[發(fā)明專利]水泥回轉(zhuǎn)窯溫度測(cè)定及其溫度場(chǎng)在線檢測(cè)方法、裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310601833.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103557965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳東林;張欣禹;張昊;劉富剛;張永謀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京漢能清源科技有限公司
• 主分類號(hào): G01K13/00
• 分類號(hào): G01K13/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 紀(jì)元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水泥回轉(zhuǎn)窯溫度控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度測(cè)定及其溫度場(chǎng)在線檢測(cè)方法、裝置。

背景技術(shù)

水泥回轉(zhuǎn)窯中的溫度場(chǎng)分布對(duì)于回轉(zhuǎn)窯的燃燒效率及熱力型NOx的污染物排放具有極為重要的意義。在保證水泥熟料質(zhì)量的前提下，基于溫度場(chǎng)可控的燃燒調(diào)整技術(shù)一直是制約國(guó)內(nèi)外水泥行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

在中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)CN95216824中公布了一種水泥回轉(zhuǎn)窯連續(xù)測(cè)溫的方法。該方法主要采用接觸式的高溫?zé)犭娕迹瑴y(cè)量回轉(zhuǎn)窯內(nèi)某一位置點(diǎn)的溫度。在中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)CN201945392U中公布了一種水泥回轉(zhuǎn)窯無(wú)線接收熱電偶的方法。該方法采用無(wú)線接收器連接熱電偶，實(shí)時(shí)顯示回轉(zhuǎn)窯內(nèi)某一位置的溫度。

在這兩種水泥回轉(zhuǎn)窯測(cè)溫裝置中，由于沒(méi)有考慮到水泥回轉(zhuǎn)窯工藝的特殊性，即回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固介質(zhì)中存在高Ca基固相和高CO₂氣相，利用其總輻射特性計(jì)算溫度，造成了回轉(zhuǎn)窯溫度場(chǎng)測(cè)量精確度低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度測(cè)定方法及溫度場(chǎng)在線檢測(cè)方法及裝置，其目的在于精確在線測(cè)量爐內(nèi)火焰溫度場(chǎng)，由此解決現(xiàn)有水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)火焰溫度的在線場(chǎng)測(cè)量方法無(wú)法精確測(cè)量爐內(nèi)高Ca基固相和高CO₂氣相溫度的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度測(cè)定方法，包括離線標(biāo)定和在線檢測(cè)兩部分，其中，

離線標(biāo)定部分包括以下步驟：

（a1）在標(biāo)定用水泥回轉(zhuǎn)窯中，采集Ca基彌散介質(zhì)在可見(jiàn)光區(qū)域的輻射強(qiáng)度，依據(jù)該輻射強(qiáng)度計(jì)算固相Ca基彌散介質(zhì)的吸收系數(shù)，用于計(jì)算紅外區(qū)域的固相Ca基彌散介質(zhì)單色輻射強(qiáng)度；

（a2）保持標(biāo)定用水泥回轉(zhuǎn)窯中的壓強(qiáng)恒定，改變窯內(nèi)溫度，在每一溫度T下，檢測(cè)水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的n種氣相組分摩爾容積份額C₁～C_n，同時(shí)采用n種單色紅外光檢驗(yàn)，得到氣固兩相單色紅外輻射強(qiáng)度；

（a3）從氣固兩相單色紅外輻射強(qiáng)度中，去除固相Ca基彌散介質(zhì)單色紅外輻射強(qiáng)度，得到氣相紅外單色輻射強(qiáng)度，根據(jù)普朗克輻射定律計(jì)算氣相紅外單色平均吸收系數(shù)κ_aλ；

（a4）將步驟（a2）采集到的各氣相組分摩爾容積份額C₁～C_n和步驟（a3）計(jì)算得到的氣相紅外單色平均吸收系數(shù)κ_aλ，代入方程式

κ_aλ＝（α₁C₁+α₂C₂+…+α_nC_n）T

其中α₁～α_n為氣相各組分氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)，從而構(gòu)建得到以各組分氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)為變量的方程組；

（a5）求解方程組，計(jì)算氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)，構(gòu)建氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與窯內(nèi)溫度間的映射關(guān)系表；

在線檢驗(yàn)部分包括以下步驟：

（b1）檢測(cè)待測(cè)水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)單色紅外光輻射強(qiáng)度I；

（b2）檢測(cè)待測(cè)水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)各氣體組分摩爾容積份額；

（b3）在所述氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與溫度映射關(guān)系表中，選擇一組氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)，根據(jù)步驟（a1）中得到的Ca基彌散介質(zhì)吸收系數(shù)和步驟（b2）中得到的個(gè)氣體組份摩爾容積份額，計(jì)算水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)該單色紅外光理論輻射強(qiáng)度I'，使得I'與I最為接近；

（b4）根據(jù)步驟（b3）中選擇的氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)，在離線標(biāo)定得到的氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與溫度映射關(guān)系表中查詢，確定水泥回轉(zhuǎn)窯溫度。

優(yōu)選地，所述的溫度測(cè)定方法，其步驟（a3）中氣體紅外單色平均吸收系數(shù)κ_aλ的計(jì)算公式為：