CN111886207B - 用于预热玻璃熔融炉批料的系统 - Google Patents

Abstract

用于在玻璃熔融炉（12）中预热批料的系统（10）包括预热器（16），所述预热器（16）具有出口（84）和入口（82），流体通过所述出口（84）排出，所述入口（82）接收从炉排出并且从预热器出口再循环的流体。在一个实施例中，回旋分离器（20）具有与预热器出口连通的入口（92）以及与风扇（30）流体连通的出口（96）。控制器（70）响应于分离器入口和出口之间的压力下降以及分离器出口处的温度而控制风扇的速度。在其它实施例中，控制器（76、77）控制阀（34、40、44），所述阀（34、40、44）响应于联接到预热器入口的管道中的温度而（i）控制从预热器排出的被递送到烟道（100）以及再循环到预热器的流体量或（ii）控制转移到用于炉的填充器（18）的流体量。

Description

用于预热玻璃熔融炉批料的系统

技术领域

本公开涉及用于在引入到玻璃熔融炉之前预热批料的系统。特别地，本公开涉及用于预热批料的系统，其中，通过预热器和/或炉填充器的排出流体的质量流动和/或温度被控制，以便使到批料的能量传递最大化，同时保护通向到以及来自预热器和其它部件的管道系统。

背景技术

在玻璃熔融炉系统中，预热器通常用于预热批料，而后所述批料连同其它未加热批料一起被供应到玻璃熔融炉。预热器中的热量至少部分通过将排出流体中的至少部分通过管道系统从炉引导到预热器而生成。期望的是，使从排出流体到批料的能量传递最大化，并且同时保护通向到以及来自预热器和其它部件的管道系统免受过高温度。要求仔细的控制，以实现这些目标，因为批料（特别是碎玻璃）的质量（例如，水分含量和/或尺寸）的变化可显著改变到批料的热量传递量以及因此排出流体的温度。

本文的发明人认识到了对于炉系统的需要，所述炉系统将最小化和/或消除上文指示的缺陷中的一个或多个。

发明内容

本公开涉及用于预热玻璃熔融炉批料的系统。特别地，本公开涉及用于预热批料的系统，其中，通过预热器的排出流体的质量流动和/或温度被控制，以便使到批料的能量传递最大化，并且保护通向到以及来自预热器和其它部件的管道系统。批料可包括原料（诸如，硅砂、石灰石、苏打灰或其它原料）以及回收玻璃（即，碎玻璃）或前述的混合物。

根据本教导的一个实施例的用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统包括预热器，所述预热器被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料。预热器包括主要出口和主要入口，所述主要出口被配置为从预热器排出流体，所述主要入口被配置为接收来自玻璃熔融炉的排出流体以及从预热器的主要出口再循环的排出流体。系统进一步包括回旋分离器，所述回旋分离器具有入口和出口，所述入口与预热器的主要出口流体连通，所述出口被配置为从回旋分离器排出流体。系统进一步包括风扇，所述风扇与回旋分离器的出口流体连通。系统进一步包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器被配置为生成指示回旋分离器的入口和出口之间的压力下降的压力信号，所述温度传感器被配置为生成指示回旋分离器的出口处的温度的温度信号。系统进一步包括回旋流动控制器，所述回旋流动控制器被配置为响应于压力信号和温度信号而控制风扇的速度。

根据本教导的另一实施例的用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统包括预热器，所述预热器被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料。预热器包括主要出口和主要入口，所述主要出口被配置为从预热器排出流体，所述主要入口被配置为接收来自玻璃熔融炉的排出流体以及从预热器的主要出口再循环的排出流体。系统进一步包括第一阀和第二阀，所述第一阀被配置为控制从预热器递送到烟道的第一排出流体量，用于与来自玻璃熔融炉的排出流体组合，所述第二阀被配置为控制从预热器再循环到预热器的入口的第二排出流体量。系统进一步包括温度传感器和入口温度控制器，所述温度传感器被配置为生成指示在联接到预热器的入口的管道内的流体的温度的温度信号，所述入口温度控制器被配置为响应于温度而控制第一阀和第二阀。

根据本教导的另一实施例的用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统包括预热器，所述预热器被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料。预热器包括主要出口和主要入口，所述主要出口被配置为从预热器排出流体，所述主要入口被配置为接收来自玻璃熔融炉的排出流体以及从预热器的主要出口再循环的排出流体。系统进一步包括填充器，所述填充器被配置为接收来自预热器的加热批料，并且将加热批料供应到玻璃熔融炉。第一再循环管道将来自填充器的排出流体提供到第二再循环管道，所述第二再循环管道联接到预热器的入口，并且载运来自玻璃熔融炉的排出流体以及从预热器的主要出口再循环的排出流体。系统进一步包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器被配置为生成指示第二再循环管道内的流体的第一温度的第一温度信号，所述第二温度传感器被配置为生成指示第二再循环管道内在管道中在其中获得第一温度的上游的位置处的流体的第二温度的第二温度信号。系统进一步包括阀和填充器温度控制器，所述阀被配置为控制第二再循环管道中转移到填充器的流体量，所述填充器温度控制器被配置为响应于第一温度和第二温度而控制阀。

根据本教导的用于预热批料的系统相对于常规系统是有利的。特别地，本发明的系统使得能够将能量从排出流体有效地传递到预热器中的批料，同时还保护通向到以及来自预热器的管道系统免受过高温度。

通过阅读以下详细描述和权利要求，并且通过审阅通过示例的方式示出此系统的特征的所附附图，所公开的系统的前述和其它方面、特征、细节、效用和优点将显而易见。

附图说明

图1是根据本教导的一个实施例的并入用于预热碎玻璃的系统的炉系统的示意图。

图2是描绘根据本教导的一个实施例的目标流动速率和阀位置的分程控制曲线的图表。

图3是描绘根据本教导的一个实施例的阀位置的分程控制曲线的图表。

具体实施方式

现在参考附图，其中，在各种视图中，相似的附图标记用于指示相同的部件，图1示出了根据本教导的一个实施例的炉系统10。提供系统10，以熔融原料，用于形成物体或产品。系统10可包括例如玻璃熔融炉系统，用于将硅砂、苏打灰（碳酸钠）、石灰石和其它批料（诸如，碎玻璃（回收的破碎玻璃））熔融成熔融玻璃。系统10可包括炉12、批量螺旋供应器14、批料预热器16、填充器18、回旋分离器20、管道系统22、多个风扇24、26、28、30、多个阀32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、压力传感器60、62、温度传感器64、66、68和各种控制器70、72、74、76、77。

提供炉12，以熔融原料。炉12可包括玻璃熔融炉，所述玻璃熔融炉将包括硅砂、苏打灰、石灰石和碎玻璃的批料熔融成熔融玻璃。炉12可具有约1565摄氏度（2850华氏度）的操作温度。炉12可使用天然气和预热燃烧空气而生成热量。炉12还可使用电增压系统而增加热量。过量热量可通过管道系统22从炉12排出。

提供批量螺旋供应器14，以将原批料（例如，硅砂、苏打灰和石灰石）引导到填充器18中。尽管在所示出的实施例中显示了螺旋供应器14，但应理解的是，除了螺旋供应器14之外，或作为其可选例，可使用包括溜槽、输送机和其它结构的各种机构，以将批料从一个或多个筒仓（未显示）递送到填充器18。基于来自用于监测炉10、填充器18或系统10中的其它结构的各种条件的传感器的反馈信号，可使用调控被提供到填充器18的批料量的常规机电控制而控制批量递送系统的螺旋供应器14和/或其它部件。

提供预热器16，以在将材料引入到炉12中之前预热材料，以改进炉12的操作效率。在上文参考的玻璃熔融炉系统中，预热器16包括批料预热器，所述批料预热器被配置为接收未加热批料，并且在将加热批料递送到炉12之前预热批料。批料预热器16可包括直接接触式雨床逆流预热器，其中，未加热批料在预热器16的一个端部处被引入，并且在重力下行进通过预热器16，同时热量被引入到预热器16的相对端部，并且在与批料相对的方向上流动。然而，应理解的是，用于碎玻璃、原批料或类似物的其它常规形式的预热器16可选地可用于玻璃熔融炉系统中。批料可从一个或多个筒仓（未显示）通过批料入口78被引入到预热器16，并且可通过批料出口80离开预热器16的相对端部，并且被提供到填充器18。在其之间中，批料围绕偏转器板流动通过预热器16。呈来自炉12、预热器16和填充器18的排出流体的形式的热量可通过主要入口82被引入到预热器16，并且通过主要出口84排出。如下文讨论的，也可相对于预热器16中的批料流动方向通过设置在主要入口82和主要出口84之间的旁通入口86将排出流体从炉12、预热器16和填充器18引入到预热器16。

提供填充器18，以将原批料和碎玻璃的混合物供应到炉12中。填充器18可包括料斗88和供应室90。提供料斗88，以将来自批量螺旋供应器14的原批料流与来自预热器16的批料流组合，并且将组合流引导到供应室90中。供应室90具有联接到料斗88的出口端部的入口端部。入口端部被配置为从料斗88接收原批料和加热批料的组合流。供应室90也具有出口端部，原批料和加热批料的混合物使用例如振动移动或往复推动移动通过所述出口端部从供应室 90被排放到炉12中的熔融池中。

提供回旋分离器20，以从由预热器16生成的排出流体分离包括玻璃微粒的细小颗粒。回旋分离器20限定入口92，所述入口92被配置为接收来自预热器16的主要出口84的排出流体。回旋分离器20进一步在圆柱形容器98的相对端部处限定出口94、96，所述出口94、96被配置为分别排放颗粒和清洁排出流体。入口92的配置和容器98的形状在容器98内建立高速旋转空气流动，这导致排出流体中的颗粒从空气流动移除，并且掉落在容器的底部，其中，其可通过出口94移除，而更清洁的空气从出口96排出。离开出口94的颗粒可被引导到对于批量螺旋供应器14的入口，以与原批料混合。

提供管道系统22，以在炉12、预热器16、填充器18和系统10的其它部件（未显示）之间为流体以及大气（用于空气进气和副产物排出）定路线。管道系统22由足以承受系统10的部件中的预期操作温度的材料制成，并且在一些实施例中可由钢制成。风扇（包括风扇24、26、28、30）可用于将流体引入到管道系统22内的管道，或使流体在管道系统22内移动。机械或电气控制阀（包括阀32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58）可设置在管道系统22内，以控制流动到以及来自炉系统10的各种部件的流体量。在所示出的实施例中，管道系统22包括烟道通道100、炉排出管道102、空气进气管道104、预热器排出管道106、回旋分离器排出管道108、填充器排出管道110、112、再循环管道114、116、118、120、122、124和旁通管道126、128。然而，应理解的是，附加管道可形成管道系统22的部分。

提供烟道通道100，以捕获来自炉12和预热器16的排出气体。烟道通道100再循环排出气体中的部分，用于系统10的部分内，诸如，用于预热预热器16中的批料或填充器18中的材料。烟道通道100还提供了器件，用于在系统10内再次使用和/或由下游的过滤器、洗涤器和其它能量回收和污染控制装备处理之前在将剩余流体排出到大气之前冷却排放气体。

提供炉排出管道102，以将来自炉10的排出流体运输到烟道通道100。管道102靠近烟道通道100的一个端部连接到烟道通道100。排出管道102相对于管道系统22内的其它管道在材料成分、形状（例如，厚度）或其它特征方面可具有不同的成分，以便充分处理从炉12排出的相对高温度的排出流体。

提供空气进气管道104，以将环境空气或另一流体引入到烟道通道100中，用于与炉排出气体混合，以冷却排出气体。在所示出的实施例中，空气进气管道104连接到再循环管道114，并且从再循环管道114接收流体，并且因此可根据阀32、34的位置而提供环境空气、再循环流体或两者的混合物。

提供预热器排出管道106和回旋分离器排出管道108，以分别从预热器16和回旋分离器20排出流体。管道106在预热器16的主要出口84和回旋分离器20的入口92之间延伸。管道108在回旋分离器20的出口96和风扇30之间延伸。

提供填充器排出管道110、112，以分别从填充器18的料斗88和供应室90排出流体。管道110从料斗88延伸到风扇28。管道112从供应室90延伸，并且在料斗88和风扇28之间与管道110相交。

提供再循环管道114、116、118、120、122、124，以再循环来自系统10内的炉12、预热器16、填充器18和回旋分离器20的排出流体。再循环管道114将来自预热器16的排出流体中的部分（经由回旋分离器20）通过空气进气管道104传输到烟道通道100。再循环管道116将来自预热器16的排出流体中的另一部分（经由回旋分离器20）传输到再循环管道120。再循环管道118将来自预热器16的排出流体中的又一部分（经由回旋分离器20）直接传输到预热器16，并且从风扇30延伸到预热器16的旁通入口86。再循环管道120将炉12和预热器16的混合排出气体中的部分（连同环境空气一起）传输，用于预热器16和填充器18中。管道120从烟道通道100的出口延伸到预热器16的主要入口82。再循环管道122在烟道通道出口和预热器16的主要入口82之间与管道120相交，并且将再循环管道120中的流体混合物中的部分引导到填充器18的供应室90。最终，再循环管道124还在烟道通道出口和预热器主要入口82之间与管道120相交，并且将来自填充器18的料斗88和混合室90的排出流体引导到管道120。

提供旁通管道126、128，以分别重新引导来自再循环管道122、120的流体中的部分，用于具体使用。旁通管道128在再循环管道118、120之间延伸，并且将再循环管道120中的流体混合物中的部分引导到再循环管道118。旁通管道128在烟道通道出口和预热器16的主要入口82之间连接到再循环管道120，并且在风扇30和预热器16的旁通入口86之间连接到再循环管道118。旁通管道126在再循环管道122和填充器排出管道112之间延伸，并且将再循环管道122中的流体混合物中的部分引导到填充器排出管道112，以便将填充器排出管道110、112内的温度维持在预定水平，以避免管道110、112内的冷凝。

提供风扇24、26、28、30，以从一个位置抽出流体，并且将这些流体引导到系统10内的另一位置。提供风扇24、26，以将来自大气的环境空气输入到空气进气管道104中，用于与烟道通道100中的炉排出流体混合。提供风扇28，以从填充器18的料斗88和供应室90抽出排出流体，并且将这些流体传输到再循环管道124中，用于与来自炉10和预热器16的用于在预热器16中预热批料的其它排出流体混合。提供风扇30，以从预热器16抽出排出流体（通过回旋分离器20），并且将这些流体引导到再循环管道114、116、118。根据下文讨论的本公开的一个方面，可控制风扇30的速度，以便控制系统10内的排出流体质量流动和温度。

提供阀32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58，以控制管道系统22的管道内的流体流动。阀32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58可包括蝶阀，并且可在控制器（诸如，控制器70、72、74、76、77）的指导下使用常规机电控制而改变每个阀的位置。提供阀32，以控制被引入到空气进气管道104（并且最终到烟道通道100）的环境空气量。提供阀34，以控制来自预热器16的排出流体量（通过回旋分离器20），所述排出流体从再循环管道114被引入到空气进气管道104（并且最终到烟道通道100）。提供阀36，以控制从空气进气管道104引入到烟道通道100中的流体量。提供阀38，以控制从烟道通道100引入到再循环管道120中的流体量。提供阀40，以控制来自预热器16的排出流体量（通过回旋分离器20），所述排出流体从再循环管道116被引入到再循环管道120中。提供阀42，以控制从烟道通道100和再循环管道116引入到再循环管道120中的流体量，所述流体向下游传输到诸如预热器16和填充器18的装置。提供阀44，以控制从再循环管道120向下游通过再循环管道122传输到填充器18的流体量。提供阀46、48，以控制从再循环管道122传输到填充器18的供应室90并且通过旁通管道126到再循环管道112的流体量。提供阀50、52，以控制从填充器18的料斗88和供应室90分别引入到再循环管道110的排出流体量。提供阀54，以控制从再循环管道124引入到再循环管道120中的排出流体量。提供阀56，以控制从风扇30到预热器16的旁通入口86的流体流动，并且特别地是来自预热器16的被传输到预热器16的旁通入口86的排出流体量（通过回旋分离器20）。最终，提供阀58，以控制再循环管道120中的排出流体混合物量，所述排出流体混合物从预热器16的主要入口82被重新引导到预热器16的旁通入口86。根据下文讨论的本公开的各种方面，可控制阀34、40、44、56和58中的一个或多个的位置，以便控制系统10内的排出流体质量流动和温度。

压力传感器60包括差压传感器，并且被提供用于测量回旋分离器20的入口92和出口96之间的压力下降。提供压力传感器62，以测量再循环管道114中的压力。传感器60、62可包括各种常规压力传感器中的任何，包括压阻、压电、电容、共振或其它传感器。压力传感器60生成指示回旋分离器20的入口92和出口96之间的压力下降的压力信号，并且将该信号提供到控制器70。压力传感器62生成指示管道114中的压力的压力信号，并且将该信号提供到控制器76。尽管所示出的实施例显示了与本公开相关的所选择的压力传感器，但应理解的是，其它压力传感器可贯穿于系统10设置，并且用于各种控制过程中。

提供温度传感器64、66、68，以测量管道系统22内的各种位置处的流体的温度。传感器64、66、68可包括各种常规温度传感器中的任何，包括热敏电阻或热电偶。传感器64测量紧邻回旋分离器20的出口96的下游的排出流体的流体温度。传感器64生成指示回旋分离器20的出口96处的温度的温度信号，并且将该信号提供到控制器70、72、74。提供温度传感器66、68，以测量再循环管道120内的两个位置处的流体的温度。温度传感器66测量管道120中在温度传感器68的上游的位置处的流体的温度。温度传感器66、68生成指示管道120内的流体的温度的温度信号，并且将这些信号提供到控制器76、77。尽管所示出的实施例显示了与本公开相关的所选择的温度传感器，但再次应理解的是，其它温度传感器可贯穿于系统10设置，并且用于各种控制过程中。

控制器70、72、74、76、77被配置为控制系统10内的各种部件。在所示出的实施例中，将描述特定控制器，用于控制风扇30和阀34、40、44、56、58。然而，应理解的是，附加控制器可用于系统10内，用于控制其它系统部件。进一步地，尽管在所示出的实施例中将控制器70、72、74、76、77示出为单独的控制器，但应理解的是，控制器70、72、74、76、77中的一个或多个可被集成为单个控制器，并且控制器70、72、74、76、77中的一个或多个可被细分为负责与特定控制器相关联的任务子集的仍附加的控制器。控制器70、72、74、76、77可包括可编程微处理器或专用集成电路（ASIC）。控制器70、72、74、76、77可包括中央处理单元（CPU）和输入/输出（I/O）接口，控制器70、72、74、76、77可通过所述输入/输出（I/O）接口接收输入信号（包括由传感器60、62、64、66、68生成的信号），并且生成输出信号（包括用于控制风扇30和阀34、40、44、56、58的那些）。根据本文公开的教导，控制器70、72、74、76、77可被配置（编码）有来自计算机程序（即，软件）的可执行指令集，以执行方法，用于控制系统10的部分内的排出流体的质量流动和温度，并且特别用于控制风扇30和阀34、40、44、56、58，以实现质量流动和温度的控制。

提供回旋流动控制器70，以控制风扇30，并且特别是风扇30的速度，以便控制通过预热器16和回旋分离器20的排出流体的质量流动。控制器70被配置为接收来自压力传感器60、温度传感器64和温度控制器72的输入信号。控制器70进一步被配置为响应于来自压力传感器60的压力信号和来自温度传感器64的温度信号而生成输出信号，用于控制风扇30。特别地，控制器70被配置为响应于压力信号（其表明横跨回旋分离器20的压力下降）和温度信号（其中，温度升高指示质量流动增加）而确定通过回旋分离器20的实际流动速率。控制器70进一步被配置为接收来自温度控制器72的指示通过回旋分离器20的期望流体流动速率的目标流动速率信号。目标流动速率信号旨在反映批料生产率（炉制成率乘以池料比率）和批料质量（例如，尺寸和水分含量）。目标流动速率可由系统10的操作者设定。然而，如下文阐述的，温度控制器72也可被配置为基于系统10中的一个或多个变量而建立目标流动速率。控制器70进一步被配置为：如果实际流动速率满足相对于目标流动速率的预定条件，则调节风扇30的速度。例如，如果实际流动速率超过目标流动速率，则控制器70可生成被配置为降低风扇30的速度的控制信号。如果实际流动速率小于目标流动速率，则控制器70可生成被配置为增加风扇30的速度的控制信号。为了此目的，控制器70可实施比例积分微分（PID）控制算法。最终，控制器70可被配置为在预限定事件（包括系统10的启动和关机）期间以及在紧急情况期间建立用于风扇30的预定速度。

提供温度控制器72，以控制通过管道106、108的排出流体的温度，以便保护管道系统、回旋分离器20和风扇30，并且优化到预热器16中的批料的能量传递。控制器72被配置为接收来自温度传感器64的输入信号（控制器72还可接收指示期望目标流动速率的操作者输入）。控制器72被配置为生成输出信号，所述输出信号呈指示期望目标流动速率的目标流动速率信号和指示对于阀56的命令位置的阀控制信号的形式。如上文阐述的，在某些情况下，目标流动速率信号可响应于基于包括批料生产率和批料质量的因素而选择的操作者输入。然而，控制器72还具有以下操作模式，其中，其被配置为响应于由传感器64靠近回旋分离器20的出口96测量的温度而生成目标流动速率。控制器72可被配置为在各种情况下（例如，包括如果测量温度从期望温度改变多于预定量，或显示了随着时间快速变化的迹象）实施以下模式，其中，响应于来自传感器64的测量温度而生成目标流动速率信号，而不是使用操作者输入。控制器72还被配置为响应于温度信号而生成阀控制信号，用于控制阀56的位置。阀56可用于通过控制来自预热器16的排出流体量而控制管道106、108中的温度，所述排出流体被再循环到预热器16的旁通入口86。由于风扇30控制通过预热器16的流动速率，并且流动在恒定风扇速度下是恒定的，因此改变阀56的位置以增加或减少通过预热器16的旁通入口86的流动分别导致从再循环管道120被抽出到预热器16中的排出气体量的对应减少或增加。以此方式，打开阀56以增加通过管道118到预热器16的旁通入口86的流动减少了从管道120到入口82的流动，并且降低了离开预热器16的出口84的排出流体的温度。相反地，关闭阀56以减少通过管道118到预热器16的旁通入口86的流动增加了从管道120到入口82的流动，并且增加了离开预热器16的出口84的排出流体的温度。在可选实施例中，控制器72可被配置为控制阀（未显示），所述阀将环境空气引导到进入预热器16、在预热器16内或离开预热器16的质量流动中，以控制温度。参考图2，根据一些实施例，控制器72可被配置为根据预限定分程控制曲线而生成目标流动速率信号和阀控制信号。使用分程控制曲线允许了目标流动速率和阀位置两者的操纵的平稳无扰传递（通过在两个值之间建立数学关系）。在所示出的曲线中，根据管道106、108中的期望温度升高的程度，阀56从完全打开位置朝向关闭位置移动。在某一点处，尽管期望进一步增加温度，但曲线建立最小打开位置（打开约20％），使得一些流体始终流动通过管道118，以防止管道118内的冷凝。目标流动速率假定为预定最小值（其被建立，以产生所要求的空气流动，用于在回旋分离器20内分离颗粒），直到命令温度升高超过预定值，此时，目标流动速率根据期望温度升高而逐渐增加达到预定最大流动速率。在所示出的曲线中，在阀56达到其最小打开位置的同时，目标流动速率从其最小流动速率开始增加。然而，应理解的是，曲线可变化，使得目标流动速率和阀位置两者在一定范围的温度值内同时改变。最终，控制器72可被配置为在预限定事件（包括系统10的启动和关机）期间以及在紧急情况期间建立用于阀56的预定位置。

提供旁通阀控制器74，以在预热器16的启动期间增加管道系统22内的管道（包括管道106、108）中的热量，以便保护管道系统免受暴露到冷凝。控制器74被配置为接收来自温度传感器64的输入信号。控制器74进一步被配置为响应于来自温度传感器64的信号而生成输出信号，用于控制阀58。阀58被配置为控制来自再循环管道120的流体流动，所述再循环管道120将从玻璃熔融炉运送通过烟道通道100的排出流体载运到预热器16的旁通入口86。通过将这些排出流体引导到旁通入口86，流体旁通批料中的一些，并且热量相反地直接被定路线通过预热器16的出口84，而不是被传递到批料。以此方式，管道系统22内的各种管道（包括管道106、108）将更快地加热。因此，当由温度传感器64指示的出口96处的温度相对低时，旁通控制器74被配置为打开阀58。随着温度升高，根据所采用的控制策略，阀58可朝向关闭位置移动，或保持完全打开。然而，一旦温度达到预定阈值，则控制器74被配置为生成控制信号，用于阀58，所述控制信号关闭阀58。此阈值温度可小于其中温度控制器72实施目标流动速率和阀58的控制的温度。例如，对于低于120摄氏度的温度，旁通阀控制器74可作用在阀58上，而当温度超过150摄氏度时，温度控制器72开始作用。控制器74可再次被配置为在预限定事件（包括系统10的启动和关机）期间以及在紧急情况期间建立用于阀58的预定位置。

提供入口温度控制器76，以控制通向到预热器16的入口82的再循环管道120中的流体混合物的温度，以便优化从流体到预热器16中的批料的能量传递，并且保护管道120。入口温度控制器76被配置为接收来自温度传感器66、68的输入信号，并且生成输出信号，用于控制阀34、40。阀34控制来自预热器16的排出流体量，所述排出流体被传输到烟道通道100，用于与来自炉12的排出流体混合，以便控制烟道通道100中的混合物的温度，并且保护下游能量回收和减排装备。阀40控制来自预热器16的排出流体量，所述排出流体被引入到再循环管道120，以便控制管道120中的流体混合物的温度。参考图3，根据本公开的一个方面，控制器76可根据预限定分程控制曲线而生成阀控制信号，用于阀34、40。使用分程控制曲线在两个阀34、40的位置之间建立了数学关系，这防止阀34、40中的一个的移动影响阀34、40中的另一个的位置，并且使得管道114、116中的排出气体的分流不依赖于风扇30的下游的增压压力。在所示出的曲线中，随着测量温度变化，控制器76将输出控制信号，以增加阀34、40中的一个的打开，同时减小阀34、40中的另一个的打开。增加阀40的打开将使来自预热器16的排出流体中的更大部分引导到再循环管道120中，而不是烟道通道100。由于来自预热器16的排出流体比离开烟道通道100的排出流体更冷，因此此动作将降低再循环管道120中以及到预热器16的入口82处的流体混合物的温度。相反地，增加阀34的打开将使来自预热器16的排出流体中的更大部分引导到烟道通道100中，而不是再循环管道120。此动作将增加再循环管道120中以及到预热器16的入口82处的流体混合物的温度。因此，在所示出曲线中，一旦测量温度超过预定阈值，则任何进一步的增加将导致阀40的打开从最小打开位置到完全打开位置的成比例增加。相反地，随着温度升高，阀34的打开从完全打开位置成比例地减小，直到其达到最小打开位置。每个阀34、40具有最小打开位置（即，从未完全关闭），使得始终存在有至少一些排出流体流动通过再循环管道114、116，以便防止管道114、116中的非期望冷却和冷凝。应理解的是，所示出的曲线仅是示例性的，并且阀34、40相对于彼此的最小和最大打开位置、增加/减少速率和定位可改变。控制器76还可被配置为在预限定事件（包括系统10的启动和关机）期间以及在紧急情况期间建立用于阀34、40的预定位置。

根据管道120中的温度控制的一个方面，控制器76可响应于由温度传感器66、68中的任一个生成的温度信号而生成控制信号，用于阀34、40。温度传感器68测量靠近预热器16的入口82的管道120中的流体混合物的温度，并且控制器76通常将响应于由温度传感器68指示的测量温度而生成控制信号，用于阀34、40，以便优化到预热器16中的批料的能量传递。温度传感器66在温度传感器68的上游并且更接近排出流体从烟道通道100到管道120中的入口点的位置处测量管道120中的流体混合物的温度。控制器76可被配置为：当测量温度指示潜在损坏管道120和附近阀的相对高温度时，响应于来自传感器66的测量温度而生成控制信号，用于阀34、40。控制器76可被配置为基于各种控制策略而选择来自传感器66、68的温度信号中的一个，用于建立控制信号，用于阀34、40。根据一个实施例，除非由传感器66指示的温度满足预定条件，否则控制器76响应于来自传感器68的温度信号而生成控制信号，用于阀34、40。特别地，除非由传感器66指示的温度超过由传感器68指示的温度达多于预定量，否则控制器76响应于来自传感器68的温度信号而生成控制信号，用于阀34、40。由于由传感器66测量的温度应始终高于由传感器68测量的温度（由于传感器在排出流体流中的相对位置），因此控制器76可使用预定偏差而比较由传感器66、68测量的温度，并且基于由传感器68测量的温度而控制阀34、40，除非传感器66处的温度超过传感器68处的温度达多于偏差。一旦控制器76从传感器66、68选择温度信号，用于控制阀34、40，则控制器76可被配置为实施PID控制器，以将测量温度与期望温度比较，并且根据上文提到的预限定曲线而生成指示差的值，所述值可用于生成控制信号，用于阀34、40。

根据本教导的另一方面，入口温度控制器76可被配置为通过控制阀34、40的最小打开位置而控制再循环管道114中的压力。如上文阐述的，阀34、40中的每个优选地具有最小打开位置，以允许排出流体中的一些流动通过管道114、116中的每个，以便将管道内的温度维持在预定水平以上，以防止管道114、116中的冷凝。在一个实施例中，阀34、40中的每个可具有相对于完全打开位置为至少百分之二十（20％）的最小打开。控制器76可被配置为响应于来自压力传感器62的压力信号而调节阀34、40的最小打开位置，以便增加或减少通过管道114、116的流体流动。在一个实施例中，控制器76可被配置为将由压力传感器62指示的管道114中的压力与预定阈值压力比较，并且如果管道114中的压力满足相对于预定阈值压力的预定条件（例如，如果管道114中的压力超过预定阈值压力），则增加阀34、40中的每个的最小打开。

提供填充器温度控制器77，以控制填充器18和填充器排出管道112中的温度，以便防止填充器18和管道112中的冷凝。填充器温度控制器77被配置为接收来自温度传感器66、68的输入信号，并且生成输出信号，用于控制阀44。阀44控制来自炉12和预热器16的排出流体量，所述排出流体从再循环管道120转移到再循环管道122中，为了控制填充器18和填充器排出管道112的温度的目的。由于温度传感器66在其中再循环管道124与再循环管道120接合的位置的上游测量管道120中的流体混合物的温度，并且温度传感器68在其中管道124与管道120接合的位置的下游测量管道120中的流体混合物的温度（即，在经由管道124从填充器18的料斗88和供应室90引入排出流体之后），因此由传感器66、68测量的温度差指示了来自填充器18的料斗88和供应室90的排出流体的温度以及因此填充器18的温度。控制器77可被配置为响应于来自传感器66、68的温度读数而控制阀44的位置，以便控制填充器18中和填充器排出管道112中的温度（例如，以将填充器18和/或管道112的温度维持在预定温度以上，以防止填充器18和/或管道112内的冷凝）。

根据本教导的用于预热批料的系统相对于常规系统是有利的。特别地，本发明的系统使得能够将能量从排出流体有效地传递到预热器16中的批料，同时还保护通向到以及来自预热器16和其它部件的管道系统22中的管道免受过高温度。

已结合若干说明性实施例呈现了本公开，并且已讨论了附加修改和变型。在考虑前述讨论的情况下，本领域普通技术人员将容易地设想其它修改和变型。例如，为了方便，由此通过参考而将实施例中的每个的主题并入到其它实施例中的每个中。本公开旨在涵盖如落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有此类修改和变型。

Claims (24)

1.用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统，包括：

预热器，被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料，所述预热器包括主要出口和主要入口，所述主要出口被配置为从所述预热器排出流体，所述主要入口被配置为接收来自所述玻璃熔融炉的排出流体以及从所述预热器的所述主要出口再循环的排出流体；

回旋分离器，具有入口和出口，所述入口与所述预热器的所述主要出口流体连通，所述出口被配置为从所述回旋分离器排出流体；

风扇，与所述回旋分离器的所述出口流体连通；

压力传感器，被配置为生成指示所述回旋分离器的所述入口和所述出口之间的压力下降的压力信号；

温度传感器，被配置为生成指示所述回旋分离器的所述出口处的温度的温度信号；以及

回旋流动控制器，被配置为响应于所述压力信号并且响应于所述温度信号而控制所述风扇的速度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述回旋流动控制器在控制所述风扇的速度时进一步被配置为：

接收指示通过所述回旋分离器的期望流体流动速率的目标流动速率信号；

响应于所述压力信号和所述温度信号而确定通过所述回旋分离器的实际流动速率；以及

如果所述实际流动速率满足相对于所述目标流动速率的预定条件，则调节所述风扇的速度。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括温度控制器，所述温度控制器被配置为响应于所述温度信号而生成所述目标流动速率信号。

4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括阀，所述阀被配置为控制从所述风扇到所述预热器的旁通入口的流体流动。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述温度控制器进一步被配置为响应于所述温度信号而传输阀控制信号，用于控制所述阀的位置。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述目标流动速率信号和所述阀控制信号根据预限定分程控制曲线响应于所述温度信号而生成。

7.根据权利要求1所述的系统，包括：

阀，被配置为控制从烟道到所述预热器的旁通入口的流体流动，所述烟道载运来自所述玻璃熔融炉的排出流体；以及

旁通阀控制器，被配置为响应于所述温度信号而传输阀控制信号，用于控制所述阀的位置。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括阀，所述阀被配置为控制从所述风扇到所述预热器的旁通入口的流体流动。

9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括温度控制器，所述温度控制器被配置为响应于所述温度信号而传输阀控制信号，用于控制所述阀的位置。

10.用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统，包括：

预热器，被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料，所述预热器包括主要出口和主要入口，所述主要出口被配置为从所述预热器排出流体，所述主要入口被配置为接收来自所述玻璃熔融炉的排出流体以及从所述预热器的所述主要出口再循环的排出流体；

第一阀，被配置为控制从所述预热器递送到烟道第一排出流体量，用于与来自所述玻璃熔融炉的排出流体组合；

第二阀，被配置为控制从所述预热器再循环到所述预热器的所述入口的第二排出流体量；

第一温度传感器，被配置为生成指示联接到所述预热器的所述入口的第一管道内的流体的第一温度的第一温度信号；以及

入口温度控制器，被配置为响应于所述第一温度而控制所述第一阀和所述第二阀。

11.根据权利要求10所述的系统，进一步包括第二温度传感器，所述第二温度传感器被配置为生成指示在联接到所述预热器的所述入口的所述第一管道内在所述管道中在其中获得所述第一温度的上游的位置处的流体的第二温度的第二温度信号，以及其中，所述入口温度控制器被配置为响应于所述第一温度和所述第二温度中的一个而控制所述第一阀和所述第二阀。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述入口温度控制器被配置为：如果所述第二温度满足预定条件，则响应于所述第二温度而控制所述第一阀和所述第二阀。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述预定条件包括所述第二温度是否超过所述第一温度达多于预定量。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述入口温度控制器根据预限定分程控制曲线响应于一个温度而控制所述第一阀和所述第二阀。

15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述入口温度控制器根据预限定分程控制曲线响应于所述第一温度而控制所述第一阀和所述第二阀。

16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述入口温度控制器被配置为将所述第一阀和所述第二阀两者始终维持至少部分打开。

17.根据权利要求10所述的系统，进一步包括压力传感器，所述压力传感器被配置为生成指示将排出流体从所述预热器输送到所述烟道的第二管道中的压力的压力信号，以及其中，所述入口温度控制器在控制所述第一阀和所述第二阀时进一步被配置为响应于所述压力信号而调节所述第一阀和所述第二阀中的每个的最小打开。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述入口温度控制器在调节所述第一阀和所述第二阀中的每个的最小打开时进一步被配置为：

将所述第二管道中的压力与预定阈值压力比较；以及

如果所述第二管道中的压力满足相对于所述预定阈值压力的预定条件，则增加所述第一阀和所述第二阀中的每个的最小打开。

19.用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统，包括：

预热器，被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料，所述预热器包括主要出口和主要入口，所述主要出口被配置为从所述预热器排出流体，所述主要入口被配置为接收来自所述玻璃熔融炉的排出流体以及从所述预热器的所述主要出口再循环的排出流体；

填充器，被配置为接收来自所述预热器的加热批料，并且将加热批料供应到所述玻璃熔融炉，第一再循环管道将来自所述填充器的排出流体提供到第二再循环管道，所述第二再循环管道联接到所述预热器的所述入口，并且载运来自所述玻璃熔融炉的所述排出流体以及从所述预热器的所述主要出口再循环的所述排出流体；

第一温度传感器，被配置为生成指示所述第二再循环管道内的流体的第一温度的第一温度信号；

第二温度传感器，被配置为生成指示所述第二再循环管道内在所述管道中在其中获得所述第一温度的上游的位置处的流体的第二温度的第二温度信号；

阀，被配置为控制所述第二再循环管道中转移到所述填充器的流体量；以及

填充器温度控制器，被配置为响应于所述第一温度和所述第二温度而控制所述阀。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述第一温度在其中所述第一再循环管道与所述第二再循环管道接合的位置的下游的位置获得，并且所述第二温度在其中所述第一再循环管道与所述第二再循环管道接合的位置的上游的位置获得。

21.用于在递送到玻璃熔融炉之前预热批料的系统，包括：

预热器，被配置为接收未加热批料，并且递送加热批料，所述预热器包括出口和入口，所述出口被配置为从所述预热器排出流体，所述入口被配置为接收来自所述玻璃熔融炉的排出流体以及从所述预热器的所述出口再循环的排出流体；

风扇，被配置为将环境空气提供到炉烟道；

阀，被配置为控制到所述炉烟道的环境空气量；

温度传感器，被配置为感测所述炉烟道中的排出气体的温度；以及

温度控制器，被配置为响应于由所述温度传感器感测的温度而控制所述阀和所述风扇。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述温度控制器根据预限定分程控制曲线而控制所述风扇和所述阀。

23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述温度控制器被配置为将所述阀始终维持至少部分打开。

24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述温度控制器被配置为在打开所述阀时增加或维持风扇速度。

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