CN109384370A - 玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，玻璃熔窑包括左侧熔窑和右侧熔窑，玻璃熔窑天然气燃烧系统包括若干个天然气小炉，天然气喷枪、安全切断阀、流量调节阀、换向阀、流量计、烟气交换机和控制系统，天然气小炉内设有起喷阀门，换火完成后，控制系统控制各个天然气小炉进行分组分段起喷。本发明具有可有效限制玻璃熔窑内压力瞬时值、促进天然气完全燃烧、有利于环境保护的特点。

Description

玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法

技术领域

本发明涉及玻璃熔窑天然气控制技术领域，尤其是涉及一种可有效限制玻璃熔窑内压力瞬时值、促进天然气完全燃烧、有利于环境保护的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法。

背景技术

玻璃熔窑，指玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的热工设备。将按玻璃成分配好的粉料和掺加的熟料(碎玻璃)在窑内高温熔化、澄清并形成符合成型要求的玻璃液。

现有的玻璃熔窑天然气燃烧系统在启喷时，由于管道中存在残留的天然气体，且所有天然气小炉都是同时启喷，会造成以下问题：

所有天然气小炉同时启喷时，窑内压力瞬间值能上升到25Pa，通过调节换火时窑压闸板的开度并不能解决该问题。窑压尖峰值虽然持续时间只有几秒，但对窑内气氛影响极大，易造成事故或者不安全隐患，必须将窑压值调整合理范围内。

通过观察换火镜头的画面，换火期间窑内烟气浓度高，气氛混浊，天然气处于不完全燃烧状态，造成大量的环境污染物。

环保入口NOX在换火期间有尖波，易造成环保瞬时值超标，后果严重。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中天然气起喷时窑内压力瞬时值较高、天然气燃烧不充分和造成环境污染的不足，提供了一种可有效限制玻璃熔窑内压力瞬时值、促进天然气完全燃烧、有利于环境保护的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，玻璃熔窑包括左侧熔窑和右侧熔窑，玻璃熔窑天然气燃烧系统包括若干个天然气小炉，天然气喷枪、安全切断阀、流量调节阀、换向阀、流量计、烟气交换机和控制系统，天然气小炉内设有起喷阀门，玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法包括如下步骤：

(1-1)控制系统控制天然气燃烧系统换火；

(1-2)换火完成后，控制系统控制各个天然气小炉进行分组分段起喷；

(1-3)控制系统锁定各天然气小炉，流量计测量各天然气小炉的流量达到正常工作设定值时，控制系统解锁各天然气小炉；

(1-4)各天然气小炉进入自动控制过程，保证天然气燃烧的稳定性；

(1-5)左侧熔窑与右侧熔窑燃烧是氮氧化物含量不同，玻璃熔窑天然气燃烧系统设有助燃风流量调节切换模块，左侧熔窑或右侧熔窑燃烧时，助燃风流量调节切换模块将助燃风切换至对应的燃烧熔窑。

本发明是一种玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，适用于现有的玻璃熔窑天然气燃烧系统，本控制方法用于在天然气燃烧系统换火后，按照两个一组进行分配，控制每组天然气小炉的起喷时间，换火期间两侧熔窑停烧的时间间隙，对应的时间点助燃风量下调，换火结束时风量恢复正常用量。

作为优选，步骤(1-1)包括如下步骤：

(2-1)控制系统发出换向信号后，经过时间t1，关闭右侧熔窑的天然气，经过时间t2后，打开右侧熔窑的冷却气，经过时间t3后，烟气交换机将助燃风向调整至左侧熔窑进风，经过时间t4后，关闭左侧熔窑的冷却气，经过时间t5后，打开左侧熔窑的天然气；

(2-2)控制系统发出换向信号后，经过时间t1，关闭左侧熔窑的天然气，经过时间t2后，打开左侧熔窑的冷却气，经过时间t3后，烟气交换机将助燃风向调整至右侧熔窑进风，经过时间t4后，关闭右侧熔窑的冷却气，经过时间t5后，打开右侧熔窑的天然气。

本过程是天然气燃烧系统的换火过程，在该过程中安全切断阀切断一侧熔窑的天然气，然后打开另一侧熔窑的天然气。

作为优选，控制系统将左侧熔窑或右侧熔窑的各个天然气小炉分为n组，n＞1，每组m个天气小炉，m≥2；控制系统将各组天然气小炉分为N阶段控制，N≥3。

在本发明中，左侧熔窑或右侧熔窑均有8对天然气小炉，将8对天然气小炉分为4组，每组2个天然气小炉，并将4组天然气小炉分为3个控制阶段进行控制。

作为优选，玻璃熔窑天然气燃烧系统换火时间为T，T＝t1+t2+t3+t4+t5，N为3，控制系统将各组天然气小炉分为3阶段控制，在控制系统中设置各组天然气小炉的起喷延迟时间为(a1，a2，…，an)；在第一控制阶段，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为关闭状态，第一组天然气小炉的起喷时间为T+a1，第二组天然气小炉的起喷时间为T+a2，…,第n组天然气小炉的起喷时间为T+an，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s1，阀门全开状态的数值设为y，s1≤0.2y。

在第一阶段，各天然气小炉起喷时阀门数值为阀门全开状态的20％，即不完全打开阀门，保证了天然气的流量不会过大。

作为优选，在第二控制阶段，在控制系统中设置各组天然气小炉的起喷延迟时间为(b1，b1，…,bn)，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为u1，u1<0.3y，第一组天然气小炉的起喷时间为T+a1+b1，第二组天然气小炉的起喷时间为T+a2+b2，…,第n组天然气小炉的起喷时间为T+an+bn，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s2，s1≤0.4y。

在第二阶段，各天然气小炉起喷时阀门数值为阀门全开状态的40％，天然气流量逐步上升。

作为优选，在第三控制阶段，在控制系统中设置各组天然气小炉的起喷延迟时间为(c1，c1，…,cn)，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为u2，u2≥0.5y，第一组天然气小炉的起喷时间为T+a1+b1+c1，第二组天然气小炉的起喷时间为T+a2+b2+c2，…,第n组天然气小炉的起喷时间为T+an+bn+cn，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s3，s3＝y。

在第三阶段，将各天然气小炉的阀门数值设为阀门全开时的正常值y，将各天然气小炉进入正常工作状态。

作为优选，控制系统还包括PID模块、TOF模块和SEL模块，PID模块、TOF模块和SEL模块均与控制芯片电连接，助燃风流量调节切换模块为PID模块，TOF为时间延时模块，SEL为选择模块。

本发明采用的是中控JX-300XP DCS控制系统，TOF模块用于延迟时间的设置，SEL模块用于起喷天然气小炉的选择。

因此，本发明具有如下有益效果：

现有技术中，天然气起喷是在换火之后开始的，管道中残留气体与各天然气小炉同时打开，天然气会产生窑压尖峰、烟气浑浊燃烧不充分的现象，本发明将各天然气小炉进行分组，并错峰控制起喷，避免了窑压尖峰的现象，同时避免了安全事故或者安全隐患的发生。

本发明分段控制后，各天然气小炉的阀门达到正常燃烧时的阀门位置，但天然气流量还未达到工作正常状态值，此时对各天然气小炉进行锁定操作，待各天然气小炉的流量达到正常状态时进行解锁，保持天然气从起喷到正常燃烧的稳定性，避免了超量调整。

左右侧熔窑燃烧时氮氧化合物含量不同，助燃风流量调节切换模块将各天然气小炉助燃风设定量自动左右切换，左火时直接跳转到左风阀位，右火时直接跳转到右风阀位，保证了启喷时天然气的充分燃烧，氮氧化合物无尖波，保护环境，减少污染。

因此，本发明具有可有效限制玻璃熔窑内压力瞬时值、促进天然气完全燃烧、有利于环境保护的特点。

附图说明

图1是本发明的一种换火过程示意图；

图2是本发明的一种起喷控制过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2所示的实施例是一种玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，玻璃熔窑包括左侧熔窑和右侧熔窑，玻璃熔窑天然气燃烧系统包括若干个天然气小炉，天然气喷枪、安全切断阀、流量调节阀、换向阀、流量计、烟气交换机和控制系统，天然气小炉内设有起喷阀门，其特征是，包括如下步骤：

步骤100，控制系统控制天然气燃烧系统换火；

步骤110，控制系统发出换向信号后，经过15秒，关闭右侧熔窑的天然气，经过1秒后，打开右侧熔窑的冷却气，经过16秒后，烟气交换机将助燃风向调整至左侧熔窑进风，经过1秒后，关闭左侧熔窑的冷却气，经过1秒后，打开左侧熔窑的天然气；

步骤120，控制系统发出换向信号后，经过15秒，关闭左侧熔窑的天然气，经过1秒后，打开左侧熔窑的冷却气，经过16秒后，烟气交换机将助燃风向调整至右侧熔窑进风，经过1秒后，关闭右侧熔窑的冷却气，经过1秒后，打开右侧熔窑的天然气；

步骤200，换火完成后，控制系统控制各个天然气小炉进行分组分段起喷；

步骤300，控制系统锁定各天然气小炉15秒，流量计测量各天然气小炉的流量达到正常工作设定值时，如25立方米/小时，控制系统解锁各天然气小炉；

步骤400，各天然气小炉进入自动控制过程，保证天然气燃烧的稳定性；

步骤500，左侧熔窑与右侧熔窑燃烧是氮氧化物含量不同，玻璃熔窑天然气燃烧系统设有助燃风流量调节切换模块，左侧熔窑或右侧熔窑燃烧时，助燃风流量调节切换模块将助燃风切换至对应的燃烧熔窑。

控制系统将左侧熔窑或右侧熔窑的各个天然气小炉分为4组，每组2个天气小炉；控制系统将各组天然气小炉分为3阶段控制。

玻璃熔窑天然气燃烧系统换火时间为T，T＝15+1+16+1+1＝34秒，在控制系统中设置第一组天然气小炉的起喷延迟时间为1秒，第二组天然气小炉的起喷延迟时间为2秒，第三组天然气小炉的起喷延迟时间为4秒，第四组天然气小炉的起喷延迟时间为4秒；在第一控制阶段，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为关闭状态，第一组天然气小炉的起喷时间为34+1＝35秒，第二组天然气小炉的起喷时间为34+2＝36秒，第3组天然气小炉的起喷时间为34+4＝38秒，第4组天然气小炉的起喷时间为34+4＝38秒，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s1，阀门全开状态的数值设为y，s1＝0.2y，即为全开状态的20％。

在第二控制阶段，在控制系统中设置第一组天然气小炉的起喷延迟时间为4秒，第二组天然气小炉的起喷延迟时间为3秒，第三组天然气小炉的起喷延迟时间为3秒，第四组天然气小炉的起喷延迟时间为3秒，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为u1，u1＝0.3y，即各天然气小炉天然气小炉在第二阶段起喷时，阀门的初始打开程度为阀门全开状态的30％，第一组的起喷时间为34+1+4＝39秒，第二组天然气小炉的起喷时间为34+2+3＝39秒，第三组天然气小炉的起喷时间为34+4+3＝41秒，第四组天然气小炉的起喷时间为34+4+3＝41秒，喷出天然气时，各天然气小炉起喷阀门的数值设为s2，s2＝0.4y，即为全开状态的40％。

在第三控制阶段，在控制系统中设置设置第一组天然气小炉的起喷延迟时间为3秒，第二组天然气小炉的起喷延迟时间为4秒，第三组天然气小炉的起喷延迟时间为4秒，第四组天然气小炉的起喷延迟时间为4秒，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为u2，u2＝0.5y，即各天然气小炉天然气小炉在第三阶段起喷时，阀门的初始打开程度为阀门全开状态的50％；第一组天然气小炉的起喷时间为34+1+4+3＝42秒，第二组天然气小炉的起喷时间为34+2+3+4＝43，第三组天然气小炉的起喷时间为34+4+3+4＝45秒，第四组天然气小炉的起喷时间为34+4+3+4＝45秒，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s3，s3＝y，即第三控制阶段完成后，各天然气小炉的阀门为正常工作时的状态。

控制系统还包括PID模块、TOF模块和SEL模块，PID模块、TOF模块和SEL模块均与控制芯片电连接，助燃风流量调节切换模块为PID模块，TOF为时间延时模块，SEL为选择模块。本发明使用的是中控JX-300XP DCS控制系统控制整个流程。TOF模块用于延迟时间的设置，SEL模块用于起喷天然气小炉的选择。延迟时间与天然气小炉的选择均可根据实际情况进行调整。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，玻璃熔窑包括左侧熔窑和右侧熔窑，玻璃熔窑天然气燃烧系统包括若干个天然气小炉，天然气喷枪、安全切断阀、流量调节阀、换向阀、流量计、烟气交换机和控制系统，天然气小炉内设有起喷阀门，其特征是，包括如下步骤：

(1-1)控制系统控制天然气燃烧系统换火；

(1-2)换火完成后，控制系统控制各个天然气小炉进行分组分段起喷；

(1-3)控制系统锁定各天然气小炉，流量计测量各天然气小炉的流量达到正常工作设定值时，控制系统解锁各天然气小炉；

(1-4)各天然气小炉进入自动控制过程，保证天然气燃烧的稳定性；

(1-5)左侧熔窑与右侧熔窑燃烧是氮氧化物含量不同，玻璃熔窑天然气燃烧系统设有助燃风流量调节切换模块，左侧熔窑或右侧熔窑燃烧时，助燃风流量调节切换模块将助燃风切换至对应的燃烧熔窑。

2.根据权利要求1所述的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，其特征是，步骤(1-1)包括如下步骤：

(2-1)控制系统发出换向信号后，经过时间t1，关闭右侧熔窑的天然气，经过时间t2后，打开右侧熔窑的冷却气，经过时间t3后，烟气交换机将助燃风向调整至左侧熔窑进风，经过时间t4后，关闭左侧熔窑的冷却气，经过时间t5后，打开左侧熔窑的天然气；

(2-2)控制系统发出换向信号后，经过时间t1，关闭左侧熔窑的天然气，经过时间t2后，打开左侧熔窑的冷却气，经过时间t3后，烟气交换机将助燃风向调整至右侧熔窑进风，经过时间t4后，关闭右侧熔窑的冷却气，经过时间t5后，打开右侧熔窑的天然气。

3.根据权利要求1所述的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，其特征是，控制系统将左侧熔窑或右侧熔窑的各个天然气小炉分为n组，n＞1，每组m个天气小炉，m≥2；控制系统将各组天然气小炉分为N阶段控制，N≥3。

4.根据权利要求2或3所述的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，其特征是，玻璃熔窑天然气燃烧系统换火时间为T，T＝t1+t2+t3+t4+t5，N为3，控制系统将各组天然气小炉分为3阶段控制，在控制系统中设置各组天然气小炉的起喷延迟时间为(a1，a2，…，an)；在第一控制阶段，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为关闭状态，第一组天然气小炉的起喷时间为T+a1，第二组天然气小炉的起喷时间为T+a2，…,第n组天然气小炉的起喷时间为T+an，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s1，阀门全开状态的数值设为y，s1≤0.2y。

5.根据权利要求4所述的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，其特征是，在第二控制阶段，在控制系统中设置各组天然气小炉的起喷延迟时间为(b1，b1，…,bn)，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为u1，u1<0.3y，第一组天然气小炉的起喷时间为T+a1+b1，第二组天然气小炉的起喷时间为T+a2+b2，…,第n组天然气小炉的起喷时间为T+an+bn，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s2，s2≤0.4y。

6.根据权利要求5所述的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，其特征是，在第三控制阶段，在控制系统中设置各组天然气小炉的起喷延迟时间为(c1，c1，…,cn)，控制系统设置各天然气小炉的起喷阀门的初始状态为u2，u2≥0.5y，第一组天然气小炉的起喷时间为T+a1+b1+c1，第二组天然气小炉的起喷时间为T+a2+b2+c2，…,第n组天然气小炉的起喷时间为T+an+bn+cn，起喷时各天然气小炉起喷阀门的数值设为s3，s3＝y。

7.根据权利要求1所述的玻璃熔窑天然气燃烧系统起喷控制方法，其特征是，控制系统还包括PID模块、TOF模块和SEL模块，PID模块、TOF模块和SEL模块均与控制芯片电连接，助燃风流量调节切换模块为PID模块，TOF为时间延时模块，SEL为选择模块。