CN113979615B - 一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于玻璃窑炉技术领域，尤其为一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法，所述燃烧控制系统包括：窑炉、空气配备单元、燃料配备单元、富氧及控制装置、烟气含氧量测量装置，所述空气配备单元与所述燃料配备单元均通过管道与所述窑炉密封连接；在烟气含氧量测量装置与富氧及控制装置的相互配合下，可通过烟气含氧量测量装置对废气中的一氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度进行实时监测,增加本装置燃烧的安全系数，而且通过与富氧控制装置、引风机之间进行配合联动,有效控制在玻璃窑炉熔化过程中，富氧加入的流量及空气流量，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉内部进行燃烧,从而使窑炉内部的燃料燃烧更加充分。

Description

一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法

技术领域

本发明属于玻璃窑炉技术领域，具体涉及一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法。

背景技术

玻璃窑炉是玻璃生产过程中一个非常重要的环节，对配合料的熔判是依靠大量的热量来完成的，目前国内窑炉炉内氧含量较大，且引起的氧化烧损约也较为严重，进而造成生产企业经济损失；过大的氧含量意味着空气在炉内未充分燃烧，空气过剩系数过大，会降低窑炉的热效率；同时空气过剩系数过大还有其它害处，如过剩空气中的氮在高温状态下生成氮氧化物NOX，增加了污染物的排放，过剩空气中的氧气加剧了炉内炉体和炉内构件的氧化，氧气与高温钢坯发生氧化反应，产生氧化铁皮，产生氧化烧损，在造成材料损失的同时带走了大量的热量，现有技术也意识到了空气过剩系数对玻璃加热炉的影响,但苦于找不到解决办法,对加热炉炉内气氛的调节还是主要依赖总结操作经.验、运行经验,技术方面没有根本性的变革。

为此，设计一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法来解决上述问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法，可以有效控制在玻璃窑炉熔化过程中的燃料与空气助燃气体之间的比例，使得燃料充分燃烧的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法，所述燃烧控制系统包括：窑炉、空气配备单元、燃料配备单元、富氧及控制装置、烟气含氧量测量装置、烟气净化装置、输送泵，所述空气配备单元与所述燃料配备单元均通过管道与所述窑炉密封连接，所述烟气含氧量测量装置的探头安装在所述燃料配备单元的废气排出口处，所述燃料配备单元与所述富氧及控制装置、所述燃料配备单元、所述空气配备单元电性连接，所述烟气净化装置通过废气通道与所述燃料配备单元密封连接；

所述窑炉，用于为空气与燃料提供燃烧空间；

所述空气配备单元，包括用于引风的引风机和对待燃烧的空气进行预热的空气蓄热室，所述空气蓄热室与所述引风机的输出端密封连接，且所述空气蓄热室的输出端与所述窑炉密封连接，所述引风机与所述空气蓄热室的连接处设有用于控制空气流量的控制流量装置，所述控制流量装置与所述烟气含氧量测量装置电性连接；

所述燃料配备单元，包括用于产生燃料的煤气发生炉和对待燃烧的燃料进行预热的煤气蓄热室，所述煤气蓄热室与所述煤气发生炉的输出端密封连接；

所述富氧及控制装置，用于产生富氧气体进行助燃，并对所述烟气含氧量测量装置传输的信息进行处理；

所述烟气含氧量测量装置，与所述富氧及控制装置电性连接，用于对所述煤气蓄热室排出的废气进行实时监测,并将监测信息反馈给所述富氧及控制装置；

所述烟气净化装置，与所述燃料配备单元的废气通道密封连接，用于对所述燃料配备单元排出的废气进行净化；

所述输送泵，固定安装在所述煤气发生炉上，并用于连接所述燃料配备单元与所述烟气净化装置。

进一步的，所述富氧及控制装置上设有用控制富氧流量装置，所述控制富氧流量装置与所述富氧及控制装置电性连接。

进一步的，所述烟气净化装置包括脱硝设备、脱硫设备和除尘设备，所述脱硝设备、脱硫设备和除尘设备依次通过管道进行密封连接，所述脱硝设备位于所述脱硫设备的作业前端，且所述脱硫设备位于所述除尘设备的作业前端。

进一步的，所述脱硝设备采用脱硝氧化塔，所述脱硫设备采用脱硫塔，所述除尘设备为布袋除尘器。

进一步的，所述烟气净化装置还包括烟筒，与所述除尘设备的排放端密封连接，并用于净化后气体的排放。

一种玻璃窑炉燃烧控制方法，其特征在于：它包括助燃控制步骤A和净化步骤B：

助燃控制步骤A:

步骤A1，引风机将外部空气输送到空气蓄热室的内部进行预热，预热后的气体流动到窑炉的内部进行燃烧；

步骤A2，煤气发生炉生产的燃料进入到煤气蓄热室的内部进行预热，预热后的燃料流动到窑炉的内部，与空气共同进行燃烧；

步骤A3，富氧及控制装置产生含氧量高的富氧，并通过通道将富氧输送到空气蓄热室与煤气蓄热室的内部进行预热，并与预热后的空气、燃料相互混合，并共同输送到窑炉的内部进行助热；

步骤A4，煤气发生炉生成的烟气通过管道输送到烟气净化装置的内部，并依次通过脱硝设备、脱硫设备与除尘设备作业后，通过烟筒排出，使得排出的气体更加环保；

步骤A5，烟气含氧量测量装置可对煤气发生炉排出的烟气进行检测，并根据煤气发生炉排出的烟气中的氧含量，实时控制加入富氧流量与空气流量，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉内部进行燃烧；

净化步骤B：

步骤B1，煤气发生炉排出的烟气在输送泵的作用下，将煤气发生炉排出的烟气通过管道输送到脱硝设备的内部进行脱硝作业；

步骤B2，经过脱硝作业后的烟气通过管道进入到脱硫设备中，在脱硫设备的内部进行脱硫作业；

步骤B3，经过脱硫作业后的烟气进入到除尘设备内，通过除尘设备对烟气中的颗粒与粉尘进行过滤，最后通过烟筒排出，使得排出的气体更加环保。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，通过对待燃烧的空气与燃料中加入富氧助燃，使得本装置采用了比常规空气含氧量高的富氧进行助燃，使得窑炉内部空气与燃料之间燃烧更加充分，减少窑炉内部空气过剩的情况，进-步降低燃料消耗,由于减少了空气用量,废气中的氮氧化物生成量也减少,使节能减排的效果更加显著，以及可对本装置产生的废气进行进化，使得本装置更加符合国家排放标准。

2、在本发明中，在烟气含氧量测量装置与富氧及控制装置的相互配合下，可通过烟气含氧量测量装置对废气中的一氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度进行实时监测,增加本装置燃烧的安全系数，而且通过与富氧控制装置、引风机之间进行配合联动,有效控制在玻璃窑炉熔化过程中，富氧加入的流量及空气流量，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉内部进行燃烧,从而使窑炉内部的燃料燃烧更加充分，不仅提高了热效率，还能稳定玻璃液质量，延长窑炉寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的一种玻璃窑炉燃烧控制的工艺流程图；

图2为本发明中一种玻璃窑炉燃烧控制系统的模块图；

图3为本发明中烟气净化装置的模块图；

图中：

1、窑炉；

2、空气配备单元；21、引风机；22、空气蓄热室；23、控制流量装置；

3、燃料配备单元； 31、煤气发生炉； 32、煤气蓄热室；

4、富氧及控制装置； 41、控制富氧流量装置；

5、烟气含氧量测量装置；

6、烟气净化装置；61、脱硝设备；62、脱硫设备；63、除尘设备；64、烟筒；

7、输送泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的技术关键点在于：通过烟气含氧量测量装置5对废气中的一氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度进行实时监测,增加本装置燃烧的安全系数，而且通过与富氧控制装置4、引风机21之间进行配合联动,有效控制在玻璃窑炉1熔化过程中，富氧加入的流量及空气流量，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉1内部进行燃烧,从而使窑炉1内部的燃料燃烧更加充分。

实施例一：

如图1和图2所示，对本发明提供的一种玻璃窑炉燃烧控制系统及方法，做进一步详细说明：玻璃窑炉1燃烧控制系统包括：窑炉1、空气配备单元2、燃料配备单元3、富氧及控制装置4、烟气含氧量测量装置5、烟气净化装置6、输送泵7，空气配备单元2与燃料配备单元3均通过管道与窑炉1密封连接，烟气含氧量测量装置5的探头安装在燃料配备单元3的废气排出口处，燃料配备单元3与富氧及控制装置4、燃料配备单元3、空气配备单元2电性连接，烟气净化装置6通过废气通道与燃料配备单元3密封连接；窑炉1，用于为空气与燃料提供燃烧空间；空气配备单元2，包括用于引风的引风机21和对待燃烧的空气进行预热的空气蓄热室22，空气蓄热室22与引风机21的输出端密封连接，且空气蓄热室22的输出端与窑炉1密封连接，引风机21与空气蓄热室22的连接处设有用于控制空气流量的控制流量装置23，控制流量装置23与烟气含氧量测量装置5电性连接；燃料配备单元3，包括用于产生燃料的煤气发生炉31和对待燃烧的燃料进行预热的煤气蓄热室32，煤气蓄热室32与煤气发生炉31的输出端密封连接；富氧及控制装置4，用于产生富氧气体进行助燃，并对烟气含氧量测量装置5传输的信息进行处理；烟气含氧量测量装置5，与富氧及控制装置4电性连接，用于对煤气蓄热室32排出的废气进行实时监测,并将监测信息反馈给富氧及控制装置4；烟气净化装置6，与燃料配备单元3的废气通道密封连接，用于对燃料配备单元3排出的废气进行净化；输送泵7，固定安装在煤气发生炉31上，并用于连接燃料配备单元3与烟气净化装置6。

本实施方案中：富氧及控制装置4上设有用控制富氧流量装置41，控制富氧流量装置41与富氧及控制装置4电性连接，烟气净化装置6包括脱硝设备61、脱硫设备62和除尘设备63，脱硝设备61、脱硫设备62和除尘设备63依次通过管道进行密封连接，脱硝设备61位于脱硫设备62的作业前端，且脱硫设备62位于除尘设备63的作业前端，所述脱硝设备61采用脱硝氧化塔，所述脱硫设备62采用脱硫塔，所述除尘设备63采用为布袋除尘器，烟气净化装置6还包括烟筒64，与除尘设备63的排放端密封连接，并用于净化后气体的排放。

本发明中玻璃窑炉燃烧控制系统具体工作过程：引风机21将外部空气输送到空气蓄热室22的内部进行预热，预热后的气体流动到窑炉1的内部进行燃烧，煤气发生炉31生产的燃料进入到煤气蓄热室32的内部进行预热，预热后的燃料流动到窑炉1的内部，与空气共同进行燃烧，富氧及控制装置4产生含氧量高的富氧，并通过通道将富氧输送到空气蓄热室22与煤气蓄热室32的内部进行预热，并与预热后的空气、燃料相互混合，并共同输送到窑炉1的内部进行助热，烟气含氧量测量装置5对煤气发生炉31排出的烟气进行检测，并将检测结果反馈到富氧及控制装置4的内部，富氧及控制装置4通过分析数据后，并通过控制富氧流量装置41的开合，对输送的富氧流量进行控制，与此同时，烟气含氧量测量装置5将测量的数据反馈到控制流量装置23处，并通过控制流量装置23的分析与处理，并控制引风机21对空气输送的流量进行控制，从而对进入窑炉1内部的富氧加入的流量及空气流量进行严格把控，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉1内部进行燃烧,从而使窑炉1内部的燃料燃烧更加充分，煤气发生炉31生成的烟气通过管道输送到烟气净化装置6的内部，并依次通过脱硝设备61、脱硫设备62与除尘设备63作业后，通过烟筒64排出，使得排出的气体更加环保。

实施例二：

如图1-图3所示；对本发明提供的一种玻璃窑炉燃烧控制方法做进一步的详细说明：

助燃控制步骤A:

步骤A1，引风机21将外部空气输送到空气蓄热室22的内部进行预热，预热后的气体流动到窑炉1的内部进行燃烧：

步骤A2，煤气发生炉31生产的燃料进入到煤气蓄热室32的内部进行预热，预热后的燃料流动到窑炉1的内部，与空气共同进行燃烧：

步骤A3，富氧及控制装置4产生含氧量高的富氧，并通过通道将富氧输送到空气蓄热室22与煤气蓄热室32的内部进行预热，并与预热后的空气、燃料相互混合，并共同输送到窑炉1的内部进行助热：

步骤A4，煤气发生炉31生成的烟气通过输送泵7输送到烟气净化装置6的内部，并依次通过脱硝设备61、脱硫设备62与除尘设备63作业后，通过烟筒64排出，使得排出的气体更加环保；

步骤A5，烟气含氧量测量装置5可对煤气发生炉31排出的烟气进行检测，并通过煤气发生炉31排出的烟气中的氧含量，实时控制加入富氧流量与空气流量，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉内部进行燃烧；

净化步骤B：

步骤B1，煤气发生炉31排出的烟气在输送泵7的作用下，将煤气发生炉31生成的烟气通过管道输送到脱硝设备61的内部进行脱硝作业；

步骤B2，经过脱硝作业后的烟气通过管道进入到脱硫设备62中，在脱硫设备62的内部进行脱硫作业；

步骤B3，经过脱硫作业后的烟气进入到除尘设备63内，通过除尘设备63对烟气中的颗粒与粉尘进行过滤，最后通过烟筒64排出，使得排出的气体更加环保。

更具体，根据实际应用，采用富氧助燃，窑炉1内部燃烧过程中氮气含量相对减少，火焰温度随含氧量的增加而迅速上升，减少了废气的热量，如使用含氧量为23-24％的空气参与燃烧，普通空气燃烧比较，当过剩系数为x＝1时，排球体积减少10-20％，烟热损失也减少10-20％，经过二个月试验节约原煤达10％以上。

有以下试验数据：

一号炉面积为42㎡，加入富氧控制前产量为63吨/日，耗煤14吨/日。

加入富氧控制后产量为64吨/日，耗煤12吨/日。二号炉面积为54㎡，加入富氧控制前产量为81吨/日，耗煤18吨/日。

加入富氧控制后产量为82吨/日，耗煤15吨/日。

得出以下结论：本控制系统有效降低空气过剩系数，从而提高了窑炉1的热效率，当x＝1.1时，燃料只增加4％，当x＝1.4时，燃料增加16％，成功试验窑炉1的实测烟气过剩，空气系数普遍降低12-14％左右，并且由于减少了空气用量,废气中的氮氧化物生成量也减少,使节能减排的效果更加显著。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种玻璃窑炉燃烧控制系统，其特征在于，所述燃烧控制系统包括：窑炉、空气配备单元、燃料配备单元、富氧及控制装置、烟气含氧量测量装置、烟气净化装置、输送泵，所述空气配备单元与所述燃料配备单元均通过管道与所述窑炉密封连接，所述烟气含氧量测量装置的探头安装在所述燃料配备单元的废气排出口处，所述燃料配备单元与所述富氧及控制装置、所述燃料配备单元、所述空气配备单元电性连接，所述烟气净化装置通过废气通道与所述燃料配备单元密封连接；

所述窑炉，用于为空气与燃料提供燃烧空间；

所述空气配备单元，包括用于引风的引风机和对待燃烧的空气进行预热的空气蓄热室，所述空气蓄热室与所述引风机的输出端密封连接，且所述空气蓄热室的输出端与所述窑炉密封连接，所述引风机与所述空气蓄热室的连接处设有用于控制空气流量的控制流量装置，所述控制流量装置与所述烟气含氧量测量装置电性连接；

所述燃料配备单元，包括用于产生燃料的煤气发生炉和对待燃烧的燃料进行预热的煤气蓄热室，所述煤气蓄热室与所述煤气发生炉的输出端密封连接；

所述富氧及控制装置，用于产生富氧气体进行助燃，并对所述烟气含氧量测量装置传输的信息进行处理；

所述烟气含氧量测量装置，与所述富氧及控制装置电性连接，用于对所述煤气蓄热室排出的废气进行实时监测,并将监测信息反馈给所述富氧及控制装置；

所述烟气净化装置，与所述燃料配备单元的废气通道密封连接，用于对所述燃料配备单元排出的废气进行净化；

所述输送泵，固定安装在所述煤气发生炉上，并用于连接所述燃料配备单元与所述烟气净化装置；

所述富氧及控制装置上设有控制富氧流量装置，所述控制富氧流量装置与所述富氧及控制装置电性连接，所述烟气净化装置包括脱硝设备、脱硫设备和除尘设备，所述脱硝设备、所述脱硫设备和所述除尘设备依次通过管道进行密封连接，所述脱硝设备位于所述脱硫设备的作业前端，且所述脱硫设备位于所述除尘设备的作业前端。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉燃烧控制系统，其特征在于：所述脱硝设备采用脱硝氧化塔，所述脱硫设备采用脱硫塔，所述除尘设备为布袋除尘器。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉燃烧控制系统，其特征在于：所述烟气净化装置还包括烟筒，与所述除尘设备的排放端密封连接，并用于净化后气体的排放。

4.一种玻璃窑炉燃烧控制方法，包括根据权利要求3所述的一种玻璃窑炉燃烧控制系统，其特征在于：该方法包括助燃控制步骤A和净化步骤B：

助燃控制步骤A:

步骤A1，引风机将外部空气输送到空气蓄热室的内部进行预热，预热后的气体流动到窑炉的内部进行燃烧；

步骤A2，煤气发生炉生产的燃料进入到煤气蓄热室的内部进行预热，预热后的燃料流动到窑炉的内部，与空气共同进行燃烧；

步骤A3，富氧及控制装置产生含氧量高的富氧，并通过通道将富氧输送到空气蓄热室与煤气蓄热室的内部进行预热，并与预热后的空气、燃料相互混合，并共同输送到窑炉的内部进行助热；

步骤A4，烟气含氧量测量装置可对煤气发生炉排出的烟气进行检测，并根据煤气发生炉排出的烟气中的氧含量，实时控制加入富氧流量与空气流量，使得燃料、空气和富氧之间，可按照比较理想的比例输送到窑炉内部进行燃烧；

净化步骤B：

步骤B1，煤气发生炉排出的烟气在输送泵的作用下，通过管道输送到脱硝设备的内部进行脱硝作业；

步骤B2，经过脱硝作业后的烟气通过管道进入到脱硫设备中，在脱硫设备的内部进行脱硫作业；

步骤B3，经过脱硫作业后的烟气进入到除尘设备内，通过除尘设备对烟气中的颗粒与粉尘进行过滤，最后通过烟筒排出，使得排出的气体更加环保。