浮法玻璃投料方式与液面控制.doc

综上所述，从节约能源、正确使用、方便操作等观点出发，采用底烧式系统最为合适。773.4仪表及自动控制3. 4. 1 概述熔窑内稳定的工作制度，即稳定的温度、稳定的窑压、稳定的液面和稳定的泡界线是熔化操作的重要任务，是生产优质浮法玻璃的关键。目前，国内外大型熔窑采用计算机控制，计算机采用网络通讯技术与计算机数字处理技术，通过全冗余结构，实现既独立又联网、同时运行又相互备用。具有打印报表、建立数据库档案、参数报警、故障报警、设备故障自诊断等一系列便利和完善的功能。所有控制系统均可在操作上进行手/自动无扰动切换，可以任意设定各种重要参数的历史趋势记录，便于查询过去的生产参数及其调整情况，便于管理、查找和分析故障原因。3.4.2投料方式与液面控制鉴于浮法生产的连续性，要求投料机在单位时间内的投料量应与成型玻璃液量相匹配，使两者处于平衡状态，才能保证玻璃液面稳定在同一水平上。生产中是根据液面升降变化来调整投料量的，利用多种方式获取液面升降信号，随即经电器元件控制投料机的开停或调节连续给料的速度以维持液面的稳定。玻璃液位的测量有多种方法，例如气动测量法、光电式测量法、铂探针式测量法、核辐射测量法、图像分析式测量法。铂探针式玻璃液位计铂探针式玻璃液位计测量精度较高，一般可i 达士0. 02mm,如图3-3()与图3-31所示。铂探针经可逆电机传动齿轮、丝杠、螺母和杠杆等带动而做上下往复运动，每次向下运动移到刚接触液面为止，随即往上抬针，抬针向mA记录调节仪差动变压器可逆电机r7TTr7铂探针图3-30钻探针玻璃液位计传动站铂探针差动变送器 mV1H可控硅调速器mA_.二玻璃液 jo调节投料机O- - O-Q ?SIZJ pn !_3记录部分图31铂探针玻璃液位计组成的液位连续调节系统上移动以一定时间为限。例如往上运动155，然后往下移动铂探针，直到再次刚接触液面为 止，如此循环往复。这样可以得到铂探针接触液面时的各位置点，这些点对应不同时刻的玻 璃液位，该位置由差动变压器转换成差动电压信号。由于差动变压器的铁芯与销探针属同一 杠杆传动系统，所以差动变压器铁芯的位置与液面高度“成比例。由于钻探针上下往复运 动，铁芯的位置也不停地上下往复运动。铂探针测得的液位信号经差动变压器转换成交流电压信号，又经位移变送器转换成标准 电流信号，输入到记录调节仪记录，同时它的调节部分按照测2值与给定值之偏差，WPI 规律输出标准电流信号，可控硅调速器根据该电流信号来控制投料机的电机转速，从而实现 液位的连续调节，使玻璃液位稳定在给定值。3. 4. 2. 2 图像分析式玻璃液位计玻璃液镜头摄像机标志虚像机处统算像系计图理图像分析式玻璃液位计具有结构简单，使用、维护方便，安装时无防震要求等优点。其 测量原理如图3-32所示。1摄像机i J一-光圈图3-32图像分析玻璃液位计图像分析玻璃液位计可以独立构成一个液面测量控制系统，该系统的核心是工业计算 机，它用来协调各部分的工作，进行数值运算以及显示控制等。从摄像机过来的视频图像处 理系统测出玻璃液位的髙低，计算机将液位设定值与测量值比较得出偏差，然后进行控制运 算（通常是？1控制），再经0/六模块输出标准信号到投料机。投料机进行变频控制，实 现液面的自控，同时可控制偏料。图像分析式玻璃液位计不仅有数字显示液位给定值、偏差值、测量值、输出值等参数， 而且还有形象有动态模拟液位显示。其操作使用也非常方便，可以直接用键盘设置液位设定 值，上、下限报警值，送往两台投料机的控制信号，以及进行手动/自动转换等。3.4.2.3 核子液面计利用原子能技术对工业参数进行非接触式测量，具有检测精度高，使用寿命长，维护量 小，能适应高温环境下工作的优点。测量精度达到士0.011。放射性同位素产生的7射线具有穿透物质的能力，对于一束准直的7射线，穿过被测设 备和物料后，入射到y射线探测器上的射线强度I与料位h和射线强度7。存在如下关系。83umphI=Ie(3-24)式中知为质量吸收系数，是由放射种类和介质成分决定的常数。通过测量射线强弱的 变化，可知道料位的高低，将放射源和探测器分别安装在被测设备的两侧，用计算机处理探 测器输出信号就可以显示被测料位。3.4.3熔窑的燃烧控制3. 4. 3. 1 燃烧控制中几项热工参数的检测在燃烧控制中，国内外曾用熔窑碹顶温度作为一个重要被调参数来实现热点控制或分区 控制。检测窑底温度，进一步控制玻璃液对流，提高玻璃质量。检测蓄热式温度、烟道温 度，提高蓄热式内热交换的效率。3.4.3.2 燃烧控制系统一个燃烧控制系统是由燃油系统、雾化气系统和助燃空气系统组成。(1) 燃油系统包括燃油温度控制、压力控制、流量控制。燃油图3-33油温自动调节系统图燃油温度控制电阻温度计测得的温度信号经温度变送器转换成标准信号输入调节 器。为了提高调节精度，调节器采用连续PID调节 规律。调节器输出的信号控制调节阀开度，以调节进 人加热器的蒸汽量，从而使油温稳定在给定值。油温 自动调节系统如图3-33所示。燃油压力控制压力变送器在线检测燃油压 力，实现油压自动调节。一般采用连续PI调节 规律。燃油流量控制在总油流和分支油流上设质 量流量计，对总油流量进行控制，两侧流量可以有不 同的分配比和不同的设定值，与换向控制结合，减少 换向产生的波动。根据浮法玻璃熔窑专用控制算法，调节燃油流量和分配比例，精确控制熔窑温度。(2) 雾化气系统雾化气压力测量和调节系统的组成与油压力测量和调节系统相似， 卩0/02压力调节系统是作为总雾化气压力稳定用的。总压力的稳定有利于各支管雾化气流 量调节，使它们互不干扰。各支管上的雾化气流量的调节，控制信号分别来自对应的油流量 信号，经一比值1实现油气比值调节。(3) 助燃空气系统在每一进人支烟管的风管上装置一流量调节系统。人工根据用油量 确定对应的空气流量，调节系统给定值，使油增加时助燃空气也跟着增加，油量减少时助燃 空气也相应减少。采用变频控制技术，实现助燃风流量控制，达到节能降耗。3* 4.4熔窑压力的检测和控制在生产运行中，熔窑中各部位气体介质压力分布情况的变化，对窑内温度制度和气氛制 度的影响很大，甚至影响到冷却部玻璃液温度的变化。为此，保持窑内压力制度的相对稳定 是正常生产的需要，这也就是玻璃熔窑压力的检测和自动调节的目的。采用胸墙两侧取压方式，直接获得玻璃液表面微正压。其窑压控制精度为土0.5Pa，选 用微差压变送器保证一次检测精度，在？匕0内完成调节控制。在换向期间，窑压控制输出 和换向动作协调进行，减少换向过程中的窑压波动。同时，在冷却部设置窑压检测。3.4.5换向系统控制为提高熔化温度和节约能源，玻璃熔窑用的助燃二次空气和油（或煤气）都需经预热后 才导人窑内。大中型浮法熔窑都采用横火焰蓄热式池窑进行熔制，这种池窑每隔2001丨11换 向一次，改变空气和烟气的流动方向，室温的助燃空气在蓄热室格子体里被加热到1100 以上进入窑内，而去烟气的蓄热室格子体不断吸收高温废气中的热量提髙自身温度，积蓄热量供换火后加热助燃空气。火焰换向自动控制设置自动、半自动和手动3种控制方式，自动识别火焰位置，结合窑 压、燃油流量等控制实现小扰动平稳换向。(1) 熔窑的换向系统重油换向是由电气控制的电磁阀来完成的，当换火时，熔窑小炉 一侧重油换向电磁阀线圈通电后形成磁场，吸起芯铁，打开辅阀口，由于辅阀口孔径比活塞 上面的节流孔大，故使活塞上部的压力减小，推动活塞把主阀口打开，形成通路，油以一定 压力经管路进人油喷嘴。而另一侧小炉油换向电磁阀关闭，20111后，方向相反，达到重油 换向的目的。目前在大中型浮法窑上采用了数控程序换火装置，使换向的各动作给定时间、 指令等更为稳定可靠(2) 支烟道换向国内外大型浮法熔窑为了实现最佳燃烧，节省燃油耗量，已实现对于 每对小炉的燃油、助燃空气、废气采用分支烟道换向。浮法熔窑每个小炉的油管上都设置有高温流量计、电动调节阀，可以人工给定其各个小 炉燃油流量大小数值，自动控制达到稳定的目的，也可以直接以熔窑某部温度信号自动调节 每对小炉的燃油量，由此可以根据熔窑的温度分布来分别调节和控制各对小炉的燃油量。助 燃空气和废气也分别采用分支烟道换向，助燃风采用直接由风机、风管进入支烟道交换器， 而由支烟道进入蓄热室的方式，每对小炉的分支管上也相应设置孔板流量计和电动调节蝶 阀，可以人工给定流量大小数值，自动控制达到稳定的目的，也可以同油流量实现比例 调节。浮法熔窑采用分支烟道换向时，每对小炉的两个支烟道废气交换器相互联锁，而且传动 采用同步控制，助燃风则采用单独风管进风，蝶阀控制流量。3.5熔窑操作及控制3. 5- 1工艺技术指标()温度曲线控制热点处温度波动在101。(2) 火焰长度热点处火焰长度微达到对面胸墙，其余各对小炉火焰长度不得超过热点 处火焰长度。(3) 火焰气氛窑内气体按其化学组成及具有氧化或还原的能力分成氧化气氛、中性气 氛、还原气氛三种，各种颜色玻璃对火焰气氛要求不一样。通过各分支烟道闸板和对应的喷 嘴调节各对小炉的空气/燃料比，控制火焰气氛。(4) 泡界线、料山泡界线不得超过4-小炉，料山不得超过3-小炉。(5) 液面通过液面控制仪控制玻璃液面波动在0.05111。(6) 窑压通过压力控制仪控制窑压为微正压。(7) 油压0.250.8MPa，回油压力至少应保持在0.054卩3。(8) 雾化气压力0.2MPa。(9) 生熟料比例一般控制在18%25%，要求加人均匀，块度适中，不掺杂物。3.5.2主要设备的操作(1) 投料机操作法投料机分为手动控制和自动控制两种方法。手动控制根据液面情况和料堆在窑内的熔化走向，由人工来控制投料机的开关台 数或频率，一般用手动投料来进行倒料，以便保持料堆的走向。自动控制利用液面自动控制投料机的开动频率，来保证液面的髙度。(2) 换向系统的操作换向操作分人工操作和自动操作，每20:11换火一次。换火程 序是按下列程序换向预铃一开回油阀、吹扫气一关油一关雾化气一交换废气闸板一开助燃风一开雾化气一关 吹扫气一开油一关回油(3) 助燃风机操作法开车前，应关闭在风机的出口或入口管路中的阀门，运转后逐渐 将阀门打开，根据窑内温度及火焰情况适量调节至所需工况。在风机开车、关车或运转过程中发现不正常现象，应立即进行检查。3.5.3正常操作(1) 投料操作经常检查生料的成分及含水量，碎玻璃的比例变化，做到均匀、安全投料。经常观察窑内熔化和料层分布情况，发现有漏料、长料应调整。投入的配合料要形成薄层，料层要充分覆盖玻璃液面，以便接收火焰辐射，加速配 合料的熔化。配合料层要均匀前进，不要跑偏，料堆与泡界线保持一定距离。投料量与拉引量的变化相适应。(2) 火焰控制火焰长度热点处火焰长度微达到对面胸墙，其余各对小炉火焰长度不得超过热点 火焰长度，以免烧损窑体，增大油耗，过短火焰覆盖面积小，增大横向温差。火焰角度小炉喷枪角度合适，要求油嘴、风帽同心，目的是保证火焰上不烧碹， 下不吹料，覆盖面积要大，尽量贴近液面。火焰速度要求火焰保持一定刚性，因此，必须保证油气比例，风火配比的合理， 油压气压要稳定。火焰亮度火焰应清亮有力，不发飘、不分层。带油花的火焰说明油枪结焦，要处 理喷枪。要求喷出的油滴均匀，黑区尽量短，无火星，无空心，方向性好。(3) 料山、泡界线控制正常熔化时，应将投入的配合料形成薄而小的料堆，料堆应匀 速前进，不要跑偏料堆，与泡界线保持一定距离，料山冒泡激烈，其位置不超过3#小炉， 泡界线应清楚整齐，线外液面无沫子，其位置不超过0小炉。(4) 稳定泡界线的控制方法保证不长时间偏料。窑内横向温差要小，两侧油枪角度一致。减少液面波动。减少拉引量波动。减少窑内温度波动。(5) 空气气压控制经常与空压机房保持联系，以确保供气质量和压力的稳定。(6) 油压控制按熔化所需的油压与泵房联系，保证油压稳定。(7) 液面控制液面控制与投料机电动机联锁，根据液面变化调节投料的快慢，从而保 持玻璃液面稳定，当投料机发生故障（如缺料）时，会自动报警。若液面自控失灵，应立即改为手动投料。(8) 冷却部、流道口控制冷却部、流道口的温度主要是由熔化部玻璃液带过去的热量 来满足，因此冷却部、流道口的温度主要与下列因素有关，要保证下列因素的稳定，才能使 冷却部、流道口的温度得到有效的控制。拉引量的变化拉引量越大，冷却部、流道口的温度越高，否则相反。熔化部温度熔化温度越髙，冷却部、流道口温度也越高，否则相反。泡界线远近泡界线后移，冷却部温度上升，随后会下降。窑压的大小窑压偏大，冷却部温度上升，否则相反。液面的髙低液面升高，冷却部温度升高，否则相反。大水管或搅拌的抽出或停用会使冷却部、流道口温度上升。(9) 温度曲线控制根据熔化情况，按所制定的温度曲线来调整各个小炉的油（气）风配比，以保证熔化正常运行，通常各个小炉温度波动范围在101，热点温度不允许超 过 160CTC。(10) 窑压控制通过手动或自动方法，调整旋转闸板幵度，保证窑内微正压，注意观 察窑压显示及记录，定时测量。(11) 冷却风调节与控制冷却通风包括上部结构的小炉口碹脚砖、投料口冷却器等， 池壁砖液面线处，卡脖的挡火墙、池壁砖等。一般上部结构和池壁冷却风各需两台40kWh 的风机（1台备用），卡脖处用1台4(11风机。也有设计一条总冷却风管道，预留足够 多的出口，根据需要可连接上下通风管道。(12) 冷却部调温通风控制冷却部调温风管一般设在冷却部胸墙的左右两侧，也有设 在冷却部山墙的。控制时要注意风量、速度适中，尽可能避免直接吹到玻璃液面上，而是偏 向窑碹。喷管要对称分布，尽可能避免在冷却部形成紊流。还要注意密封，避免带入二次冷 空气。(13) 冷却水供给系统冷却水供给系统保证5000700011/11的循环水供应，并配有 通风冷却装置，以便供水系统故障时急用。(14) 搅拌器控制包括垂直搅拌器和水平搅拌器，注意控制转速、沉入深度等，要经 常检查使用情况，发现变形或漏水立即更换。熔窖的热修3.6.1日常维修3. 6. 1. 1 日常巡回检查每天对熔窑、池壁、窑碹、蓄热室、烟道、钢结构、主要设备和附属设备进行巡回检查，如检查有问题，必须进行维护和整修。3.6.1.2 日常维护日常维护的主要内容有更换喷嘴砖，检查可能出现漏风的地方，及时堵塞。在窑后期， 根据要求增加检查次数。3.6.2热修补传统的热修方法环境恶劣，劳动强度大，采用高级耐火材料后已经减轻许多，但仍然是 比较艰苦繁重的工作，对正常生产有干扰。目前的热补和热氧喷补可以使热修的条件改善， 对人员和设备更加安全，正在被推广和采用。热补适用于熔窑后期蚀损耐火材料的加固，或堵塞孔洞等，可能存在污染玻璃液、影响 熔窑正常作业等问题。热氧喷补法是通过向待补耐火材料处喷射与之相似的耐火粉料，高温下使其自熔焊接， 从而使耐火材料修复的方法。热氧法能迅速安全地对耐火材料进行热补，不仅对普通的蚀损 和磨损的耐火材料，而且对于移位或偶尔破碎的耐火材料，甚至对嵌缝或堵孔等用传统热补 法无法进行的部位均非常有效，这种方法有助于提高熔窑工作效率。3.6.3熔窑热修3.6.3.1 池壁砖的热修池壁采用41电熔八28-砖竖砌之后，池壁的使用可以满足熔窑的使用周期要求，热修 工作量已很少，目前可能采用的有两种热修池壁砖的方法：(1) 冷却水管法选用直径2050111的无缝钢管，沿被侵蚀的池壁浸入窑池内侧液 面下5080!11处，使附近的玻璃液凝固，出水温度维持在50：左右。此法虽效果显 著，但增加热耗、水耗，且只能用于池壁上部，在整块砖大部分被侵蚀的较薄时难以 见效。(2) 外贴铁砖法当池壁砖被侵蚀到只剩下30001厚时，可外贴一块150爪01厚的同质 量砖（也称绑铁砖）。外贴砖可用旧砖，并且必须预热到80左右。砖与砖之间的接触面应 尽量平整，砖缝要小。3. 6. 3. 2 蓄热室格子砖的热修由于选用抗碱侵蚀性强的镁铬砖、镁砖、优质高纯锆刚玉砖等，蓄热室格子砖已可以使 用一个窑期。目前，蓄热室主要存在的问题是粉料被熔化成瘤子后对格子体的堵塞，蓄热室 热修的主要内容就是保持格子体的畅通无阻。清除蓄热室粉料结瘤的方法主要采用机械清除 法、火焰熔融清除法（反烧法）等。3. 6. 3. 3 喷嘴砖的热修喷嘴砖是燃油熔窑使用的一种异形砖，它是喷枪射出经雾化的重油进入窑内与助燃空气 混合的通道。由于喷嘴砖处在喷火口位置，直接接触火焰，容易被烧坏。当喷嘴砖的喷射口 被烧成豁口时应予以更换。更换的方法较简单，即先将喷枪取下，将喷嘴砖上方小的间隙缝 打开，取下旧喷嘴砖，把预热（放置在小炉旁烘烤的）或根据砖材使用情况需要加热至 9001以上的新喷嘴砖，换入原来的位置，抹严间隙缝，装好喷枪，并恢复其动作，热修即苜冗观。873.7事故应急处理3.7.1 停电对于玻璃工厂，必须具备双回路供电系统，并配备有应急的蓄电池组和柴油机发电机组 等设备。蓄电池组应随时对那些在任何情况下都不能停电的设备供电，如全线所有操作控制 系统、燃料和气体供应系统、安全照明系统、报警系统、监测检查系统、拉边机电动机和退 火窑电动机、闸板电机控制系统等设备；柴油机发电机组主要供给使窑炉维持不被损毁的设 备用电，如冷却风系统和冷却水系统、换向操作系统、配合料供给系统、锡槽加热和冷却风 系统、蓄电机组等。该系统只能提供临时功率，如果停电时间较长，必须停止投料和供应燃 料，适当降低熔窑温度，全力保窑。3.7.2停水熔窑和锡槽的许多设备需要循环冷却水，循环水系统必须保证供给能力为6000mVh的 循环水泵（一般为3台泵），并备有一水塔，其贮水量通常满足使用30111以上，因此，一 般停水的几率较小。如遇停电原因停水，处理方法与停电相同。3.7.3停油（燃料）燃料供应停止的原因可能是燃料压力降低、助燃空气供应停止、外部电源停电等。应立 即与油泵房联系，查明中止原因，及时处理，尽快恢复正常运行。如需长时间维修，则要降 低气压，关闭助燃风，（停止投料。3.7.4漏玻璃液主要发生在熔窑后期，当熔窑池壁被严重侵蚀时，有可能发生玻璃液泄漏事故。因此当 发现池壁砖发红时，可在池壁砖上贴一层砖加固之，并对其冷却。同时，要在其附近设置足 够多的喷头和喷水装置，以便在发生玻璃液泄漏时使用。当发生泄漏时