CN111765458A - 一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统 - Google Patents

一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统,属于浮法玻璃生产设备技术领域。包括喷枪、燃气管道、助燃风管道和冷却风管道,燃气管道上顺着燃气通流方向依次设置有第一手动闸阀、第一压力表、稳压阀、第一欠压开关、第一过压开关、第一压力变送器、第一孔板流量计、气动薄膜调节阀和切断电磁阀,助燃风管道上顺着助燃风的通流方向依次设置有第二手动闸阀、第二欠压开关、第二压力变送器、第二孔板流量计、电动调节阀和第二压力表,冷却风管道上顺着冷却风的通流方向依次设置有第三手动闸阀和第三压力表;冷却风管道和助燃气通道的入口端并联后与一离心风机相连。本发明具有安全性高等优点。

Description

一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统
技术领域
本发明属于浮法玻璃生产设备技术领域,涉及一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统。
背景技术
对于浮法灰玻生产线生产工艺来说,熔窑工作部需进一步提高熔化温度,为了达到熔化的要求,一般采用引入助燃风的方法,现有的方式是通过对天然气与助燃风之间形成较大的速度差,使喷入窑内的火焰中部出现缺氧状态,以利于甲烷的裂解,析碳,但是这种方式也有缺点,火焰中部缺氧会导致火焰攀爬,火焰长度拉长,作用在窑炉底部的位置为火焰端部,其它部位除了对燃烧区域进行聚热外并没有被充分利用,再者,气体流速太快、压力太大,会进一步增大火焰长度,使这种方式的喷枪天然气利用率较低;根据窑炉的情况不同,也需要对喷枪进行实时控制,安全性能的控制等,都是浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧的重要部分。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题,提供一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统,本发明所要解决的技术问题是如何提高天然气喷枪燃烧控制系统的安全性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统,其特征在于,包括喷枪、燃气管道、助燃风管道和冷却风管道,所述喷枪包括燃气通道、包裹在燃气通道外的助燃风通道和包裹在助燃风通道外的冷却风通道;所述燃气通道末端连接燃气通道,所述助燃气管道的末端连接助燃风通道,所述冷却风管道的末端连接冷却风通道,所述燃气管道上顺着燃气通流方向依次设置有第一手动闸阀、第一压力表、稳压阀、第一欠压开关、第一过压开关、第一压力变送器、第一孔板流量计、气动薄膜调节阀和切断电磁阀,所述助燃风管道上顺着助燃风的通流方向依次设置有第二手动闸阀、第二欠压开关、第二压力变送器、第二孔板流量计、电动调节阀和第二压力表,所述冷却风管道上顺着冷却风的通流方向依次设置有第三手动闸阀和第三压力表;所述冷却风管道和助燃气通道的入口端并联后与一离心风机相连。
当第一欠压开关和第一过压开关检测到欠压或过压时,切断电磁阀均在切断位置;当天然气压力在正常工作范围内第一欠压开关和第一过压开关均无输出保护信号,同时助燃风压力正常时,第二欠压开关无保护信号输出,电气控制系统控制喷枪末端之外的点火器自动点火10秒,开始正常燃烧;点火时间到了,但火焰检测器检测不到正常火焰会立即自动切断天然气的切断电磁阀,防止天然气泄漏;燃烧时根据上位机设置的天然气流量和助燃风混合比例,PLC通过第一压力变送器、第二压力变送器、第一孔板流量计和第二孔板流量计检测的数据,已然编辑好的PID程序会自动控制天然气的气动薄膜调节阀和助燃风的电动调节阀的开度,保障以稳定的流量燃烧,不会受天然气供气压力波动的影响;中途出现天然气断气、熄火等意外情况时,系统会根据压力开关和火焰检测器信号判断后切断天然气的切断电磁阀并发出报警信息。
电控系统由火焰控制器、西门子300系统PLC、工控机、低压电器等组成。正常工作行前在上位机设置好天然气流量和助燃风混合比例,打开天然气和助燃风手动闸阀,控制系统检测到天然气和助燃风压力后,切断电磁阀打开并自动点火开始燃烧。燃烧过程中可根据工艺情况在上位机修改天然气流量或助燃风比例。当点火失败、天然气中断、中途熄火等意外情况时,切断电磁阀会自动切断天然气管路并报警,保障天然气不会泄露引起安全事故。
在上述的一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统中,所述燃气通道的外壁面具有第一螺旋导片,所述助燃风通道的外壁具有第二螺旋导片,所述燃气通道的末端封口,所述燃气通道的壁面上均布有若干溢流孔。
第一螺旋导片对助燃风气流进行导向、缓冲和路径延长,使助燃风能够充分的与由溢流孔挤出的高压天然气进行混合,且混合过程为:天然气喷出方向与助燃风气流方向垂直,在助燃风由第一螺旋导片的入口至出口的过程中,燃气混合比逐渐增大,直至助燃风通道的末端达到燃气混合比的最终值。这种方式的好处在于:天然气和空气混合过程中,如果天然气一次性加入与空气的混合过程中,天然气粒子容易聚集和结团,导致燃气混合不均匀,而通过溢流孔对天然气进行分量后,不仅能够以“拦截”助燃风的状态与助燃风进行混合,而且天然气的量是逐渐增大的,使少量天然气与空气混合后形成天然气占比较小的混合气体,在混合气体已经混合均匀后再次逐量加热天然气,重新进行混合,如此反复,可使燃气的混合更加均匀。
通过这种方式,还可以使气流从喷枪末端喷出的压力降低,相对缩短了火焰长度,燃烧更加充分。
在上述的一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统中,所述冷却风通道的入口位于冷却风通道的末端,所述助燃风通道的入口处连接一入风接管,所述冷却风通道的出口处设置有包裹在入风接管外的冷却风出管。
冷却风由助燃风通道的末端进入,从入口处流出,对进入助燃气通道的助燃气进行预热,能够在对喷枪进行降温的前提下,提高热利用率。
为了增大冷却风对喷枪的降温效果,在助燃气通道的外壁面设置有第二螺旋导片,延长冷却路径和助燃气的预热。
在上述的一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统中,所述助燃气通道的末端具有一收缩导向部。
收缩导向部对混合燃气的气流进行纠正和导出,对由第一螺旋导片出来的混合燃气的路径进行修正,以使火焰平直。
附图说明
图1是本控制系统的结构示意图。
图2是喷枪的结构示意图。
图3是图2中剖开燃气通道后的结构示意图。
图中,1、喷枪;21、燃气通道;22、助燃风通道;23、冷却风通道;31、第一螺旋导片;32、第二螺旋导片;33、溢流孔;34、入风接管;35、冷却风出管;36、收缩导向部;4、燃气管道;41、第一手动闸阀;42、第一压力表;43、稳压阀;44、第一欠压开关;45、第一过压开关;46、第一压力变送器;47、第一孔板流量计;48、气动薄膜调节阀;49、切断电磁阀;5、助燃风管道;51、第二手动闸阀;52、第二欠压开关;53、第二压力变送器;54、第二孔板流量计;55、电动调节阀;56、第二压力表;6、冷却风管道;61、第三手动闸阀;62、第三压力表;7、离心风机。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示,包括喷枪1、燃气管道4、助燃风管道5和冷却风管道6,喷枪1包括燃气通道21、包裹在燃气通道21外的助燃风通道22和包裹在助燃风通道22外的冷却风通道23;燃气通道21末端连接燃气通道21,助燃气管道4的末端连接助燃风通道22,冷却风管道6的末端连接冷却风通道23,燃气管道4上顺着燃气通流方向依次设置有第一手动闸阀41、第一压力表42、稳压阀43、第一欠压开关44、第一过压开关45、第一压力变送器46、第一孔板流量计47、气动薄膜调节阀48和切断电磁阀49,助燃风管道5上顺着助燃风的通流方向依次设置有第二手动闸阀51、第二欠压开关52、第二压力变送器53、第二孔板流量计54、电动调节阀55和第二压力表56,冷却风管道6上顺着冷却风的通流方向依次设置有第三手动闸阀61和第三压力表62;冷却风管道6和助燃气通道21的入口端并联后与一离心风机7相连。
当第一欠压开关44和第一过压开关45检测到欠压或过压时,切断电磁阀49均在切断位置;当天然气压力在正常工作范围内第一欠压开关44和第一过压开关45均无输出保护信号,同时助燃风压力正常时,第二欠压开关52无保护信号输出,电气控制系统控制喷枪1末端之外的点火器自动点火10秒,开始正常燃烧;点火时间到了,但火焰检测器检测不到正常火焰会立即自动切断天然气的切断电磁阀49,防止天然气泄漏;燃烧时根据上位机设置的天然气流量和助燃风混合比例,PLC通过第一压力变送器46、第二压力变送器53、第一孔板流量计47和第二孔板流量计54检测的数据,已然编辑好的PID程序会自动控制天然气的气动薄膜调节阀48和助燃风的电动调节阀55的开度,保障以稳定的流量燃烧,不会受天然气供气压力波动的影响;中途出现天然气断气、熄火等意外情况时,系统会根据压力开关和火焰检测器信号判断后切断天然气的切断电磁阀49并发出报警信息。
电控系统由火焰控制器、西门子300系统PLC、工控机、低压电器等组成。正常工作行前在上位机设置好天然气流量和助燃风混合比例,打开天然气和助燃风手动闸阀,控制系统检测到天然气和助燃风压力后,切断电磁阀49打开并自动点火开始燃烧。燃烧过程中可根据工艺情况在上位机修改天然气流量或助燃风比例。当点火失败、天然气中断、中途熄火等意外情况时,切断电磁阀49会自动切断天然气管路并报警,保障天然气不会泄露引起安全事故。
如图2和图3所示,燃气通道21的外壁面具有第一螺旋导片31,助燃风通道22的外壁具有第二螺旋导片32,燃气通道21的末端封口,燃气通道21的壁面上均布有若干溢流孔33。
第一螺旋导片31对助燃风气流进行导向、缓冲和路径延长,使助燃风能够充分的与由溢流孔33挤出的高压天然气进行混合,且混合过程为:天然气喷出方向与助燃风气流方向垂直,在助燃风由第一螺旋导片31的入口至出口的过程中,燃气混合比逐渐增大,直至助燃风通道22的末端达到燃气混合比的最终值。这种方式的好处在于:天然气和空气混合过程中,如果天然气一次性加入与空气的混合过程中,天然气粒子容易聚集和结团,导致燃气混合不均匀,而通过溢流孔33对天然气进行分量后,不仅能够以“拦截”助燃风的状态与助燃风进行混合,而且天然气的量是逐渐增大的,使少量天然气与空气混合后形成天然气占比较小的混合气体,在混合气体已经混合均匀后再次逐量加热天然气,重新进行混合,如此反复,可使燃气的混合更加均匀。
通过这种方式,还可以使气流从喷枪1末端喷出的压力降低,相对缩短了火焰长度,燃烧更加充分。
冷却风通道23的入口位于冷却风通道23的末端,助燃风通道的入口处连接一入风接管34,冷却风通道的出口处设置有包裹在入风接管34外的冷却风出管35。
冷却风由助燃风通道22的末端进入,从入口处流出,对进入助燃气通道21的助燃气进行预热,能够在对喷枪1进行降温的前提下,提高热利用率。
为了增大冷却风对喷枪1的降温效果,在助燃气通道21的外壁面设置有第二螺旋导片32,延长冷却路径和助燃气的预热。
助燃气通道21的末端具有一收缩导向部36。收缩导向部36对混合燃气的气流进行纠正和导出,对由第一螺旋导片31出来的混合燃气的路径进行修正,以使火焰平直。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统,其特征在于,包括喷枪(1)、燃气管道(4)、助燃风管道(5)和冷却风管道(6),所述喷枪(1)包括燃气通道(21)、包裹在燃气通道(21)外的助燃风通道(22)和包裹在助燃风通道(22)外的冷却风通道(23);所述燃气通道(21)末端连接燃气通道(21),所述助燃气管道(4)的末端连接助燃风通道(22),所述冷却风管道(6)的末端连接冷却风通道(23),所述燃气管道(4)上顺着燃气通流方向依次设置有第一手动闸阀(41)、第一压力表(42)、稳压阀(43)、第一欠压开关(44)、第一过压开关(45)、第一压力变送器(46)、第一孔板流量计(47)、气动薄膜调节阀(48)和切断电磁阀(49),所述助燃风管道(5)上顺着助燃风的通流方向依次设置有第二手动闸阀(51)、第二欠压开关(52)、第二压力变送器(53)、第二孔板流量计(54)、电动调节阀(55)和第二压力表(56),所述冷却风管道(6)上顺着冷却风的通流方向依次设置有第三手动闸阀(61)和第三压力表(62);所述冷却风管道(6)和助燃气通道(21)的入口端并联后与一离心风机(7)相连。
2.根据权利要求1所述一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统中,其特征在于,所述燃气通道(21)的外壁面具有第一螺旋导片(31),所述助燃风通道(22)的外壁具有第二螺旋导片(32),所述燃气通道(21)的末端封口,所述燃气通道(21)的壁面上均布有若干溢流孔(33)。
3.根据权利要求2所述一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统中,其特征在于,所述冷却风通道(23)的入口位于冷却风通道(23)的末端,所述助燃风通道的入口处连接一入风接管(34),所述冷却风通道的出口处设置有包裹在入风接管(34)外的冷却风出管(35)。
4.根据权利要求2或3所述一种浮法灰玻生产线熔窑的天然气喷枪燃烧控制系统中,其特征在于,所述助燃气通道(21)的末端具有一收缩导向部(36)。
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