引言

    成像与传感技术公司(IST)提供的Quadtek Spyrometer系统把视频成像技术和高温测量技术融为一体。最多可同时测量并显示32个测温区的温度。广泛的应用在水泥熟料生产线的回转窑和篦冷机上。操作人员可以根据需要移动和调整测温区的范围大小，测温区的温度显示可以设置成最高温度、最低温度或平均温度，而且各自形成趋势研判。应用在篦冷机上时，操作人员可以准确的掌握熟料料床上某一点的温度，观察料床的温度变化情况，烟尘的生成和篦冷机的堵塞情况。

    Quadtek Spyrometer系统在篦冷机上的应用要从操作人员的受益和降低生产成本等方面的因素进行综合的评价。本文就Quadtek Spyrometer系统在实际应用中可带来收益的方式进行讨论。

    水泥窑的篦冷机在效率和可靠性之间存在一个基本的冲突。篦冷机的效率包含二方面的含义：1从进入冷却器的熟料中回收热量。2对熟料进行冷却。原则上，从实现篦冷机效率的最大化方面考虑，就要增加熟料在冷却器上的停留时间。同时，冷却器还有一个重要的作用，就是把熟料从回转窑处运走。冷却器运行的可靠性的最大化就是尽可能快的运输熟料。这样，无疑就要缩短熟料在冷却器上的停留时间。图1中的图示说明了这一基本冲突。它明示了在篦冷机上安装Quadtek Spyrometer系统可以帮助操作人员在解决这一基本矛盾中找到最佳的解决方案。

一、传统的篦冷机控制

    上述的效率与可靠性之间的基本矛盾是水泥工业中广为熟知的一对矛盾，同时也是标准的工艺控制过程必须要解决的一个难题。冷却空气首先吹人熟料篦下面的气室中，然后再对沿着篦移动的熟料进行冷却。这意味着熟料被冷却，熟料中的热能被回收。监视篦下的冷却空气压力，并把它与篦上熟料层的厚度视为正比关系。当进入冷却器的熟料增加，熟料层厚度加厚时，篦下的压力随之增大。控制反应就会加大篦的运行速度，把更多的熟料运出回转窑。

    进入冷却器的熟料减少时就进行反向操作。熟料层的厚度变薄时篦下压力就会降低，控制的反应是降低篦的运行速度，延长熟料在篦上的滞留时间以便形成一定厚度的料层。

    冷却器的效率与可靠性之间的基本矛盾就集中在看着篦速运行回路的篦下压力设置点上，它的设置要对热能的回收和熟料的运出方面进行综合的考虑。

    这种显而易见的直白的工艺控制方案非常不受操作人员的欢迎，有时它带来的问题比它解决的问题还有多。问题的根源是冷却器的篦下压力与冷却器篦上熟料料层的厚度不成正比。篦下压力与熟料层对冷却空气的阻力成正比。这种阻力除了熟料层的厚度还与熟料的粒度分配有关。细熟料比粗熟料对冷却空气的阻力大。有时篦下压力随着熟料粒度的分布变化而不随着熟料层的厚度变化。在这种情况下，篦速控制回路的控制反应是不适合的。

    最糟糕的情况下，冷却器篦上的大量的细熟料阻碍冷却空气流动，使其无法透过熟料层对熟料进行冷却。冷却空气会在熟料层上吹出个窟窿，篦下的压力迅速下降。这是，正确的控制回路应该增加篦的运行速度把熟料运出时，控制回路的控制反应会把篦的运行速度降到最低。这样就会造成篦上积累大量的熟料，形成熟料堵塞。

    回转窑操作工非常清楚在控制反应不正确时会出现怎样的后果。在这种情况下，不得不把篦速控制转换成手动控制。自动控制回路不是总能做出正确的反应，它也需要监控，有时会妨碍操作工的操作。一旦出现这种情况，控制回路就不能正常使用，就要把它转换成手动控制。回转窑操作工自然而然地小心的操作，他们会把冷却器上的熟料层放的很薄以确保回转窑和冷却器的连续运行，满足冷却器的可靠性。这样就牺牲了回转窑/冷却器系统的热回收效率。

    篦苏无论是自动控制还是由人工控制在效率与可靠性之间都存在一个基本的冲突问题。二种情况下都要考虑冷却器的实际工作状况。操作工增加了对篦下压力的了解，加上他们的经验和直觉就可以很好的解决回转窑的情况，特别是燃烧带的情况。Quadtek Spyrometer系统最显著的贡献就是帮助操作工很好的解决效率与可靠性之间的基本矛盾。

二、Spyrometer系统在冷却器上的应用

    冷却器上安装Quadtek Spyrometer系统通过它的视频成像可以时时再现冷却器的真实情况，增加操作人员对篦下压力的情况掌握。他们不再担心堵塞现象的发生，可以自信的增加熟料层的厚度。可以提供篦冷机和回转窑的效率，不会担心造成停窑的情况。Quadtek Spyrometer系统提供了解决效率与可靠性这对矛盾需要掌握的信息。

    Quadtek Spyrometer系统在应用中的最大贡献就是给操作人员带来的自信和产生的效益。Spyrometer系统可以检测篦上熟料层的表面温度。根据温度，操作人员可以调节风机的风量，这样，熟料的冷却和热能的回收就可以得到优化，没有Quadtek Spyrometer系统就无法做到这一点。

    对一座3000吨/天的水泥窑而言，按1%的燃料节约比例计算，不到一年即可收回投资成本。在给操作工提供的信息和带来的自信心的共同作用下，通过增加熟料层的厚度和优化风机的风量调节，燃料的节约比例要大于1%。Quadtek Spyrometer系统的应用会带来可观的回报。

    此外，该系统还可以带来无法量化的好处。通过对熟料冷却的优化，可以减少炽热熟料运出冷却器造成意外的发生。高温熟料意味着人身安全隐患和橡胶皮带机的火灾隐患。高温熟料还会影响粉磨站的研磨效率。

三、Quadtek Spyrometer系统在直接吹风冷却器上的应用

    为提高水泥的生产效率、降低能耗和生产成本，水泥设备的供应商已在熟料冷却领域做了大量的工作。现在的冷却方式是冷却空气直接以气幕的形式吹过篦和熟料层，而不再让空气先吹到篦下的气室中。这样，吹过篦和熟料层的冷却空气可以均匀分布，提高了熟料冷却和热量回收的效率，消耗的空气量少。这种直吹的冷却方式可以使回转窑/篦冷机系统的热回收效率提高5%以上。

    这种冷却设备还解决了传统冷却设备存在的可靠性方面的问题。直吹的冷却形式主要用于篦冷机前端厚熟料层的冷却。篦冷机前端安装几排静止的篦板，上面是经过冷却的熟料。新排放出来的熟料落到经过冷却的熟料层上，炽热的熟料不与篦板相接触。篦板的磨损大大降低，增强了篦冷机的机械可靠性。

    直吹式篦冷机的改进并不意味着Quadtek Spyrometer系统不再发挥作用。热量的回收和熟料的冷却与篦冷机上熟料层表面的温度分布是密不可分的。调节风机的空气流量和空气分布可以优化热量回收和熟料冷却。

    直吹式篦冷机会造成“堆雪人”现象的发生。Quadtek Spyrometer系统的视频成像可以监测发生这种现象，使操作人员在影响生产之前采取措施。

四、结论
   
    Quadtek Spyrometer系统的应用可以解决效率与可靠性之间的基本矛盾，可以提供熟料的生产效率并给用户带来可观的收益回报。

    Quadtek Spyrometer系统的应用可以优化热量回收和熟料的冷却。视频程序可以监视“堆雪人”现象的发生并使操作工在营销市场之前采取必要的措施。

    Quadtek Spyrometer系统无论是在传统的冷却设备还是在直吹式的冷却设备中都可以帮助操作工很好的解决效率与可靠性之间的矛盾。