熱電偶在單體隧道窯爐中應用

摘要:文章對隧道窯焙燒煤矸石磚的工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹同時(shí)著(zhù)重對隧道窯中應用的熱電偶從材料選擇到安裝、維護進(jìn)行了闡述。認為在超熱焙燒條件下正確控制隧道窯內的焙燒溫度是保證煤矸石磚燒制質(zhì)量達標的關(guān)鍵因素。
       煤礦生產(chǎn)過(guò)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(wèn)題。礦區長(cháng)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(lái)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(cháng)155m寬4.3m,可以運行33輛裝磚坯的窯車(chē)。窯車(chē)長(cháng)4700mm寬4300mm通常0車(chē)位為預備室,1-10車(chē)位是矸石磚坯的預熱帶,11-21車(chē)位是矸石磚坯的焙燒帶,22-32車(chē)位是矸石磚的冷卻帶。
       隧道窯內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燒制時(shí)的正常溫度在950~1050℃之間溫度監測點(diǎn)設在單體隧道窯體頂部的單數車(chē)位位置處。根據矸石磚坯燒結時(shí)“預熱、燒結、冷卻”的工作原理對熱電偶在基數位置進(jìn)行測點(diǎn)分布顯示整體系統的溫度變化情況。
       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(guò)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、維護是非常重要。
2熱電偶材料的選擇
       熱電偶是溫度測量?jì)x表中常用的測溫元件,它直接測量溫度并把溫度信號轉換成熱電動(dòng)勢信號,通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。.
       矸石磚坯在隧道窯內焙燒變成煤矸石磚的過(guò)程中熱電偶起著(zhù)控制隧道窯溫度催化矸石磚坯發(fā)生物理和化學(xué)反應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:當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個(gè)回路其兩端相互連接時(shí),只要兩結點(diǎn)處的溫度不同-端稱(chēng)作熱端另--端稱(chēng)作冷端回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢。該電動(dòng)勢的方向和大小與導體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電偶的形狀尺寸無(wú)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(xiàn)、負感溫線(xiàn)和高溫烤瓷保護管組成對于高溫監測的儀器(熱電偶)來(lái)說(shuō)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約配件成本保證數據傳輸的正確性,可作為生產(chǎn)過(guò)程中監測和溫度調節控制的主要參考依據,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?xún)葘嵝阅芤€定不隨時(shí)間而變化不易被氧化或腐蝕;電阻溫度系數小導電率高此熱小測溫過(guò)程中產(chǎn)生熱電勢要大溫度敏感性強數據正確的基本要求。
高溫烤瓷管對熱電偶電極材料起到保護作用,.壽命較長(cháng)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
       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(lái)考慮。為避免測溫元件損壞應保證其有足夠的機械強度為保護感溫元件不受磨損應加保護管等熱電偶的安裝部位還應考慮其拆裝、維修、校驗的足夠空間和場(chǎng)地應能方便地拆裝。
3.1熱電偶的安裝
       隧道窯安裝熱電偶時(shí)應堅持測溫正確、安全可靠及維修方便的原則,而且不得影響窯車(chē)運行。因此熱電偶的安裝應用時(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磚之間有充分的熱交換,如果安裝在閥門(mén)彎頭及管道和設備的死角附近熱電偶測量端和自然燒結磚的熱交換就不能充分進(jìn)行傳輸的數據就會(huì )出現偏差進(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(chē)運行時(shí)磚垛上部離窯頂太近時(shí)會(huì )碰壞熱電偶測溫頭;熱電偶插的太淺時(shí),獲取的測溫數據會(huì )產(chǎn)生誤差造成溫度曲線(xiàn)顯示的溫度比窯體的實(shí)際燒結溫度偏低。
3)熱電偶安裝在窯頂部因環(huán)境影響熱電偶接線(xiàn)端會(huì )出現鹽渣。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性能下降傳輸溫度的數據比被測溫度的數據真實(shí)性降低。因此,應定期清除熱電偶接線(xiàn)端出現的鹽渣,保持熱電偶保護管外部的清潔，以減小誤差。
3.2熱電偶的線(xiàn)路連接
熱電偶安裝完成后如何接線(xiàn)也是關(guān)鍵,如果熱電偶接線(xiàn)正確顯示溫度就正確,如果接線(xiàn)不正確,會(huì )起反作用。熱電偶接線(xiàn)有正負極之分所以接線(xiàn)時(shí)要看清楚標識嚴格按照標識接線(xiàn)以保證熱電偶在窯爐的測溫過(guò)程中數據的正確性,以便對整個(gè)成品磚燒結過(guò)程進(jìn)行有效的控制。
熱電偶的接線(xiàn)應采用銅質(zhì)導線(xiàn)因其與熱電偶的材質(zhì)相當局部熱敏性誤差小,可保證數據傳輸的真實(shí)性。
熱電偶不得和動(dòng)力電纜線(xiàn)裝在同--根導管內,因為電纜產(chǎn)生的強電場(chǎng)會(huì )產(chǎn)生干擾造成數據誤差影響傳輸數據的真實(shí)性。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料(如測量?jì)x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?jì)x表測得熱電動(dòng)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定測量精度高熱電偶與內燃磚直接接觸不受中間介質(zhì)的影響熱響應時(shí)間短。同時(shí)熱電偶對溫度變化反響靈活使用壽命長(cháng)安裝維護方便。如果熱電勢測得數據比實(shí)際數據小,說(shuō)明是熱電極或者絕緣子發(fā)生了故障應更換熱電極或者絕緣子。
       如果熱電偶的接線(xiàn)柱出現短路是由于使用時(shí)間過(guò)久接線(xiàn)柱的蓋子沒(méi)有蓋好造成接線(xiàn)柱處積灰太多要定時(shí)檢查清理清掃積灰。如果熱電偶數據輸出不穩定,主要是熱電偶接線(xiàn)柱與電極接觸不良將接線(xiàn)柱螺絲擰緊即可消除。