熱電偶在單體隧道窯爐中應(yīng)用

摘要:文章對隧道窯焙燒煤矸石磚的工藝進(jìn)行了簡單介紹同時(shí)著重對隧道窯中應(yīng)用的熱電偶從材料選擇到安裝、維護(hù)進(jìn)行了闡述。認(rèn)為在超熱焙燒條件下正確控制隧道窯內(nèi)的焙燒溫度是保證煤矸石磚燒制質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素。
       煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤矸石堆積成矸石山若不治理極易形成滑坡和崩塌造成安全威脅同時(shí)其還存在占壓土地、損壞地貌問題。礦區(qū)長期積存的煤矸石不利用是危害利用好了它又是有價(jià)值的資源。近年來常村煤礦采用單體隧道窯焙燒的方法制矸石磚不僅消化了積存的煤矸石還創(chuàng)造了財(cái)富、增加了收入、安排了就業(yè)收到了變廢為寶的效果。但在單體隧道窯焙燒矸石磚時(shí)要特別注意把握隧道窯爐及其熱電偶的相關(guān)技術(shù)要求。
1單體隧道窯的相關(guān)技術(shù)要求
       單體焙燒隧道窯一般長155m寬4.3m,可以運(yùn)行33輛裝磚坯的窯車。窯車長4700mm寬4300mm通常0車位為預(yù)備室,1-10車位是矸石磚坯的預(yù)熱帶,11-21車位是矸石磚坯的焙燒帶,22-32車位是矸石磚的冷卻帶。
       隧道窯內(nèi)墻由高溫耐火磚砌筑、外墻由普通紅磚砌筑。隧道窯頂由高溫吊頂板(主要成分是硅鋁酸鹽)、吊鉤、耐火棉普通水泥蓋板組成。隧道窯底部由軌道、沙風(fēng)槽組成矸石磚坯在隧道窯內(nèi)燒制時(shí)的正常溫度在950~1050℃之間溫度監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在單體隧道窯體頂部的單數(shù)車位位置處。根據(jù)矸石磚坯燒結(jié)時(shí)“預(yù)熱、燒結(jié)、冷卻”的工作原理對熱電偶在基數(shù)位置進(jìn)行測點(diǎn)分布顯示整體系統(tǒng)的溫度變化情況。
       隧道窯焙燒工藝是目前我國利用煤矸石制空心磚技術(shù),空心磚的抗壓強(qiáng)度為16.2MPa吸水率為8.4%屬全煤矸石制磚工藝。煤矸石既是制作坯體的材料,又是焙燒的燃料全過程做到了“制磚不用土燒磚不用煤”。由于超熱焙燒條件下控制隧道窯焙燒溫度是保證煤矸石磚燒制質(zhì)量的關(guān)鍵因素。所以,對測溫所使用的熱電偶合理選材、正確安裝和使用、維護(hù)是非常重要。
2熱電偶材料的選擇
       熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。.
       矸石磚坯在隧道窯內(nèi)焙燒變成煤矸石磚的過程中熱電偶起著控制隧道窯溫度催化矸石磚坯發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)的作用所以對燒制的質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。.
2.1熱電偶的工作原理
       熱電偶的工作原理:當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路其兩端相互連接時(shí),只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同-端稱作熱端另--端稱作冷端回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動勢。該電動勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電偶的形狀尺寸無關(guān)。
2.2熱電偶對電極材料的基本要求
       熱電偶主要由感溫頭、正感溫線、負(fù)感溫線和高溫烤瓷保護(hù)管組成對于高溫監(jiān)測的儀器(熱電偶)來說選擇熱電偶的材料和型號很關(guān)鍵這將直接影響到儀器的使用壽命和溫度的正確性選好的儀器可以節(jié)約配件成本保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性,可作為生產(chǎn)過程中監(jiān)測和溫度調(diào)節(jié)控制的主要參考依據(jù),同時(shí)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響也起到關(guān)鍵性作用。材料要符合最高測溫范圍在1200℃以內(nèi)導(dǎo)熱性能要穩(wěn)定不隨時(shí)間而變化不易被氧化或腐蝕;電阻溫度系數(shù)小導(dǎo)電率高此熱小測溫過程中產(chǎn)生熱電勢要大溫度敏感性強(qiáng)數(shù)據(jù)正確的基本要求。
高溫烤瓷管對熱電偶電極材料起到保護(hù)作用,.壽命較長必須避免烤瓷管和其它硬物進(jìn)行激烈碰撞。
3熱電偶的安裝維護(hù)
       熱電阻的安裝方法原則上從保證測溫的正確性、安全性、維修方便三個(gè)方面來考慮。為避免測溫元件損壞應(yīng)保證其有足夠的機(jī)械強(qiáng)度為保護(hù)感溫元件不受磨損應(yīng)加保護(hù)管等熱電偶的安裝部位還應(yīng)考慮其拆裝、維修、校驗(yàn)的足夠空間和場地應(yīng)能方便地拆裝。
3.1熱電偶的安裝
       隧道窯安裝熱電偶時(shí)應(yīng)堅(jiān)持測溫正確、安全可靠及維修方便的原則,而且不得影響窯車運(yùn)行。因此熱電偶的安裝應(yīng)用時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
1)窯體測溫點(diǎn)安裝的熱電偶可以使熱電偶的測量端與自然燒結(jié)磚之間有充分的熱交換,如果安裝在閥門彎頭及管道和設(shè)備的死角附近熱電偶測量端和自然燒結(jié)磚的熱交換就不能充分進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就會出現(xiàn)偏差進(jìn)而造成生產(chǎn)操作失誤;
2)熱電偶要從上向下垂直插入鋼管超出窯頂鋼管頭部2~3cm即可。熱電偶插的太深窯車運(yùn)行時(shí)磚垛上部離窯頂太近時(shí)會碰壞熱電偶測溫頭;熱電偶插的太淺時(shí),獲取的測溫?cái)?shù)據(jù)會產(chǎn)生誤差造成溫度曲線顯示的溫度比窯體的實(shí)際燒結(jié)溫度偏低。
3)熱電偶安裝在窯頂部因環(huán)境影響熱電偶接線端會出現(xiàn)鹽渣。高溫時(shí)如烤瓷管上有一層白灰塵埃附在上面則熱阻增加傳導(dǎo)性能下降傳輸溫度的數(shù)據(jù)比被測溫度的數(shù)據(jù)真實(shí)性降低。因此,應(yīng)定期清除熱電偶接線端出現(xiàn)的鹽渣,保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差。
3.2熱電偶的線路連接
熱電偶安裝完成后如何接線也是關(guān)鍵,如果熱電偶接線正確顯示溫度就正確,如果接線不正確,會起反作用。熱電偶接線有正負(fù)極之分所以接線時(shí)要看清楚標(biāo)識嚴(yán)格按照標(biāo)識接線以保證熱電偶在窯爐的測溫過程中數(shù)據(jù)的正確性,以便對整個(gè)成品磚燒結(jié)過程進(jìn)行有效的控制。
熱電偶的接線應(yīng)采用銅質(zhì)導(dǎo)線因其與熱電偶的材質(zhì)相當(dāng)局部熱敏性誤差小,可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼鎸?shí)性。
熱電偶不得和動力電纜線裝在同--根導(dǎo)管內(nèi),因?yàn)殡娎|產(chǎn)生的強(qiáng)電場會產(chǎn)生干擾造成數(shù)據(jù)誤差影響傳輸數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料(如測量儀表等)時(shí)只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此在熱電偶測溫時(shí),可接入測量儀表測得熱電動勢后即可知道被測介質(zhì)的溫度。
3.3熱電偶一般故障及處理
       單體隧道窯中安裝的熱電偶測溫范圍寬性能穩(wěn)定測量精度高熱電偶與內(nèi)燃磚直接接觸不受中間介質(zhì)的影響熱響應(yīng)時(shí)間短。同時(shí)熱電偶對溫度變化反響靈活使用壽命長安裝維護(hù)方便。如果熱電勢測得數(shù)據(jù)比實(shí)際數(shù)據(jù)小,說明是熱電極或者絕緣子發(fā)生了故障應(yīng)更換熱電極或者絕緣子。
       如果熱電偶的接線柱出現(xiàn)短路是由于使用時(shí)間過久接線柱的蓋子沒有蓋好造成接線柱處積灰太多要定時(shí)檢查清理清掃積灰。如果熱電偶數(shù)據(jù)輸出不穩(wěn)定,主要是熱電偶接線柱與電極接觸不良將接線柱螺絲擰緊即可消除。