1 引言
我厂引进丹麦史密斯公司整套生产设备和生产技术。设有一台φ4.75×75米带双系列五级旋风预热器和分解炉的干法生产窑。日产熟料4000吨。
对于如此大规模的新型干法厂，窑体和它的耐火材料是主要投资之一，而且耐火材料的损坏和维修大大降低了回转窑的运转率。因而为了保护耐火衬里和窑筒体延长回转窑的运转周期，在引进的整个自动化控制系统中包括了红外线扫描系统。
由于对红外温度扫描系统在水泥工业的应用认识不够，认为此系统只能用于探测热点，代替人眼去发现“红窑”位置，显然这一用途仅仅是系统功能的一部分，它的功能还具有更广泛的内容。
2 红外线温度扫描系统工作原理
扫描器设置在距窑30～100米的位置，沿平行窑炉轴线的一条线快速扫描，扫描角度为90°，每秒钟对整个窑长度范围扫描8次，一般窑每转一圈产生200～300次以上(取决于转速)完整扫描。每个辐射点的覆盖范围一般是25～40厘米直径，扫描器输出一个代表该点温度的电流信号。计算机同时读出窑速，对扫描信号进行预处理以后，以温度数组存储在计算机的特定存储器，并且使每个温度值代表窑表面一个特定小矩形区域的温度。计算机根据温度数组这个系统的基础信息可产生图形功能和点功能供操作管理人员使用。
3 主要图形功能及其使用体会
由于窑衬和窑皮产生了窑内部至外界环境的传热阻力，因而窑体的表面温度揭示了窑衬和窑皮的状态。
从计算机终端可以选择下列图形：
3.1 平均分布图
平均分布图是以窑筒体径向平均温度作为窑轴线位置的函数所作的图形。它提供了下面两种信息：即当时的窑筒体表面温度大小及当时的窑皮位置及厚度。
烧成带温度曲线的特征斜坡表示了窑皮生长位置，温度越低的地方意味着该处的窑皮越厚，实测图与分布图直观地证明了这点。
3.2 最大和最小分布图
它是以窑筒体径向的温度的最大值和最小值作为窑轴线位置的函数所作的图形。它提供了下面三种信息：即“红窑”点的位置；预测哪些潜在热点将产生“红窑”；窑皮和窑衬的不规则性和轴向位置，窑皮是否起瘤、凹坑和料圈是否产生。
3.3 灰色图
它是整个窑筒体表面的温度分布图，借助不同的色彩表示各区域的温度高低，因此更能直观地揭示窑内情况，反映窑皮和窑衬的均匀性及掉砖或耐火砖深度剥落的位置。
3.4 反相三维图象
与灰色图一样它是窑筒体表面的温度分布图，不同的是以峰和谷表示各区域的温度高低。峰表示低温区域，谷表示高温区域。根据反相三维图象可获得下面两种信息：“红窑”点位置和几何图形；烧成带窑皮的均匀性，以及准确的窑皮立体图。反相三维图象具有更直观更具体的优点。
3.5 小结
利用红外扫描仪系统连续测定温度和描绘温度分布图，可以帮助找到窑、窑皮和耐火衬里的最佳状态，即窑皮位置正确、均匀、牢固且厚度适当，而窑和耐火衬里处于较优的工况条件。同时以此最佳状态作为以后窑优化操作管理的参考。
每日比较温度分布图，可以掌握窑皮的形成、剥落情况以及耐火砖厚度和磨损情况。
预先整定的报警温度提供了危险温度上升信息。操作员应立即进行预防性控制，防止其进一步发展。在烧成带对掉砖或耐火砖深度剥落的地方应采用补挂保护性窑皮的方法来保护窑筒体免遭热损坏。
一定要利用计划停窑机会对窑内情况进行实际测量，记录窑皮的生长情况，包括长度、位置、均匀性和厚度，记录各耐火砖段的厚度，计算磨损率。并与停窑前打印出来的图对照，这样才能更准确地理解各个功能图形，从图形的变化理解窑皮和窑衬的变化。
利用此系统可实现四方面控制：
进行预防性控制，避免窑衬出现不良状态。
进行矫正控制，使窑运转的同时在损坏的衬里上产生保护性窑皮。
修理计划控制，在停机前计划窑衬修理范围。
起动控制，起动窑时监测窑以达到正确预热升温状态。
预防控制和矫正控制通过窑控制调节来实现，主要调节方法是：
调节窑的喂料速率，较低的喂料速率会产生较厚的窑皮。
调节入窑生料成分，较高的石灰饱和系数和硅率会在烧成带产生较薄的窑皮，形成较少的圈。
调整火焰特性和风量，较大的火焰会产生较厚的窑皮，较高的过量空气会产生较稳定的窑皮。
风机冷却，在热点位置采用风冷，有利于该位置产生保护性窑皮。
4 结束语
红外线温度扫描系统在世界水泥工业已获得了越来越广泛的使用，实践证明它延长了衬料的寿命，并保护了窑筒体免遭损坏，取得了明显的经济效果。由于我厂投料试生产的时间还不长，目前尚不能统计出单位熟料的砖耗。
为了更好地开发和应用这一技术，还需要不断地在应用中积累经验，这样才有利于这一技术的应用普及。
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