CN201825838U - 余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及玻璃生产线上的控制系统，提供了一种余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道上设置有烟道压力传感器、玻璃窑内设置有窑内压力传感器；调节闸板阀和引风机均通过控制系统控制，控制系统包括烟道压力控制单元和窑内压力控制单元，其中窑内压力控制单元同窑内压力传感器、烟道压力传感器和调节闸板阀相连，烟道压力控制单元同窑内压力控制单元、烟道压力传感器和引风机相连。调节闸板阀开度根据压差控制，引风机根据开度和烟道压力控制，通过压差、开度、窑压、烟道压力的对应关系，匹配调节闸板阀和引风机的工作，避免调节过程的振荡，因此稳压速度快，窑压控制精确。适用于余热发玻璃窑的窑压控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及玻璃生产线上的控制系统，尤其是设置有余热烟道的余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统。
背景技术
玻璃生产中窑压控制微正压4.7Pa，偏差控制在±0.3Pa，所以对窑内压力测量的精确水平和控制灵敏要求都极其苛刻，而天气变化、风力大小、季节变化、空气湿度都会影响窑压。
玻璃生产线中，玻璃窑产生的高温烟气通过蓄热池进行热交换后进入主烟道，再依次通过调节闸板阀、大闸板阀进入烟囱，靠烟囱的自然抽力排入大气。排入大气的烟气带有较高的热量，为了充分利用这部分热力，达到节能减排的目的，现有的生产线均设置了用于烟气余热发电的余热烟道。
余热烟道一端同调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道连通，另一端与大闸板阀和烟囱之间的主烟道连通。关闭大闸板阀，主烟道内的高温烟气在通过调节闸板阀后进入余热烟道，然后依次通过设置在余热烟道上的进口阀、余热锅炉、引风机、出口阀，然后再次进入主烟道并最终进入烟囱排入大气。增加余热烟道后，烟道阻力增加700pa左右，因此在余热锅炉之后的余热烟道上增加了引风机，以保证烟气流速，稳定窑炉压力。
玻璃生产线主要通过控制系统对调节闸板阀开度的实时调节控制窑压，从而保证玻璃线的正常生产。控制系统一般采用分布式控制系统，并根据设置于调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道上的压力传感器对调节闸板阀进行闭环的比例积分微分控制。但仅通过调节闸板阀控制窑压，在窑压波动较大时，稳压效果差，如在由于换火导致的压力波动较大时、在气候变化导致的窑压波动大时、在由于窑炉进入后期而导致的蓄热室阻力增大时等，通过调节闸板阀不能完全稳定窑压。
针对上述问题，申请人申请了专利号为ZL 200920303019.8、发明名称为玻璃生产线余热发电窑压稳定系统的实用新型专利，其引风机采用变频风机，控制系统根据安装在调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道上的压力传感器反馈的信号，同时对引风机转速和调节闸板阀开度进行调节控制。
但在实施过程中，发现上述专利的技术方案虽然对稳压效果有所改善，但依然不够理想，所存在的问题主要是：
一、压力传感器设置于调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道上，因此仅能测得窑外该段主烟道内的风压，但由于受外界气压、锅炉阻力等诸多因素的影响，调节闸板阀两边的烟气压力是不同的，因此无法保证对窑内压力进行精确控制；
二、引风机转速的调节存在一个过程，因此调节时间长，存在较为严重的延迟；
三、调节闸板阀和引风机控制匹配困难，而两者调节效果的叠加极易引起调节过程的振荡；
四、换火阶段由于调节闸板阀处于锁定状态，窑内由于燃料燃烧过程压力波动较为剧烈，引风机的调节延迟无益于改善稳压效果反而会恶化稳压效果，导致窑内压力的剧烈波动。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳压速度快、窑压控制精确的余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，包括主烟道、调节闸板阀、大闸板阀、余热烟道、烟囱；所述大闸板阀位于主烟道上靠近烟囱的一侧，所述调节闸板阀位于主烟道上远离烟囱的一侧；所述余热烟道一端同调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道连通，另一端与大闸板阀和烟囱之间的主烟道连通；所述余热烟道上沿烟气流动方向依次设置有进口阀、余热锅炉、引风机、出口阀；设置有控制系统，所述调节闸板阀和大闸板阀之间的主烟道上设置有与控制系统相连的烟道压力传感器，所述调节闸板阀和引风机均通过控制系统进行控制，在玻璃窑内设置有与控制系统相连的窑内压力传感器；所述控制系统包括烟道压力控制单元和窑内压力控制单元，其中窑内压力控制单元同窑内压力传感器、烟道压力传感器和调节闸板阀相连，烟道压力控制单元同窑内压力控制单元、烟道压力传感器和引风机相连。
本实用新型的有益效果是：窑内压力控制单元根据调节闸板阀两侧的实际压差决定调节闸板阀的开度，根据开度调节信号、开度和烟道压力的对应关系，同时确定了对应窑压稳压值时，烟道压力的控制值；烟道压力控制单元根据烟道压力的控制值、实测烟道压力对引风机进行控制，控制烟道压力与调节闸板阀开度对应的压差相适应，从而保证了窑内的压力趋于窑压稳压值，进而实现窑压的稳定。通过压差、开度、窑压、烟道压力之间相互对应的关系，实现了调节闸板阀和引风机的匹配工作，避免了调节闸板阀和引风机调节效果的叠加，避免了调节过程的振荡，因此稳压速度快。所有对应关系的设定均对应窑压稳压值，因此窑压控制精确。本方案通过增加原有控制系统的传感器数量，配合控制方法的优化实现快速的稳压效果，改动小，实现成本低。
进一步的，所述窑内压力传感器设置有至少两个并对称设置于窑内。
进一步的，所述窑内压力传感器设置有两个并对称设置于玻璃窑两侧的胸墙上。
作为一种优选，所述烟道压力传感器和窑内压力传感器均采用压力变送器。
附图说明
图1是本实用新型的布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型的余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，包括主烟道1、调节闸板阀2、大闸板阀3、余热烟道4、烟囱9；所述大闸板阀3位于主烟道1上靠近烟囱9的一侧，所述调节闸板阀2位于主烟道1上远离烟囱9的一侧；所述余热烟道4一端同调节闸板阀2和大闸板阀3之间的主烟道1连通，另一端与大闸板阀3和烟囱9之间的主烟道1连通；所述余热烟道4上沿烟气流动方向依次设置有进口阀5、余热锅炉6、引风机7、出口阀8；设置有控制系统，所述调节闸板阀2和大闸板阀3之间的主烟道1上设置有与控制系统相连的烟道压力传感器10，所述调节闸板阀2和引风机7均通过控制系统进行控制，在玻璃窑内设置有与控制系统相连的窑内压力传感器11；所述控制系统包括烟道压力控制单元和窑内压力控制单元，其中窑内压力控制单元同窑内压力传感器11、烟道压力传感器10和调节闸板阀2相连，烟道压力控制单元同窑内压力控制单元、烟道压力传感器10和引风机7相连。
控制系统通过烟道压力传感器10测量位于调节闸板阀2两侧中主烟道1一侧的烟道压力、通过窑内压力传感器11测量位于调节闸板阀2两侧中玻璃窑一侧的窑内压力；设定对应窑压稳压值时，所述调节闸板阀2开度和其主烟道1一侧烟道压力的对应关系，并根据烟道压力和开度的对应关系通过烟道压力和窑压稳定值设定调节闸板阀2开度和其两侧压差的对应关系；当玻璃窑内的压力变化时，窑内压力控制单元根据烟道压力传感器10信号、窑内压力传感器11信号确定调节闸板阀2两侧的实测压差，并按设定的调节闸板阀2开度和其两侧压差的对应关系对调节闸板阀2开度进行控制；烟道压力控制单元根据窑内压力控制单元对调节闸板阀2的调节信号按调节闸板阀2开度和其主烟道1一侧烟道压力的对应关系确定烟道压力的控制值，并根据烟道压力的控制值、烟道压力传感器10信号对引风机7进行控制。
简单的说，当窑压变化时，引起调节闸板阀2两侧压差变化，窑内压力控制单元控制调节闸板阀开度2与该压差相适应、烟道压力控制单元控制引风机7将烟道压力稳定在与该开度相适应的压力，通过烟道压力和压差确定窑内压力。调节闸板阀2各开度与两侧压差的对应关系、调节闸板阀2各开度与烟道压力的对应关系均按照窑压稳压值设定，从而保证了窑内的压力趋于稳压值，进而实现窑压的稳定。
因此，通过压差、开度、窑压、烟道压力之间相互对应的关系，实现了调节闸板阀2和引风机7的匹配工作，避免了调节闸板阀2和引风机7调节效果的叠加，避免了调节过程的振荡，因此稳压速度快。所有控制均对应稳压值，因此窑压控制精确。本方案对现有控制系统仅仅增加传感器数量，配合控制方法的优化实现快速的稳压效果，改动小，实现成本低。
窑内容积较大，为了实现准确的压力测量，所述窑内压力传感器11设置有至少两个并对称设置于窑内。具体的，所述窑内压力传感器11设置有两个并对称设置于玻璃窑两侧的胸墙上。通过多个传感器的测量实现对窑压的精确监控。
上述的烟道压力传感器10和窑内压力传感器11可以采用任意的压力传感器，为提高测量精度，所述烟道压力传感器10和窑内压力传感器11均采用压力变送器。
所述控制系统可以采用任意的控制器，具体的，为了减小改动量，同样采用比例积分微分控制器，但设置两个控制回路。
Claims (4)
1.余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，包括主烟道(1)、调节闸板阀(2)、大闸板阀(3)、余热烟道(4)、烟囱(9)；所述大闸板阀(3)位于主烟道(1)上靠近烟囱(9)的一侧，所述调节闸板阀(2)位于主烟道(1)上远离烟囱(9)的一侧；所述余热烟道(4)一端同调节闸板阀(2)和大闸板阀(3)之间的主烟道(1)连通，另一端与大闸板阀(3)和烟囱(9)之间的主烟道(1)连通；所述余热烟道(4)上沿烟气流动方向依次设置有进口阀(5)、余热锅炉(6)、引风机(7)、出口阀(8)；设置有控制系统，所述调节闸板阀(2)和大闸板阀(3)之间的主烟道(1)上设置有与控制系统相连的烟道压力传感器(10)，所述调节闸板阀(2)和引风机(7)均通过控制系统进行控制，其特征在于：在玻璃窑内设置有与控制系统相连的窑内压力传感器(11)；所述控制系统包括烟道压力控制单元和窑内压力控制单元，其中窑内压力控制单元同窑内压力传感器(11)、烟道压力传感器(10)和调节闸板阀(2)相连，烟道压力控制单元同窑内压力控制单元、烟道压力传感器(10)和引风机(7)相连。
2.如权利要求1所述的余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，其特征在于：所述窑内压力传感器(11)设置有至少两个并对称设置于窑内。
3.如权利要求2所述的余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，其特征在于：所述窑内压力传感器(11)设置有两个并对称设置于玻璃窑两侧的胸墙上。
4.如权利要求1、2或3所述的余热发电玻璃窑的窑压辅助稳定系统，其特征在于：所述烟道压力传感器(10)和窑内压力传感器(11)均采用压力变送器。
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