Способ варки стекла Советский патент 1986 года по МПК C03B5/04 

1

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к технологии производства стекла в стекловаренных ванньк печах при производстве листового стекла и других типов стекол, варка которых осуществляется в печах с попереч шгм направлением пламени.

Цель изобретения - повьшение производительности, улучщение качества стекла и экономия топлива.

Предлагаемый способ варки стекла реализуется следующим образом.

С определенными временными интервалами (например 5 мин) с помощью производящих автоматическое измерение температур термоэлектрических преобразователей фиксируют значение температур стекломассы в трех точках находящегося в объеме бассейна расплава: 1-я точка - придонные слои сыпочного потока; 2-я точка - придонные слои в начале выработочного потока в зоне температурного максимума} 3-я точка - в загрузочном кармане на высоте 300 мм от уровня зеркала стекломассы.

Показания термозлектрических преобразователей, установленных в указанных зонах бассейна печи, используют для расчета с помощью управления (определяемого для данной конкретной печи) уровня управляющего воздействия на систему коррекции расхода топлива на горелки варочной части печи. Затем управляющее воздействие передается посредством устройства связи на исполнительные механизмы регуляторов расхода топлива по отдельным горелкам печи. При этом коррекция расхода топлива осуществляется таким образом, что распределение тепловых нагрузок по горелкам поддерживается постоянным на уровне прмнг гого для печи соотношения расхода топлива между горелками печи. Указанные действия программируются введенным в выдакяцую команду на управление ЭВМ специальным алгоритмом.

В результате обеспечивается оперативная соизмеримая по частоте управляющих воздействий и с частотой возмущений режима под влиянием неконтролируемых технологических факторов эффективная коррекция теплового баланса варочной части печи в динамике. При этом решаются такие важные задачи оптимизации условий

21

процесса варки стекла, как обеспечение постоянства заданных границ зоны шихты и варочной пены, экономный расход топлива на уровне, не превытающем его потребность в соответствии с технологическими требованиями, стабилизация температур стекломассы в объеме варочного бассейна при корректирующих тепловой режим колебаниях

расхода топлива s пределах, не оказы- ваю1г;их возмущающего воздействия на температуру расплава в выработочном канале. В этих условиях может дополнительно осуществляться эффек тивная

коррекция теплового режима в студоч- ной части печи, особенно для периода резких нарушений режима термического Кондиционирования выработочного потока стекломассы, например, при отключении стеклоформукицих устройств. С этой .целью с помощью термоэлектрических преобразователей с определенньм временным интервалом (например 5 мин) фиксируют значения температур стек-

ломассы в придонных слоях начала вы- работочного потока и верхнего строения студочной части.

Как показали проведенные на печи ВВС испытания способа, увеличение

корректирующего воздействия на расход топлива на горелках варочной части до уровня более 0,05 от общего расхода топлива приводит к недопустимо большим колебаниям температур

стекломассы в выработочном потоке. При величине этого параметра меньше 0,1 не в полной мере компенсируется влияние неконтролируемых технологических факторов.

Уменьшение интервала времени между сменными коррекциями до уровня менее 0,15 от продолжительности периода перевода пламени технологически не оправдано, так в этом случае

частота управляющих воздействий на исполнительные механизмы подачи топлива будет превьш1ать частоту возмущений теплового режима под влиянием неконтролируемых факторов. При

значении этого параметра более 0,5 имеет место неполная компенсация во.эмущающего влияния этих факторов. Те же самые выводы сделаны относительно обоснования принятого интер

вала между смежными коррекциями тепловой нагрузки на ближайшей к студочной части горелке. При увеличе- .НИИ же корректирующего воздействи

на расход топлива по этой горелке до уровня более 0,01 от суммарного расхода топлива на остальных горел- ках варочной части снижается термическая однородность выработочного потока стекломассы. При значении этого параметра менее 0,005 имеет место неполная компенсация действия изменяницих тепловой баланс студоч- нрй части факторов.

Изобретение поясняется примерами выполнения предлагаемого способа (объект 5-горелочная печь ВВС),

Алгоритм управления исполнительными механизмами подачи топлива на горелках варочной части определяется уравнением

,1+0,95369t,-0,6565t2- -3,8538t,,

Ч

t, где А - расход газа в на четыре первые пары горелок; температура придонных слоев стекломассы в сечении бассейна между 1 и 2 парами горелок (1-я точка); температура придонных слоев стекломассы в сечении бассейна между 3 и 4 парами горелок (2-я точка); температура стекломассы в загрузочном кармане на уровне 300 мм от зеркала расплава (3-я точка), В зависимости от изменения температур расплава в указанных точках по уравнению рассчитано управляющее воздействие (коррекция) на исполни- тельные механизмы подачи топлива на первые 4 пары горелок. Результаты расчета показывают, что для температур t, tj и t, равных в период снятия информации (в примере приведения 3 периода) 1120, 1180, 1150, 1100, 1160, 1130, 1140, 1200, 1170 с необходимый расход газа составляет в мз/ч 2001,8, 2072,8, 1930,6,

Анализ этих данных показывает, что 50

55

отклонение температурного режима в среднем на 20 С влечет за собой необходимость изменения расхода газа примерно на 70 при суммарном расходе газа на печь около 2000 , т.е, на уровне 3% от общего расхода, что не вызывает существенных изменений температуры стекломассы в сту0

s

0

5

дочной части при стабилизации теплового режима в варочной части.

Алгоритм управления исполнительным механизмом подачи топлива на последней паре горелок отопливаемой части варочного бассейна, на рассчитанный по результатам оценки состояния теплового баланса студочной части печи с учетом текущей коррекции расхода топлива в варочной части на горелках зоны варки и осветления определяется уравнением:

,65-10 -1,46-ldVl,26- ,очо-,

где Б - расход газа в долях на горелку над зоной студки от суммарного расхода Топлива; Q - суммарш 1й расход топлива на горелки зоны варки и осветления, м /ч;

t. - температура придонных слоев стекломассы в сечении бассейна между 3-4 парами горелок , °С; tj - температура газовой среды

печного пространства за экраном в студочной части, харак- теризукщая температуру стекломассы в выработочном потоке, С,

В зависимости от изменения параметров последнего уравнения рассчи- 35 тано дополнительное управляющее воздействие на последнюю горелку отапливаемой части варочного бассейна,

В качестве примера приведены результаты расчета для трех периодов работы печи. Значение параметров:

Iпериод Q 2060 ,

IIпериод Q 2080 ,

IIIпериод Q 2080 .

45

1195°С, t, 1198°С, tj 1200 С, t.

1271° С;

1270°С;

1272 С,

Рассчитанный расход топлива на последнюю пару горелок отапливаемой части варочного бассейна составляет для указанных трех периодов работы печи соответственно 0,0364, 0,0327, 0,0286 от суммарного расхода топлива на зону плавления и осветления.

Испытание этого алгоритма в реальных условиях печи ВВС показали, что

f

использование дополнительного регулирования тепловой нагрузки на пос- лелней паре горелок отапливаемой части варочного бассейна по количественной оценке степени изменения температуры верхнего строения Б сту- дочной части печи с учетом текущей коррекции расхода топлива на печь и стабилизации теплового баланса в варочной части, позволяет обеспечить постоянство температуры стекломассы в выработочном потоке на уровне при изменении расхода топлива на этой горелке в пределах 0,005-0,01 .суммарного расхода топлива на осталь- ных горелках.

На регенеративной ванной стекловаренной печи с отапливаемой площадью 138 м при пяти парах горелок проводят испытание способа варки . стекла. Стекломассу следующего состава, весЛ: SiOg 72,0; А1,,0, 1,8; Fe.,OjO,U СаО 6,8; MgO Д,0; 13,7; KjO 1,2; SO 0,4; варят при максимальной температуре .

Распределение топлива по горелкам в различных зонах печи приведено в табл. 1.

В процессе испытания способа варьируют интервал регулирования - частоту корректировки расхода топлива по горелкам зоны плавления и осветления и на последней паре горелок от 4,5 до 21 мин.

Суммарное изменение расхода топлива на горелках зоны плавления и осветления по результатам одновременного измерения температур стекломассы в варочном бассейне печи (в за14,920,428,35 30,55 5,8

26

г рузочном кармане между 1 и 2 пара- мн горелок и н з-оне температурного максимума) и по количественной оценке степени изменения температур стек- ломассы варьируют от 60 до 80 м /ч. На последней паре горелок расход топ- ли:ва варьируют от 11 до 21 по степени изменения температур стекломассы в варочном и студочном бассей- нах печи.

Э(}х})ективность способа варки стекла оценивают по качеству стекла, производительность печи по сваренной стекломассе, коэффициенту испх)льзо- вания стекломассы и экономии расхода топлива.

Сравнение известного и предложенного способа варки стекла приведены в табл. 2 и 3. Из таблиц следует, что наилучшие результаты получают при изменении суммарного расхода топлива на горелках зоны плавления и осветления в пределах 60-80 м /ч, и на последней паре горелок при изменении расхода топлива в пределах 10-20 м /ч с интервалом регулирования, равным 4,5-15 мин.

Проведенные испытания показывают, что предложенный способ варки стекла обеспеч ивает повьпиение производительности печи на 2-3%, увеличение выхода стекла 1 сорта на 1,5-2,0%, повышение КИС на 1-2%, экономию топлива на 2-3,5%.

Ожидаемый годовой экономический эффект при внедрении предложенного способа варки стекла только на одной стекловаренной ванной лечи составит 100 тыс. руб.

Таблица 1

2280

30

0,035-0,055 80-120

Корректировка расхода топлива осуществляется при изменении производительности печи по сваренной стекломассе и соотношения шихта-бой.

Т а б л и U а

16

480 0,938 2140

«

()

г

М

IN

« IM

-

О)

сл

VO « 00

ь

о

« ст

л

00

00

tn

01

«л

OU

X

U

о

03