CN100378016C - 一种窑炉小扰动换火控制方法 - Google Patents

Abstract

一种窑炉小扰动换火控制方法，它是根据窑炉工艺过程的实际要求和窑炉燃烧工况，在小于35秒的换火过程中，预先处理燃料、燃烧风量的比例，在天然气关闭到开启的过程中，适当提高一定比率的蓄热室二次风量，以补充由于天然气的关闭造成窑炉压力的减小，由于二次风经过蓄热处理，窑炉内温度的变化幅度将进一步缩小，在天然气开启时，首先按一定比例减少天然气量的输入，并逐渐上升到设定值，同时对多输入的二次风量按一定比例逐步缩小到原来的设定值，使窑炉炉压在较短的十几秒钟内得到较大的稳定，炉压的稳定将有利于熔化池玻璃液位的稳定。

Description

一种窑炉小扰动换火控制方法

技术领域

本发明涉及玻璃窑炉在换火过程中天然气系统、二次空气系统、燃枪保护气系统和烟道闸板系统的窑炉小扰动换火控制方法。

背景技术

横火焰燃烧玻璃熔窑在熔化玻璃的过程中，为了延长熔窑池壁砖的使用寿命，通常采用窑炉两侧在一定时间内交换左右燃料供给，两侧间歇交换单侧燃烧的方式，此过程涉及天然气系统、二次空气系统、燃枪保护气系统和烟道闸板系统等一系列现场执行机构的交换动作，以上过程的变化势必对玻璃窑炉燃烧过程的工况产生较大的波动，控制不理想将造成窑内温度的大幅下降、熔化池内炉压的大幅变化和玻璃液位的大幅波动，以上被称为熔窑三要素的大幅变化，必将对玻璃的熔化过程产生极大的冲击，更无法保证熔化出高质量的玻璃，同时对熔窑的使用寿命也造成了极大的危害。原有的玻璃窑炉换火控制方法只实现了时序过程的完成，没有对换火过程中窑炉工况的稳定采取任何优化的措施，使得换火过程稳定所需时间较长，因此对熔窑三要素的温度，炉压和液位的影响极大，严重影响了玻璃的质量。原窑炉交换系统设计时，为了实现停火后炉内压力的较小变化，北京第十玻璃设计院根据理论计算，曾在主烟道上设置一台风机，与窑炉交换系统联动，变频控制，实现在换火过程中按工艺要求鼓入一定比例的空气，从而满足炉内压力的较小波动，其缺点是需要增加硬件设备即一台风机和大量的风管及动力、控制部件，风机、风管和控制盘的安装又使本来不够宽敞的烟道上方空间更趋紧张，给其它设备的维护、维修造成一定的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够稳定窑炉换火过程中温度、炉压和液位，且节能、降耗，降低生产成本，提高劳动生产率，延长窑炉和燃枪设备的使用寿命的窑炉小扰动换火方法。

为达到上述目的，本发明采用的控制方法为：首先在换火预警信号到来时，控制系统记忆该侧最佳燃烧情况下的天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板的控制开度、设定值和控制模式，并将此数据存储在该侧数据库中；其二，当该侧换火交换信号到来时，关闭该侧天然气阀并由系统确认，随后打开该侧燃枪保护空气；其三，各小炉二次风通过安装在主管上的交换气缸完成二次风从该侧向另一侧的交换，各烟道闸板通过支烟道上的控制电机完成交换闸板从该侧向另一侧的交换，同时控制系统调用上一周期另一侧燃烧时的天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板控制开度、设定值和控制模式参数，在原开度基础上按燃烧时天然气流量与二次风流量1∶10的比例关系修正二次风的开度，即此时二次风流量开度在原开度基础上增加0.1～0.3％；其四，另一侧天然气交换阀打开，系统确认后，该侧燃枪保护空气关闭，另一侧燃枪保护空气打开，同时系统将调出的另一侧天然气流量开度进行修正，即天然气流量开度在原基础上减少1～3％，同时与已交换过的二次风在窑炉内混合、燃烧；天然气开度与二次风开度按1∶1的比例增减，逐渐消除交换过程中二次风增大，天然气减少的补偿优化过程，一分钟之内过渡到正常的燃烧熔化过程。

由于本发明根据窑炉工艺过程的实际要求和窑炉燃烧工况，在小于35秒的换火过程中，预先处理燃料、燃烧风量的比例，在天然气关闭到开启的过程中，适当提高一定比率的蓄热室二次风量，以补充由于天然气的关闭造成窑炉压力的减小，由于二次风经过蓄热处理，窑炉内温度的变化幅度将进一步缩小，在天然气开启时，首先按一定比例减少天然气量的输入，并逐渐上升到设定值，同时对多输入的二次风量按一定比例逐步缩小到原来的设定值，使窑炉炉压在较短的十几秒钟内得到较大的稳定，炉压的稳定将有利于熔化池玻璃液位的稳定。

附图说明

图1是本发明天然气系统和燃枪保护空气系统的工艺设备流程图；

图2是本发明由左侧向右侧换火的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，当窑炉由右燃烧过程向左燃烧过程交换时，控制系统给二次风交换气缸H1-H6的控制信号D1-D6由0变为1，交换气缸H1-H6动作由右开改变为左开，此时二次风由右进改变为左进，完成了二次风由右侧向左侧的交换过程。在左侧燃烧时，左侧六个天然气交换阀ZG1-ZG6全打开，左侧天然气枪保护空气阀全部关闭，天然气经主管道和各支管道进入各个天然气枪，燃气喷入窑炉与二次风即燃烧空气A1-A6混和进行燃烧，而右侧六个天然气交换阀YG1-YG6全部关闭，右侧天然气枪保护空气阀全部打开，保护右侧燃枪不被烧坏。在右燃烧时，阀位开关正好与左侧相反。

参见图2，在换火预警信号到来时，人工设定换向时间，并由程序记忆本测最佳燃烧情况下的天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板控制开度、设定值和控制模式，数据存储在数据库(1)中并为右侧存储数据库(2)赋初值；

换火过程开始交换由B1点开始，此时程序对天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板控制方式锁定，进入程序控制方式，操作人员无法干预；

首先关闭左侧天然气阀并程序确认，然后打开左测燃枪保护空气，确保燃枪的安全，左烟道闸板开，右烟道闸板关闭；

二次风换火气缸动作，左二次风关闭，右二次风开启，进行燃烧风交换到右侧，然后程序调用上次记忆的这一侧燃烧最佳时的天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板控制开度、设定值和控制模式等参数即数据库(2)的各控制参数，同时启动预处理程序，在原开度基础上按燃烧时燃料即天然气/空即二次风气按1∶10的比例混合，当天然气使用量为1500NM3/H时，二次风为15000NM3/H，因此当天然气关闭后，考虑计量和风耗，二次风开度一般需增大0.1～0.3％，以补充天然气关闭而造成的炉内压力不足；

右侧天然气控制阀打开，右侧燃枪保护气关闭，在之后的过程中，程序首先将调用到的上次记忆的这一侧燃烧最佳时的天然气各吹出口开度值减少一定的比例(按工艺和理论的结合此比例一般为1～3％)，以防止炉压增高，同时天然气与二次风按1∶1的比例增减，逐渐消除交换过程中二次风增大，天然气减少的补偿优化过程。

程序对天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板控制方式解锁，系统将控制权交给操作员，在30秒内，整个换火过程结束，一分钟之内过渡到正常的燃烧熔化过程，即计时到系统转右向左换向过程A1。

本发明通过以上控制方法，使换火过程工况得到了很大的稳定，由于在换火过程中，各回路控制程序为手动，因此换火过程的扰动对控制回路不够成威胁，当工况基本稳定后，控制系统自动进入自动控制，由于参数是调用上次最佳燃烧时的数据，故原来好的燃烧状态和工况得以继续，表现在炉压上是稳定时间由原来的5分钟缩短至1分钟内，液位基本不受影响，窑炉温度变化幅度也比以前有了很大得缩小。

Claims (1)

1.一种窑炉小扰动换火控制方法，其特征在于：

1)首先在换火预警信号到来时，控制系统记忆该侧最佳燃烧情况下的天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板的控制开度、设定值和控制模式，并将此数据存储在该侧数据库中；

2)其次，当该侧换火交换信号到来时，关闭该侧天然气阀并由系统确认，随后打开该侧燃枪保护空气；

3)然后，各小炉二次风通过安装在主管上的交换气缸完成二次风从该侧向另一侧的交换，各烟道闸板通过支烟道上的控制电机完成交换闸板从该侧向另一侧的交换，同时控制系统调用上一周期另一侧燃烧时的天然气、二次风、炉压、液位及支烟道闸板控制开度、设定值和控制模式参数，在原开度基础上按燃烧时天然气流量与二次风流量1∶10的比例关系修正二次风的开度，即此时二次风流量开度在原开度基础上增加0.1～0.3％；

4)当另一侧天然气交换阀打开，系统确认后，该侧燃枪保护空气关闭，另一侧燃枪保护空气打开，同时系统将调出的另一侧天然气流量开度进行修正，即天然气流量开度在原基础上减少1～3％，与已交换过的二次风在窑内混合；

5)天然气开度与二次风开度按1∶1的比例增减，逐渐消除交换过程中二次风增大，天然气减少的补偿优化过程，一分钟之内过渡到正常的燃烧熔化过程。

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