Calcia采用窑入口系统优化熟料煅烧工艺

水泥厂窑入口过程气体分析仪的主要作用如下：

• 测量窑旋转部分的过程气体成分

• 控制窑炉入口处的过量空气（O_₂）比例

• 控制一氧化碳（CO）浓度和燃烧质量

• 监测NO和NO_₂浓度以控制排放和温度

• 监测挥发性硫化物（SO_₂）

• 传输上述气体浓度信息，用于燃烧器控制、燃料和生料混合配比调整以及过程气体控制。

除这些功能外，该分析系统还可检测窑内氯化氢（HCl）浓度，以此掌握窑内氯循环状况，这有助于工厂操作员减少因高氯挥发性引起的堵塞问题，众多客户均从中获益。此外，此信息可用于限制氯旁路气体的体积流量，从而降低HCl排放。

在粉尘浓度高达2000克/立方米、温度接近1400°C的恶劣工况中进行测量是一项挑战，但SCP3000高温气体取样探头凭借其水冷结构和高效自清洁功能，为窑入口的气体取样提供了可靠的解决方案。得益于其特殊设计和高压反吹系统，即使应用于高粉尘、富含氯化物与硫化物的窑炉烟气中，也能防止探头堵塞。优化加固后的探头气体入口与气流方向呈反向安装，有效减少了粉尘和颗粒直接进入采样系统，从而保护了2.5至4米长度、具有高耐腐蚀性的探头免受磨损和堵塞。

Endress+Hauser是少数能提供完整气体取样探头和分析仪解决方案的供应商之一。此外，该公司在水泥窑入口采用热湿法测量技术的气体分析仪领域拥有丰富的经验。使用MCS300P HW多组分气体分析仪及其非色散红外（IR）光度计，水泥制造商可以测量多达6种红外波段内的活性气体成分以及氧气。对于窑入口应用，分析系统通常配置为测量所有与燃烧相关的气体成分，如O₂、CO、CH₄（若使用天然气）、NO、CO₂，以及SO₂、HCl和NH₃等过程参数。得益于热湿法测量技术，从取样探头到气体分析仪的气路完全被加热。这意味着样气温度高于露点，减少了冷凝物引发的酸性腐蚀、管路堵塞等问题。由于气体样品无需冷却，即使NH_₃、HCl和SO_₂等水溶性成分也可通过单测量池直接测量，无需任何气体处理或计算。此外，SICK的热湿法技术无需额外的气体冷却器、专用耐酸过滤器、疏水器或过氧化氢投加单元来去除工艺气体中的腐蚀性SO_₂。这减少了维护工作和耗材使用。

SCP3000高温气体取样探头搭配MCS300P多组分热湿法气体分析仪，可从容应对水泥厂窑炉入口气体测量的挑战。即便面对高温、高粉尘及腐蚀性气体工况，也无需结构复杂、维护成本高的样气预处理系统。该分析系统具备自动自清洁、自调节功能以及高可用性。与传统冷干法测量技术相比，其运行成本显著降低——后者气体样品预处理往往非常复杂且维护难度大。因此，热湿法测量技术的运行成本可比基于冷干法测量技术的系统低40%。该系统经过优化，适用于高硫含量（如石油焦）等难处理燃料和替代燃料（轮胎、RDF、油、木屑、医疗废物等）进行了优化，即使在强腐蚀性测量环境中也能可靠运行。

©Endress+Hauser

©Endress+Hauser

未来，Calcia计划实施Endress+Hauser的状态监测解决方案，这是一项新的数字化服务，旨在提高窑入口过程气体分析系统的可用性。Monitoring Box是一种用于连续监控设备、工厂及应用状态的数字解决方案。网关收集连接设备的关键数据，完成加密后，并通过移动网络、局域网或Wi-Fi发送至安全云主机进行进一步处理。

基于状态的维护可监测反映整套设备运行状态的所有关键参数——包括气体分析仪、取样系统以及所有辅助设备，如水冷式气体取样探头冷却系统或可编程逻辑控制器。

采集的数据可以在状态监测网页应用程序中查看和评估。系统会跟踪设备状况的显著变化，便于维护人员及时干预并确保系统可用性。通过这种方式，状态监测服务提高了设备的可用性和可靠性，并有助于预防计划外故障和停机。用户还可以选择签订服务协议，由Endress+Hauser代为监测连接设备。

利用这些信息，可提前预判并排查潜在问题。对于操作员来说，这意味着更长的系统生命周期和更快的投资回报。此外，该解决方案使Endress+Hauser能够优化维护并确保即时故障排除，从而降低维护技术人员的差旅成本和工作时间。

节省的各项成本将直接惠及水泥制造商。彻底的远程检查也提高了分析系统数据的质量。这些改进提高了整体维护效率，并延长了机器的使用寿命。

得益于SICK与Calcia以及Heidelberg Materials集团全球旗下众多企业保持良好合作关系，Couvrot工厂已在窑入口配备了SCPS3300过程气体分析系统。该系统由SCP3000气体取样探头和MCS300P热湿法抽取式多组分气体分析仪组成，是应对此项关键且严苛检测工况的理想解决方案。Beaucaire和Airvault工厂也部署了此解决方案。