一、 引言

    众所周知，目前应用于在水泥厂回转窑及篦冷机上的高温工业电视系统，无论是国产设备还是进口设备，大多采用水泠降温冷却方式，保证摄相机系统在高温环境下能够正常工作。但是存在以下问题：

    1、冷却用循环水质的要求较高，冷却水要符合应用于要求，尤其不能使用硬水，防止时间一长在水管内形成水垢，致使循环水流不畅通，影响冷却效果。为此需要进行适当的水处理。

    2、使用循环冷却水受地区性质很大，如水资源缺乏的地区应用上有一定困难；另外在我国北方地区，冬季气温低，为防止水管冻裂还需采取一定的保温措施。

    3、使用循环冷却水除需要增加相应水处理设备，增加设备的投资外，还加大了设备的维护量。

    针对高温工业电视监视系统冷却保护方面使用冷却循环水的种种不得因素，某些工业电视监视系统生产厂家推出了纯风冷型高温工业电视监视系统，并在一些行业如钢厂、水泥厂等进行了成功的应用于，我公司在回转窑看为使用常州科宇电子有限公司生产的SG-FL型内窥式窑炉用高温工业电视监视系统，投运应用至今，一直运行正常，使用效果非常好。

二、SG-FL型内窥式高温工业电视系统简介

    1、系统结构和工作原理

    SG-FL型内窥式高温工业电视系统设备是一种闭路电视监视系统。它应用于水泥厂回转窑及篦式冷却机上，直接监视水泥回转窑内物料煅烧情况以及篦冷机内工况。适应窑炉内温度最大可达2000℃，视角最大可达110°。

    滤清箱在现场用来过滤来自压缩空气站的压缩空气。控制系统装置包括控制盘，温度显示仪表，压力控制器和遥控器部分以及精密过滤器，减压阀，自动除油器等气路处理系统。彩色监视器和遥控操作器安装在中控室内。控制系统装置所需220VAC电源，由中控室UPS不间断电源长期供化。探头及探头罩均为双隔层设计。在摄相机和针孔镜头之间装有温度探测元件，监测温度大于42℃，探头便从窑中自动退出。自动退出装置接收窑系统装置来的信号控制电动机驱动链条传动装置，带动探头伸入或退出回转窑，可在非正常情况下，5秒内使探头退出回转窑外。

    高温闭路工业电视系统工作时，通过操作控制装置使探头伸入窑内。探头罩内的摄像机通过伸入窑内的探头中的针孔镜头摄取图像，形成全电视信号，经过控制装置转换，输送到中控室内监视器上显示窑内工况。

    2、系统的主要功能特点：

    ⑴本系统有现场和远程遥控两种操作和指示功能，方便用户操作。

    ⑵电气控制采用日本三菱PLC可编程控制器，大大提高了系统的可操作性和可靠性，用户可根据自己的要求自由编程；压力控制仪表采用日本进口产品，温度显示仪表采用数字式显示仪表，保证控制系统的可靠性和先进性，满足用户需要。

    ⑶传动方式

    传动部分由最初的小轮车推进改为金属导轨推动，使设备伸进退出平衡，可靠运行，大大减少探头罩运动的周期，（由以前丝杆传动的1.5分钟减少到5钞钟内），另外，由于彩带自锁的电机，可合格证设备在任意安装角度下使用。

    ⑷具有完善的自动保护功能，在出现下列几种情况之一时，探头均能自动退出回转窑。

    探头内温度超过设定值；

    压缩空气输入压力低于0.2Mpa；

    外界电源断电时（需配置UPS电源）

    ⑸摄像机系统冷却保护采用风冷，无需冷却循环水。

        总之，SG-FL型内窥式高温工业电视系统技术先进，控制保护功能完善，应用可靠，其最突出的特点是摄像机系统采用纯风冷保护技术。

    三、 浅谈纯风冷保护技术的实现

    水泥回转窑运转时，窑头内温度可达1300℃左右，为保证工业电视摄相系统在高温环境下能正常工作，SG-FL型内窥式高温工业电视系统设备采用由窑尾空压站来的压缩空气进行冷却保护，主要从以下两方面进行设计考虑并实施的。

    1、摄相机镜头的特殊设计，是实现纯风冷保护的前提

    其一是采用耐高温镜头，镜头采用进口蓝宝石镜面，粘接材料采用耐高温材料，使得针孔镜能耐200℃的高温，远远高于摄像机耐温程度。

    其二，加长摄像机镜头，传统的水泠摄像机探头罩全部伸入窑内，由于受到摄像机工作温度的限制，所以必须彩水冷。而SG-FL型工业电视系统加长了摄像机镜头。当工业电视系统工作时，只是装有耐高温镜头部分探头罩伸入窑内，而装有摄像机的探头罩留在窑外，使和摄像机不会直接受到窑内高温的热辐射。

    2、三路供风系统，确保摄像机系统在高温下仍能可靠工作

    考虑到窑内温度1300℃，以助记词镜头可以耐200℃高温，通过换热和通风量设计计算（计算过程略）结果表明，一般的强迫风冷即可满足要求。但为进一步确保摄像机系统在高温下工作的可靠性，该系统考虑了三路供风设计。

    第一路风，是由窑尾空压机站来的压缩空气经截止阀直接进入炉门装置中，该路压缩空气保持常通，能够压住窑头火焰和灰尘，有效地减少对探头的热辐射，即使探头退出炉门装置后仍是如此。避免炉火直接烧烤炉门机构，探头及退出装置，而损坏设备。

    第二路风，如图中所示的⑴⑵⑶也是由空压站来的压缩空气经滤清箱除尘后，经过精密过滤器后进入探头罩及探头外腔，由探头前部喷入窑内并在探头前部形成风幕，这一路风是主要的冷却用风。

    第三路风，如图所示中的⑴⑵⑷⑸是由第二路经过精密过滤器后分出的一路风压减阀，自动除油器进入涡旋制冷管。涡旋制冷管可以使压缩空气温度进一步将低低，通过涡旋制冷管进一步冷却的压缩空气经过探头罩和探头的内腔喷入窑内，进一步对摄像机和镜头进行冷却，确保摄像机系统的安全。

    为保证摄像机系统的冷却效果，对压缩空气的要求如下：

    ⑴进气温度≤35℃；

    ⑵进气压力：0.35-0.7kg/cm2；

    ⑶流量≥0.3m3/min

    一般水泥厂空压站的压缩空气均能满足引要求。

四、 使用中应注意的几个问题

    1、  最好由单独压缩空气管路提供冷却气，绝不能在工业电视系统压缩空气气路上再接上任何其他用气设备，以保证冷却气压力稳定满足要求，且冷却气中不能含有任何水和油污等其他杂质，以免影响工业电视系统的用气。

    2、安装时应采取一定的防护措施（如在传动装置侧面加装一隔热防护板），以防窑头喷火烧毁管线及设备。

    3、检修维护时重点检查行程开关、温度传感器及温度数显表、压力控制表的功能及线路连接应完好，探头罩伸进退出控制功能应完善。

    4、停窑检修期间，应做好对自动退出装置所有的机械机构上活动点的定期检查及润滑工作，保证传动装置动转灵活可靠。

五、 结束语

        根据在我公司现场的运行情况来看，常州科宇电子有限公司生产的SG-FL型内窥式高温工业电视系统设备完全适合水泥厂回转窑和篦冷机系统高温环境下工况的监视。由于不采用水冷却循环装置，无需这方面的设备投资和维护，因此该系统设备的日常维护工作变得相当简单，维护工作量极少。而且由于其电气控制系统采用PLC可编程序控制器，伸进退出装置传动部分采用链条带动的金属导轨推动，都体现了其技术及应用上的可靠性和先进性；另外，该系统外形构造（尤其是伸进退出装置和控制箱）小巧精致，造型紧凑美观，操作灵便；特别是在水泥窑炉煅烧情况的监测上的观察范围较大，图像清晰，应用效果显著，深受用户欢迎。 

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