1　四年运行的综合调研报告的初步结论

（1）水泥生产优化控制采用在线分析系统非常必要，是不可动摇的主流技术观念。

（2）在线分析的窑尾样气处理系统尚存在一些明显的不足和缺陷。

　（3）经过针对性的创新改进，在线分析样气处理系统的长寿命（例如5～10年）是能够实现的。

2　窑尾高温探头的取样点、安装位置及运行

2.1　现场环境条件：3200t/d旋窑窑尾右侧外表207℃，左侧外表面因物料而温度高达270℃（当天的仪表室内温度22℃），窑尾内部＜1300℃（资料数据1050～1150℃）,密封带外表温度32℃，探头出口处的烟室外表温度65℃，外座体为33℃。

2.2　探头安装位置选择

安装原则：（1）旋窑顺时针慢转，为躲开物料砸到，探头应安装在烟室右侧，而且必须能伸入到旋转筒内部约200mm的位置；（2）对于3.5m长的探头：旋筒伸入密封带约500mm，密封带宽850mm，探头安装开孔右侧边距密封带1200mm，也就是开孔右侧距旋筒的轴向距离为1550mm；（3）探头向窑内向下倾斜约5º；（4）探头头部取样口伸进旋筒最大200mm（即150～200），此项很重要；（5）探头头部取样口距离旋窑内壁（右侧300mm（即250～350），靠近内壁不宜太远；（6）探头从右侧斜向插入窑内的角度为30～40º（具体角度应该根据现场尺寸计算为宜）；（7）探头管外露部分连安装护管段约200mm，以方便使用和维护。

·探头和热交换器安装位置比分析器柜、控制柜、水循环柜高一层，水箱比探头高三层（约30米压头）。

·烟室外壳钢板约1.5mm厚，高级耐火层厚度也约有350mm。

2.3　高温探头的运行状态

（1）冷却循环水流量正常值2.6m³/h，现在仅1.7 m³/h左右，因使用厂区自来水，已经在1″水管中发生结垢现象，应强调保证循环水质量。由于冷却水量不足，导致探头出水温度过高（例如80～90℃），影响安全，已发生局部气泡，说明某部位已达到100℃，水循环因气泡而不畅通。现解决办法是补充应急水源，水循环控制柜的排水球阀以小开度方式排水。

（2）样气管为Φ6×1聚四氟乙烯管，因为正常运行时的出水温度接近50℃左右，就让其伴热样气管。四年运行尚未发生样气管堵塞，但已经老化，准备更换。这也证明探头的超微孔SiC高精度过滤器0.3um　99％的过滤精度是有确实保障的　

（3）过滤反吹部件约5分钟反吹一次，基本能满足要求。

抽出过滤芯组件，过滤器上积尘严重，因为多是散灰状态，操作人员在用钢丝刮落；实际上用软布沾酒精擦洗的效果很好。过滤器未被电加热器盖住的部分有结皮现象，用手很难撕脱。这说明该处出现过冷凝水，是电加热的轴向长度不够所致，电加热器应移向右部出口端。与过滤器连接的内座体腐蚀严重，用户已经购买备件更换，说明出现强腐蚀冷凝水。样气出口应安装在下方位置，并且给探头外座体也加热是合理的需要。

（4）高温探头管　　高温探头约4小时自动抽出并停留5分钟，以去除堆积的物料和结皮。抽出时的取样端外表温度80℃，地面上有一堆从探头小端因冷却剥落下来的又厚又硬的物料结块，厚度有的达到10，手都掰不破。主要发生在小径端800长度范围以内，但直到锥度部分都有结皮落下，说明探头管适当靠向旋筒外侧是有益的。

从过滤器壳体内口观察探头内部，孔很小，不圆，成一条竖向窄缝，说明探头内层样气管已经有相当严重的堵塞，操作者用Φ2钢丝捅也无多大效果。

堵塞的恶果有两个：一是必须高成本更换探头管，二是反吹阻力大，不但反吹不通而且会把过滤器胀破损坏。不是因为过滤器堵塞需要更换，而是探头管取样管的堵塞引起过滤器破裂而更换。

可清楚观察到探头管小径端已成下凹状，变形比较严重。

综合分析：探头冷却水出水温度拟控65℃左右，可能更好！小于45℃问题肯定比较严重，冷却温度越低越好是个技术上的伪命题。

2.4　窑尾的后级样气处理

（1）最大问题有两个：一是腐蚀严重，二是冷凝器后有较严重的结雾现象，这是本工程项目的关键和核心问题。

（2）用户已将抽气泵置于冷凝器之前，让冷凝器在正压力下工作，出口样气的露点应该下降到和显示温度（5℃）基本相当，但是其后的气水分离器筒内壁一天时间仍有轻微结露现象，这说明样气冷凝器的热交换器尚值得深入研究和有效改进。用户的应对办法是冷凝器后增加硅胶干燥器和气水分离器之后再接到膜式过滤器和流量计。抽气泵置于样气冷凝器之前，又增加了抽气泵损坏的危险（因为样气水分含量大）。

（3）结露现象过去曾发生在流量计处，出现蓝黑色污染物。为了应对高硫强腐蚀性，流量计选型值得高度重视：双环牌DK800-6F(10~100L/h)流量计应采购316L材质的，就可缓解此矛盾。

（4）防范高硫强腐蚀，H&B公司采取措施是300ml/h的蠕动泵加H₂O₂（双氧水）的技术设计，双氧水浓度为3％（最高18％）。实际操作很麻烦，而且腐蚀情况仍然发生。用户应对措施有两条：一是后级样气处理部件尽可能更换成防腐蚀型的，更直接而有效的措施是入口端（后级样气处理前端）增加一个双氧水洗涤脱硫器，大约150ml　3～5％的双氧水经8小时运行后，已经由5～6pH变成1～2pH，是很强的酸溶液了，每交接班换一次。

3　分解炉高温探头的取样点位置及运行

3.1　取样点的工艺参数及位置

本系统是为了监控分解炉的二次燃烧，但取样位置却选择在五级筒C5的“风”入口处，也可理解是分解炉出口。

五级筒内温度840℃（资料为840～870℃）粉尘＜1000g/m³，其上端为料向下入口和气向上出口。分解炉内的温度为850～900℃，比物料高20～50℃。五级筒内的风速15～20m/s，压力为－2.2～－2kPa(甚至达－4 kPa)。

3.2　对高温探头的制约影响：由于高温探头入口有漏风，内部风速大，会因漏风而使氧气量增高，所以探头长度选择了2.5m而不是1.5m。由于风速大，又大又长的高温探头管挡风严重，这是不利影响。

3.3　循环水运行

五级筒比窑尾温度低，进口水温29℃，出水温度35℃。很大问题是探头内层取样管因此而容易堵塞，反吹无效而更换。正常运行时，约10分钟反吹一次。如果把循环水出口温度提高到65℃左右，也许能够克服，降低循环水量（但不要影响到探头管外层全部充满水）即可做到。

3.4　五级筒筒体钢板10～15，耐火层厚约300或略厚，筒体外表温度约36℃，探头法兰护管温度差不多（稍高一些），出炉时探头小径外表温度80℃。

3.5　改进探讨：分解炉完全可以用次高温取样探头（≤1000℃）代替现时用的高温探头，会带来一系列的技术经济效益。

（1）设备如中温探头，简单。易于使用、维护；

（2）价格为原来的1/4～1/8；

（3）取样探头安装法兰密封好，无漏风之害，检测准确；

（4）探头伸入炉内部分短小，天津水泥院孙伟主任也认可此方案，认为大探头管挡风严重，很小的探头管（例如Φ18）伸入12～20cm就已经足够；

（5）高温耐腐蚀抗冲刷合金的使用温度1300℃（年损耗0.1mm），极限1350℃，用在此处＜900℃毫无问题；

（6）五级筒外环境温度也不高，只比控制室内高5～8℃左右，使用维护毫不困难。

4　一级筒的取样点位置及运行

4.1　常规取样点在一级筒（垂直筒状设备）下端的高温风机入口，因位置低，安装及使用维护方便。响应时间有些滞后。

4.2　当高温风机前有余热发电的通风管道接入时，由于余热发电设备漏风，就使检测不准确了，特别是氧含量，影响安全监控的准确性和可靠性。

4.3　新的取样点选在一级筒出口去煤磨的热风管道上取样，热风去预热煤磨。此项目主要分析CO，还有O₂以及NO，以保证煤磨和窑尾布袋除尘器的安全。

4.4　一级筒分析系统是西克公司设备，探头过滤器和后级过滤器都采用5～10um的纤维过滤芯。工程现场更换之后的后级过滤器的滤芯，一天后就观察到被污染了，使用中更换周期不到2个月，说明此类选型很不恰当。