CN104743771A - 一种玻璃熔窑窑压测定装置及使用其的窑压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种玻璃熔窑窑压测定装置，包括熔窑的内部压力测定管路，外部压力测定管路和分别与上述两测定管路相连的差压变送器，内部压力测定管路包括与玻璃熔窑内部相连通的高温管，高温管水平或向下倾斜设置以使高温管进口端高于其出口端；外部压力测定管路包括接收熔窑外部气流的接收装置，接收装置包括具有大口端和小口端的接收管，接收管的大口端封闭设置，接收管的小口端与缓冲管相连通，接收管沿其轴向从大口端至小口端直径逐渐缩小，且接收管的侧壁上设置有接收气体进入的接收孔，接收管的大口端与一熔窑外壁相贴合或具有间隙。本发明通过对内外部压力测定管路的设置，同时保证了其各自取压的准确性，进而提高了测压的精准性。
Description
技术领域
本发明涉及窑压测定装置，具体涉及一种用于玻璃熔窑的窑压测定装置及使用其作为窑压测定装置的窑压控制系统。
背景技术
在浮法玻璃生产工艺中，根据燃烧方式的不同，其采用的浮法玻璃熔窑可以分为浮法玻璃空气燃烧熔窑和浮法玻璃全氧燃烧熔窑。其中，浮法玻璃空气燃烧熔窑以空气作为助燃气体，但是由于占空气约79％的氮气不起助燃作用，经高温加热后大量的氮气转化为NOX作为烟气排入大气中，不仅污染了环境，还带走了大量的热量，造成能源浪费。因此，以纯氧气作为助燃气气体的浮法玻璃全氧燃烧熔窑因消除了上述氮气带来的弊端，而采到广泛的应用；不仅如此，与浮法玻璃空气燃烧熔窑相比，其还具有以下优点：(1)燃烧反应速度加快，火焰温度提高，有效提高了熔窑的热效率，熔化率增大，玻璃液单位热耗降低，因此能够节约大量能源；(2)烟气不产生NOX，大大较少了环境污染；(3)可以提高玻璃的产量和质量，延长熔窑的使用寿命。
众所周知，在应用浮法玻璃全氧燃烧熔窑生产玻璃的实际操作过程中，为保证玻璃生产工艺的顺利进行和玻璃的质量要求，无论是熔化部窑压还是冷却部窑压，都必须保持在零压或微正压，决不能出现负压。因为如果玻璃熔窑的窑压是负压，在负压状态下，火焰空间将吸入外界的冷空气，改变熔窑内的气氛，降低熔窑的温度，增加燃料的消耗，并且引起熔窑内温度分布不均匀，破坏熔化温度，同时窑压也不能过大，窑压过大，将使熔窑严重冒火，不仅增加烯料消耗，而且加剧窑体的烧损，并且不利于玻璃液的澄清和冷却。
因此，准确地测量熔窑的窑压对于实现对其的精确调控具有重要的意义，中国专利文献CN201281641Y公开了一种玻璃窑炉压力测量装置，其包括取压管、参照系管和压力变送器，该取压管还包括分别连接于取压管垂直段两端的取压管高温段和取压管水平段，用以解决取压管路内气流冷却后产生的冷凝水堵塞气流传输，造成的测压不准确。但上述装置中由于取压管的高温管段向熔窑内部倾斜设置，其虽然能够将进入取压管路的气流中的一部分水冷凝并排入窑内，但高温管段位于熔窑内部一端水蒸气的反复冷凝与蒸发势必对进入取压管路的瞬时气流产生干扰，从而影响取压管路的正常取压；另一方面，该装置中参照管路易受外界干扰气流的影响，使得外部压力测定不够精确，上述原因均会造成最终压力变送器测定值的精准性。
发明内容
为解决现有技术中的窑压取压装置受到熔窑内水蒸气在取压管路进口端反复冷凝-蒸发干扰熔窑内部取压及参照系管路易受外界干扰气流的影响无法准确取压最终使得压力变送器测压值不精确的问题，进而提供一种玻璃熔窑窑压测定装置，并进一步提供了一种利用上述测定装置进行窑压调控的窑压控制系统。
为此，本申请采取的技术方案为：
一种玻璃熔窑窑压测定装置，包括所述熔窑的内部压力测定管路，外部压力测定管路和分别与所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路相连的差压变送器，其中，所述内部压力测定管路包括与所述玻璃熔窑内部相连通的高温管，所述高温管水平设置或所述高温管向下倾斜设置以使所述高温管的进口端高于其出口端；所述外部压力测定管路包括接收熔窑外部气流的接收装置，所述接收装置包括具有大口端和小口端的接收管，所述接收管的大口端封闭设置，所述接收管的小口端与缓冲管相连通，所述接收管沿其轴向从所述大口端至所述小口端直径逐渐缩小，且所述接收管的侧壁上设置有接收气体进入的接收孔，所述接收管的大口端与一熔窑外壁相贴合或具有间隙。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述高温管与所述内部压力测定管路的内压垂直管相连通，所述内压垂直管上设置有缓冲装置，所述缓冲装置内设置有干燥剂，且所述缓冲装置的内径为所述内压垂直管内径的2-4倍。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述高温管的进口端与所述接收管的大口端位于同一水平面上。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述高温管的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/3-2/3。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述高温管的进口端设置于所述熔窑的内部或内壁面上；
所述高温管的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/2。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述接收管的大口端与所述熔窑外壁间的距离不大于10mm。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述差压变送器通过内部压力测定支路与所述内部压力测定管路相连通，且所述差压变送器通过外部压力测定支路与所述外部压力测定管路相连通，所述内部压力测定支路和所述外部压力测定支路上均设置有吹扫阀和拦截阀。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路的末端均设置有集水器，所述集水器上均设置有协助排水的排水放空阀、排水阀和进水控制阀。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述内部压力测定管路包括在所述熔窑的外部顺次连通的高温管、设置有缓冲装置的内压垂直管、内压水平管和内压集水器，所述内压水平管与水平面形成一20°-30°的向下倾斜的
夹角；所述外部压力测定管路包括在所述熔窑的外部顺次连通的接收装置、缓冲管、外压垂直管、外压水平管和外压集水器，所述外压水平管与水平面形成一20°-30°的向下倾斜的夹角。
优选地，在玻璃熔窑窑压测定装置中，所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路均为不锈钢管路；所述高温管的外部还设置有保温层。
进一步的本申请还公开了一种采用上述任一窑压测定装置作为其中的测压装置的浮法玻璃全氧燃烧熔窑的窑压控制系统。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有以下优点：
(1)本发明的玻璃熔窑窑压测定装置中，其内部压力测定管路包括与所述玻璃熔窑内部相连通的高温管，所述高温管具有两种设置方式，一种为水平设置，另一种所述高温管向下倾斜设置以使所述高温管的进口端高于其出口端，两种设置方式均不会使管壁产生的冷凝水回流至进口端造成反复的蒸发-冷凝扰动流入取压管路的气流，并且由于窑内气体呈混乱的急流状态，水平设置高温管可以最大限度的避免瞬时气体流动对压力的干扰，确保内部压力测定管路取压准确。
其外部压力测定管路包括接收熔窑外部气流的接收装置，所述接收装置包括具有大口端和小口端的接收管，所述接收管的大口端封闭设置，所述接收管的小口端与缓冲管相连通，所述接收管沿其轴向从所述大口端至所述小口端直径逐渐缩小，且所述接收管的侧壁上设置有接收气体进入的接收孔，所述接收管的大口端与一熔窑外壁相贴合或具有间隙，上述设置方式，外部气体通过接收孔进入接收管的内部，一方面保证了接收管内部气体与外部气体的连通确保内外部压力一致，另一方面避免了外部人员走动等情况产生的气流流动对压力的干扰，确保外部压力测定管路取压准确。
本发明通过对内外部压力测定管路的设置，同时保证了其各自取压的准确性，进而提高了测压的精准性。
(2)本发明的玻璃熔窑窑压测定装置中，内部压力测定管路的内压垂直段设置有缓冲装置，其内设置有干燥剂，且所述缓冲装置的内径为所述内压垂直管内径的2-4倍，一方面可以吸附取压气体中的水份，及时排除其冷凝时对压力的干扰，同时，干燥器管径较取压垂直段的管径大2-4倍，可起到气体缓冲作用，对窑内瞬时气流冲击造成的压力变化起到缓解作用。
(3)本发明所述的窑压测定装置，所述高温管的进口端与所述接收管的大口端位于同一水平面上，尽量减少熔窑内外部温度的差异，保证测量的准确性；进一步地，设定所述高温管的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/3-2/3，此时所述熔窑内部的气流更稳定，所测得的压力更接近所述窑压的真实状况，更为准确。
(4)本发明的窑压测定装置，集水器上均设置有排水放空阀和排水阀从而在不影响正常生产的情况下、即可将冷却形成的水排出取压管路，因此，对浮法玻璃全氧燃烧熔窑的窑压测量更为准确、更适于工业化生产。
(5)本发明的窑压测定装置，外部压力测定支路和内部压力测定支路上分别设置有吹扫阀和拦截阀，对相应的支路进行吹扫，并在不测量时使用拦截阀进行气体拦截，避免传送支路内部受水蒸气或杂质的干扰，保证测量时的精确性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明玻璃熔窑窑压测定装置的结构示意图；
图2是熔窑外部窑壁与接收装置的一种位置关系示意图；
图3是熔窑外部窑壁与接收装置的另一种位置关系示意图。
图中附图标记表示为：11-高温管，12-缓冲装置，13-内压垂直管，14-内压水平管，15-内压集水器，21-接收装置，22-缓冲管，23-外压垂直管，24-外压水平管，25-外压集水器，3-差压变送器，4-排水放空阀，5-进水控制阀，6-排水阀，7-吹扫阀，8-拦截阀，9-熔窑外壁，10-接收孔。
具体实施方式
如图1所示一种玻璃熔窑窑压测定装置，包括所述熔窑的内部压力测定管路，外部压力测定管路和分别与所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路相连的差压变送器3，其中，所述内部压力测定管路包括与所述玻璃熔窑内部相连通的高温管11，所述高温管11水平设置；所述外部压力测定管路包括接收熔窑外部气流的接收装置21，如图2所示，所述接收装置21具有大口端和小口端的接收管，所述接收管的大口端封闭设置，所述接收管的小口端与缓冲管22相连通，所述接收管沿其轴向从所述大口端至所述小口端直径逐渐缩小，且所述接收管的侧壁上设置有接收气体进入的接收孔10，所述接收管的大口端与一熔窑外壁9相贴合或具有间隙。
作为可替代的实施方式，所述高温管11还可以倾斜向下设置以使所述高温管的进口端高于其出口端，以避免管壁产生的冷凝水回流至进口端造成反复的蒸发-冷凝扰动流入取压管路的气流，而作为优选的实施方式，采用所述高温管11水平设置的方式，一方面不会使管壁产生的冷凝水回流至进口端造成反复的蒸发-冷凝扰动流入取压管路的气流，另一方面，由于窑内气体呈混乱的急流状态，水平设置高温管可以最大限度的避免瞬时气体流动对压力的干扰，确保内部压力测定管路取压准确。
如图3所示，作为可替代的实施方式，所述接收管的大口端与一熔窑外壁9相贴合，以保证从接收孔进入接收管内部的气体温度与进入内部取压管路内的气体温度接近，确保测压的准确性。
作为优选的实施方式，所述高温管11与所述内部压力测定管路的内压垂直管13相连通，所述内压垂直管13上设置有缓冲装置12，所述缓冲装置12内设置有干燥剂，且所述缓冲装置12的内径为所述内压垂直管13内径的2-4倍。
作为优选的实施方式，所述高温管11的进口端与所述接收管的大口端位于同一水平面上。
作为优选的实施方式，所述高温管11的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/3-2/3。
作为优选的实施方式，所述高温管11的进口端设置于所述熔窑的内部，也可以设置在熔窑的内壁面上；
作为优选的实施方式，所述高温管的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/2。
作为优选的实施方式，为确保内外部测定的目标气体的温度一致，所述接收管的大口端与所述熔窑外壁的距离不大于10mm。
作为优选的实施方式，所述差压变送器通过内部压力测定支路与所述内部压力测定管路相连通，且所述差压变送器通过外部压力测定支路与所述外部压力测定管路相连通，所述内部压力测定支路和所述外部压力测定支路上均设置有吹扫阀7和拦截阀8。
作为优选的实施方式，所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路的末端均设置有集水器，所述集水器上均设置有协助排水的排水放空阀4、排水阀6和进水控制阀5。
作为优选的实施方式，所述内部压力测定管路包括在所述熔窑的外部顺次连通的高温管11、设置有缓冲装置的内压垂直管13、内压水平管14和内压集水器15，所述内压水平管14水平设置，进一步优选地，所述内压水平管14与水平面形成一20°-30°的向下倾斜的夹角，即内压水平管14的进口端高于其出口端以利于冷凝水在自身重力作用下从内压水平管14的进口端流向其出口端，并最终流入内压集水器15；
所述外部压力测定管路包括在所述熔窑的外部顺次连通的接收装置21、缓冲管22、外压垂直管23、外压水平管24和外压集水器25，所述外压水平管24水平设置；进一步优选地，所述外压水平管24水平面形成一20°-30°的向下倾斜的夹角，即外压水平管24的进口端高于其出口端以利于冷凝水在自身重力作用下从外压水平管24的进口端流向其出口端，并最终流入外压集水器25
作为优选的实施方式，所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路均为不锈钢管路；所述高温管的外部还设置有保温层。
上述任一窑压测定装置均可应用于玻璃熔窑的窑压控制系统。
本发明其中一种玻璃熔窑的窑压测定装置的工作原理为：当对所述熔窑的窑压进行测量时，打开进水控制阀5和拦截阀8，关闭所述排水放空阀4、所述排水阀6和所述吹扫阀7，所述熔窑内部依次通过所述高温管11、一部分内压垂直管13、缓冲装置12，另一部分内压垂直管13、内压水平管14、内部压力测定支路和所述差压变送器3相连通；同时，所述熔窑外部依次通过接收装置21、缓冲管22、外压垂直管23、外压水平管24、外部压力测定支路和所述差压变送器3相连通，然后所述差压变送器3输出所述熔窑内部和所述熔窑外部的压力差。当需要对集水器放水时，先关闭所述进水控制阀5，然后打开所述排水放空阀4，最后打开所述排水阀6，即可实现在不影响熔窑内部压力变化，保证生产正常的情况下对相应取压管路进行放水。另外，关闭所述进水控制阀5和所述拦截阀8，并打开所述吹扫阀7，定期对所述窑压测定装置进行反吹扫、以除去异物和杂质，使所述窑压测定装置测量的窑压更为准确。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种玻璃熔窑窑压测定装置，包括所述熔窑的内部压力测定管路，外部压力测定管路和分别与所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路相连的差压变送器(3)，其特征在于，
所述内部压力测定管路包括与所述玻璃熔窑内部相连通的高温管(11)，所述高温管(11)水平设置或所述高温管(11)向下倾斜设置以使所述高温管的进口端高于其出口端；
所述外部压力测定管路包括接收熔窑外部气流的接收装置(21)，所述接收装置(21)包括具有大口端和小口端的接收管，所述接收管的大口端封闭设置，所述接收管的小口端与缓冲管(22)相连通，所述接收管沿其轴向从所述大口端至所述小口端直径逐渐缩小，且所述接收管的侧壁上设置有接收气体进入的接收孔(10)，所述接收管的大口端与一熔窑外壁(9)相贴合或具有间隙。
2.根据权利要求1所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，所述高温管(11)与所述内部压力测定管路的内压垂直管(13)相连通，所述内压垂直管(13)上设置有缓冲装置(12)，所述缓冲装置(12)内设置有干燥剂，且所述缓冲装置(12)的内径为所述内压垂直管(13)内径的2-4倍。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，所述高温管(11)的进口端与所述接收管的大口端位于同一水平面上。
4.根据权利要求1-3任一所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，所述高温管(11)的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/3-2/3。
5.根据权利要求4所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，
所述高温管(11)的进口端设置于所述熔窑的内部或内壁面上；
所述高温管的进口端距离所述熔窑底部的距离为所述熔窑高度的1/2。
6.根据权利要求5所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，所述接收管的大口端与所述熔窑外壁的距离不大于10mm。
7.根据权利要求1-6任一所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，
所述差压变送器通过内部压力测定支路与所述内部压力测定管路相连通，且所述差压变送器通过外部压力测定支路与所述外部压力测定管路相连通，所述内部压力测定支路和所述外部压力测定支路上均设置有吹扫阀(7)和拦截阀(8)。
8.根据权利要求7所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，
所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路的末端均设置有集水器，所述集水器上均设置有协助排水的排水放空阀(4)、排水阀(6)和进水控制阀(5)。
9.根据权利要求8所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，
所述内部压力测定管路包括在所述熔窑的外部顺次连通的高温管(11)、设置有缓冲装置(12)的内压垂直管(13)、内压水平管(14)和内压集水器(15)，所述内压水平管(14)水平设置，或与水平面形成一20°-30°的向下倾斜的夹角以使所述内压水平管(14)的进口端高于其出口端；
所述外部压力测定管路包括在所述熔窑的外部顺次连通的接收装置(21)、缓冲管(22)、外压垂直管(23)、外压水平管(24)和外压集水器(25)，所述外压水平管(24)水平设置，或与水平面形成一20°-30°的向下倾斜的夹角以使所述外压水平管(24)的进口端高于其出口端。
10.根据权利要求1-9任一所述的玻璃熔窑窑压测定装置，其特征在于，
所述内部压力测定管路和所述外部压力测定管路均为不锈钢管路；所述高温管的外部还设置有保温层。
11.一种用于浮法玻璃全氧燃烧熔窑的窑压控制系统，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的窑压测定装置。
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