水泥窯氣體分析儀系統取樣探頭的改進及應用

    新型干法水泥回轉窯尾氣分析儀主要由氣體取樣、氣樣預處理和氣體分析三部分組成。其中，氣體取樣通常有干法取樣和濕法取樣兩種。濕法取樣的主要缺點是樣氣在取樣過程中的變質會造成很大的檢測誤差。干法取樣雖避免了“濕法取樣”不能令人滿意的樣氣修正問題，但窯尾的高溫、高粉塵、鹵化堿凝結以及大塊物料等因素會引起氣體分析儀損壞而取不到樣氣，不能正常工作。我廠通過多年的生產實踐，在回轉窯尾氣體分析儀的干法取樣技術上，取得了一定的經驗，本文對此作一介紹，供參考。

１　取樣裝置的改造
１．１　原取樣裝置介紹　　

我廠2000t/d預分解窯系統窯尾氧含量分析采用一套德國制造的熱磁式氧氣分析儀，氣樣預處理和分析儀器運行效果令人滿意。但是，氣體取樣探頭存在管道堵塞及取樣管易燒斷兩大問題。　　該氣體分析儀的成套裝置，其氣體取樣是采用干法取樣技術的#5探頭，整個裝置沒有反吹氣路。按說明書，#5探頭用于溫度高至1300℃的有塵氣體的取樣和過濾，它包括一耐高溫取樣管和出口過濾器組成，其中取樣管又由耐溫不銹鋼管(支持管)和插在它里面的陶瓷器(實際取樣管)組成。然而，#5探頭的實際使用情況不理想，工作中探頭時常出現堵塞甚至燒斷，幾乎無法在窯尾中使用。為此，1992年至1997年我們對該探頭進行了2次改造，分別解決了其易燒斷及易堵兩大問題，恢復了窯尾氧氣分析儀的使用功能。

１．２　取樣裝置改進措施　

(１)設計新的取樣管。由于回轉窯尾氣溫度高達1300℃, 設計制作出帶水冷卻的取樣管 ，以徹底根治原＃5探頭燒斷的事故。　

(２)設置自動反吹防堵設施。由于出回轉窯氣體的粉塵濃度高達100ｇ/m3，局部甚至高達2000ｇ/m3，工作環境極其惡劣。為此，在探頭和過濾器上增設了自動反吹設施。自動反吹設施的設置，解決了原＃5探頭時常堵塞的現象。樣氣、反吹氣氣路見圖４。　

(３)自動反吹控制。由于窯尾工作條件極其惡劣，我們設計了反吹清掃氣的自動控制，以解決分析儀因取樣探頭堵塞而無法工作的問題。分析儀投入運行后，取樣裝置每取樣氣1h，就進行自動反吹清掃取樣管及過濾器1min，反吹清掃期間，系統內的抽氣泵停止運行，儀器輸出的數據則保持反吹前測定的尾氣氧氣含量。當自動反吹結束后，系統首先進行排空20ｓ，20ｓ后儀器正常運行。　

(４)水溫檢測及冷卻水量控制。高溫尾氣進入水冷取樣管內會出現急冷而易粘結的現象。為此，通過對冷卻水出口端的水溫進行檢測，來調節入口端冷卻水量，實現出口端水溫恒定。同時，為防止取樣管工作期間因斷水而燒壞，在冷卻水出口端設置了水量控制器，將斷水信號接入PLC送到中央控制室進行故障監視，確保取樣管的安全運行。

２　運行情況　　

幾年前，我廠對窯尾氣體分析儀取樣裝置進行了上述改造，投入運行后，整個系統運行穩定、可靠、正常。改造后的取樣裝置各項指標均達到設計要求，能夠在高溫、高粉塵的惡劣條件下長期、穩定、可靠地運行。系統運行期間，沒有出現過探頭燒斷現象，探頭堵塞也不常見，只要每周對取樣探頭進行一次的常規維護工作，運行情況令人滿意。