目前，國內(nèi)很多水泥企業(yè)認(rèn)識到使用窯尾煙室氣體分析儀能夠給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，因而窯尾煙室氣體分析儀在一些水泥制造企業(yè)使用的相當(dāng)廣泛。不同的企業(yè)，由于對窯尾煙室氣體分析儀認(rèn)識不同，其使用的效果亦不同，要使分析儀效用得到最大發(fā)揮，關(guān)鍵是做好氣體分析儀的使用、維護(hù)和日常管理工作。
      窯尾煙室氣體分析儀是通過在線連續(xù)提取、處理和分析窯尾煙室中的O2、CO和NO的百分含量或PPM含量，來實(shí)時監(jiān)測水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒狀況。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完全燃燒狀況，指導(dǎo)操作人員及時采取相應(yīng)措施：如根據(jù)CO的含量，實(shí)時調(diào)節(jié)窯頭的噴煤量和送風(fēng)量，以便使燃煤完全燃燒，獲得最大限度的熱效率，節(jié)省能源消耗；也可根據(jù)NO的PPM含量合理調(diào)節(jié)窯頭噴煤量的大小，以防止窯內(nèi)的熱工異常現(xiàn)象。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)下一步的具體操作，做到有的放矢。
      氣體分析儀的組成及其功能窯尾氣體分析儀可對CO、O2、NO等氣體濃度進(jìn)行在線的、連續(xù)、定量、選擇性的測量和分析，系統(tǒng)由取樣探頭、探頭冷卻水系統(tǒng)、探頭吹掃氣路系統(tǒng)、樣氣調(diào)節(jié)和輸送系統(tǒng)、樣氣分析系統(tǒng)、PLC監(jiān)測控制系統(tǒng)等部分組成。
1.取樣探頭由60號探頭管和過濾裝置FE1組成。

      探頭管材質(zhì)為高溫不銹鋼，長度約1500㎜，在有冷卻水的情況下，可在1400℃的環(huán)境中采樣。由于用于分析的氣體取樣必須具有代表性，因此探頭尖端應(yīng)安裝在含塵較低的地方，避免安裝在不可靠的空氣入口處，同時應(yīng)避免安裝在物料滑落處，否則探頭在短時間內(nèi)便會堵塞。根據(jù)試驗(yàn)，探頭尖端的位置在窯尾煙室出口處靠近窯尾密封圈，在窯壁向下轉(zhuǎn)動的側(cè)面上（密封口前0～40㎝，密封口之上20㎝）比較合適。探頭尖端與旋轉(zhuǎn)窯的砌磚應(yīng)保持20～40㎝的距離，以防止不當(dāng)操作結(jié)圈后影響探頭的采樣。探頭的熱應(yīng)力越小越好，因此探頭的長度不應(yīng)長于氣體取樣所需的實(shí)際長度；為了避開探頭管尖端處的空氣流，所以探頭應(yīng)稍稍向下5～15°傾角安裝。探頭取樣裝置在設(shè)計(jì)上還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：探頭應(yīng)會自動回縮和插入，以便用機(jī)械方法去除探頭上可能積聚的物料，自動控制及時間設(shè)置由PLC實(shí)施，動作次數(shù)一般每天為1～10次；如果探頭在回縮及插入時到達(dá)正確位置，則位置開關(guān)傳遞信號給可編程序控制器，PLC監(jiān)控單元顯示探頭正常。如果在一定時間內(nèi)探頭沒到達(dá)回縮位或插入位，則啟動PLC中的報警；在下列異常情況下，應(yīng)通過PLC程序控制探頭自動回縮，以保證在故障情況下探頭不被燒壞：①冷卻水溫度太高。②冷卻水流量太低。③冷卻水壓力太低。④冷卻水泵電源故障。
2.探頭冷卻水系統(tǒng)。

       冷卻水系統(tǒng)用于對探頭進(jìn)行冷卻和保護(hù)，由水過濾站、循環(huán)水泵、熱交換器及冷卻水恒壓器等組成。水過濾站包括1個過濾器、兩個截流閥和1個檢查閥。冷卻水電磁閥打開時，在封閉的冷卻水回路中冷卻水泵進(jìn)行循環(huán)，流經(jīng)探頭后，通過一個帶溫控器的電磁閥，當(dāng)水溫高于設(shè)定時，冷卻水通過交換器經(jīng)水泵輸送至采樣探頭，此時PLC輸出使水泵及熱交換器啟動；當(dāng)水溫低于設(shè)定值時，冷卻水直接返回采樣探頭，此時，循環(huán)水泵及熱交換器停止工作。
       壓力監(jiān)測表、流量監(jiān)測表和溫度監(jiān)測表分別監(jiān)測冷卻水的壓力、流量和溫度。當(dāng)以上3種檢測信號有任意信號不滿足條件時，則PLC輸出指令使采樣探頭退出，并發(fā)出報警信號。恒壓器用于補(bǔ)償冷卻水壓力的波動，若冷卻水壓超過300kPɑ，則安全閥打開進(jìn)行泄壓。由于緊急冷卻水入口電磁閥和緊急冷卻水出口電磁閥設(shè)計(jì)為失電閥門打開，得電閥門關(guān)閉，所以在緊急情況下或電源故障時，PLC就會立即啟動緊急冷卻水系統(tǒng)。因此，專用于煙室氣體分析儀的儲水罐必須保證有充足的水位，以保證分析儀電氣系統(tǒng)失電或整個窯系統(tǒng)失電時，水罐有充足的緊急冷卻水儲備，用于采樣探頭的冷卻。
        氣體分析儀投入運(yùn)行時，首先要啟動探頭冷卻水系統(tǒng)。系統(tǒng)啟動步驟及注意事項(xiàng)為：①在沒有啟動冷卻水循環(huán)水泵之前，緊急冷卻水入口和緊急冷卻水出口電磁閥閥門打開，冷卻水電磁閥關(guān)閉；②打開水過濾站的兩個截流閥，再打開分析儀柜內(nèi)的手動閥，使水充滿冷卻水系統(tǒng)管道，當(dāng)沒有空氣從緊急冷卻水出口排出時，打開柜內(nèi)的排放閥和氣體取樣探頭上的排放閥，當(dāng)空氣泡不再溢出時，關(guān)閉排放閥。③啟動循環(huán)水泵，循環(huán)水泵啟動后，緊急冷卻水入口及緊急冷卻水出口電磁閥得電，閥門關(guān)閉。同時冷卻水電磁閥得電，閥門打開，冷卻水在水泵的作用下進(jìn)行循環(huán)流動。此時應(yīng)注意觀察壓力表壓力的上升，如果壓力達(dá)到120kPɑ，則應(yīng)立即關(guān)閉手動閥。如果上述步驟完成之后，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵運(yùn)行不正常，則表明冷卻水回路內(nèi)的氣泡未排盡，或管路有漏水現(xiàn)象。處理漏水故障后，必須再次打開手動閥加入更多的冷卻水，同時打開排放閥排放氣泡，直到壓力達(dá)到120kPɑ時，才可關(guān)閉手動閥及排放閥。
3.探頭吹掃氣路系統(tǒng)。

      探頭吹掃壓縮空氣的預(yù)處理由壓縮空氣調(diào)節(jié)單元、壓縮空氣貯存單元、壓縮空氣分配單元組成。壓縮空氣調(diào)節(jié)單元把壓縮空氣中的雜質(zhì)如冷凝水、油和固體顆粒在過濾器中除去，過濾器中形成的冷凝液通過一個浮動開關(guān)自動進(jìn)行排放。減壓器使壓縮空氣保持600kPɑ的壓力，如果壓力過低，應(yīng)檢查原因，是否管路有泄漏。應(yīng)注意的是：壓縮空氣貯存罐和分配單元應(yīng)盡可能靠近探頭安裝，以盡量減少壓縮空氣的損耗，達(dá)到徹底吹掃的效果；壓縮空氣有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，水分露點(diǎn)小于3℃，無油無塵，不符合要求易造成采樣氣路的堵塞，同時影響樣氣的過濾效果。
4.樣氣調(diào)節(jié)和輸送系統(tǒng)。

      樣氣通過測量氣電磁閥進(jìn)入氣體冷凝器CGEK5，樣氣在這里被冷卻至露點(diǎn)溫度3℃，在此形成的冷凝液被收集在分離器中，并用所需的控制設(shè)備（液位觸點(diǎn)）通過自動冷凝液排放裝置排放。酸式過濾器安裝在樣氣輸送單元之后，樣氣分析系統(tǒng)之前。酸式過濾器一方面用來阻截在氣體冷凝器中未被脫除的液珠，另一方面則用來阻止樣氣隨后發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，以免對樣氣分析系統(tǒng)造成損害和影響分析的準(zhǔn)確性。
      樣氣輸送單元內(nèi)的冷凝液監(jiān)測器用于冷凝器之后進(jìn)入氣路的冷凝液或任何其他電導(dǎo)液存在時發(fā)出報警信號，同時冷凝液監(jiān)測器也充當(dāng)膜式過濾器，因此它執(zhí)行樣氣細(xì)過濾及發(fā)出濕度報警信號的雙重任務(wù)。膜式過濾器用于吸附樣氣中的微塵，經(jīng)過探頭過濾器之后的大量微塵主要靠膜式過濾除去。樣氣流量小于20L/h時，樣氣流量監(jiān)測器發(fā)出報警信號，此時應(yīng)查找原因，并對氣路系統(tǒng)進(jìn)行手動吹掃，必要時應(yīng)拆下來進(jìn)行清洗和烘干處理。
      水泥窯煙氣中CO、NO、O2的測量可能會受到SO2干擾，O2、SO2和H2O在一起可形成H2SO4，酸會污染并干擾分析系統(tǒng)。如果通過H202這一氧化劑去除S02，則在分析系統(tǒng)中不會再有H2S04生成，所以在氣體冷凝器CGEK5之前應(yīng)加入用于吸收SO2的H202混合液。
5.樣氣分析系統(tǒng)。

      樣氣分析系統(tǒng)由紅外線氣體分析儀和磁氧分析儀組成。

6.PLC監(jiān)控系統(tǒng)。

      窯尾煙室氣體分析儀的監(jiān)控功能由可編程序控制器PLC實(shí)施，此系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)組件包括以下模塊：1個中央處理模塊，1個存貯模塊，2個數(shù)字輸入/輸出模塊，4個繼電器輸出模塊，1個時間模塊。外部組件由總線模塊連接到中央處理器，通訊接口為RS232C.

水泥窯氣體分析儀操作步驟

1.做好開機(jī)前的準(zhǔn)備工作，檢查窯尾塔架平臺的應(yīng)急冷卻水水箱是否水滿，啟動水泵加滿水箱后，將選擇開關(guān)打至自動位，以保持水箱的固定水位。
2.啟動氣體分析儀系統(tǒng)的電源，通電預(yù)熱2～4小時，觀察冷凝器運(yùn)行情況，冷凝器面板指示溫度應(yīng)逐步下降至3℃，并且當(dāng)熱磁式氧分析儀上“TEMP”和“ERR”指示消失后，分析儀方可投入運(yùn)行。
3.啟動探頭冷卻水系統(tǒng)，其具體操作步驟見上文相關(guān)部分。
4.打開壓縮空氣手動閥，檢查壓縮空氣過濾單元壓力表指示是否大于0.3MPa.

5.按壓現(xiàn)場控制箱上的“探頭插入”按鈕，手動插入探頭。再按壓“吹掃”鍵，手動吹掃探頭管和探頭過濾器FE1.

6.如上述步驟都已到位，各項(xiàng)參數(shù)都已符合要求，則分析儀面板上的“探頭/冷卻水”，“探頭/吹掃”故障指示燈就會熄滅，此時將分析儀面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到“自動”位，PLC程序自動執(zhí)行一次吹掃后，“測量”燈就會亮，系統(tǒng)進(jìn)入自動采樣分析狀態(tài)。
     應(yīng)注意的是，當(dāng)窯在運(yùn)行，分析系統(tǒng)忽然掉電時，雖然緊急冷卻水會對探頭進(jìn)行冷卻，但冷卻時間有限，此時應(yīng)去現(xiàn)場用機(jī)械方式手動退出探頭，以保護(hù)采樣探頭管；另外，探頭冷卻水和吹掃氣不要切斷，除非有較長時間的停窯；當(dāng)窯重新投入運(yùn)行時，首先要檢查冷卻水系統(tǒng)和吹掃系統(tǒng)是否正常，然后重復(fù)操作上述步驟5和6.