工況下氣體，包括ＣＯ、Ｏ?、ＣＯ?、Ｈ?、ＣＨ?、ＣｎＨｍ等氣體濃度，含取樣單元、預(yù)處理單元、分析單元、標(biāo)定單元、控制單元等，也可以根據(jù)客戶需求定制。針對多個煤粉倉共用一套分析系統(tǒng)，我公司擁有豐富的項目經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)案例。

０３氣體分析儀在水泥行業(yè)的應(yīng)用

氣體分析儀在水泥行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，它可以提　益－通過優(yōu)化燃燒過程、節(jié)約能源和原材料；控制品質(zhì)－通過監(jiān)控特殊限制值，控制成品質(zhì)量；　運(yùn)行－防止火災(zāi)、爆炸；保護(hù)環(huán)境－監(jiān)測廢棄煙塵、防止排放超標(biāo)，所以在生產(chǎn)中要針對實(shí)際應(yīng)用的需要，考慮樣品、干擾及應(yīng)用條件，選擇合適的氣體分析儀器，才能得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

０４我司產(chǎn)品

我司?！樗嗌a(chǎn)研發(fā)生產(chǎn)的?。遥蹋叮埃病⌒兔悍蹅}氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)?。遥蹋叮埃病⌒退喔G過程成套分析系統(tǒng)，實(shí)時連續(xù)在線的監(jiān)測工況現(xiàn)場設(shè)備　環(huán)境氣體含量，為　生產(chǎn)保駕護(hù)航。