Способ варки стекла

, 1237 А 1 03 В 5/О Й КОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЭ Ф"еюз ф 6 ФЩчьщ 71 / ду, ф ф у ОПИ Е И ОБРЕТЕН максимума измерение арочном баагрузок вледней пар я прои чес осуществляют дополнительное рег рование тепловых нагрузок по го кам эон плавления и осветления интервалом О, 15-0,5 продолжител периода перевода направления пл ни, при этом расход газа по гор кам изменяют в пределах 0,01-0, общего расхода топлива на печь,2. Способ по и.1, о т л и ч щ и й с я тем, что расход газ последней паре горелок изменяю пределах 0,005-0,01 суммарного хода топлива на остальных горел с интервалом 0,15-0,5 продолжит ности периода перевода направле пламени,лс ьности амеел 05 ю рас ках ель н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) ГосударственньпЗ ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт стекла(56) Патент США 9 3523780,кл. 65-135, 1970.Панкова Н.А. и др. Современныеметоды управления стекловареннымипечами стеклового стекла. - Стеклои керамика, Иэд-во лит-ры по строительству, 1983, У 7, с. 4-6.(54)(57) 1. СПОСОБ ВАРКИ СТЕКЛА встекловаренной ванне регенеративнойпечи путем загрузки шихты и боя,плавления, осветления, гомогенизацин, студки и выработки стекломассы, распределения тепловых нагрузокпо горелкам печи с обеспечением ад эонои осветления,емператур стекломассы вссейне и регулированиезоне плавления и на пое горелок, о т л и ч а ю - тем, что, с целью повышедительности, улучшения екла и экономии топлива, 1237642Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к технологии производства стекла в стекловаренных ванных печах при производстве листового стекла и других типов стекол, варка которых осуществляется в печах с поперечным направлением пламени.Цель изобретения - повышение производительности, улучшение 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 - придон. ные слои в начале выработочного потока в зоне температурного максимума; 3-я точка - в загрузочном кармане на высоте 300 мм от уровня зеркала стекломассы.Показания термоэлектрических 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 прин;того для печи соотношения расхо" да топлива между горелками печи. Укаэанные действия программируются введенным в выдающую 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 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 5 процесса варки стекла, как обеспечение постоянства заданных границ зоны щихты и варочной пены, экономный расход топлива на уровне, не превышающем его потребность в соответствии с технологическими требованиями, стабилизация температур стекломассы в объеме варочного бассейна при корректирующих тепловой режим колебаниях расхода топлива в пределах, не оказывающих возмущающего воздействия на температуру расплава в выработочном канале. В этих условиях может дополнительно осуществляться эффективная коррекция теплового режима в студочной части лечи, особенно для периода резких нарушений режима термического кондиционирования выработочного потока стекломассы, например, при отключении стеклоформующих устройств, С этой, целью с помощью термоэлектрических преобразователей с определенным временным интервалом (например 5 мин) фиксируют значения температур стекломассы в придонных слоях начала вы работочного потока и верхнего строения студочной части.Как показали проведенные на пе-. чи 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 превышать частоту возмущений теплового режима под влиянием неконтролируемых факторов. При значении этого параметра более 0,5 имеет место неполная компенсация возмущающего влияния этих факторов.Те же самые выводы сделаны относительно обоснования принятого интер. вала между смежными коррекциями тепловой нагрузки на ближайшей к студочыой части горелке, При увеличении же корректирующего воздействи1237642 дочной части при стабилиэации теплового режима в варочной части.Алгоритм управления испопнительным механиэмом подачи топлива на пос.ледней паре горелок отопливаемойчасти варочного бассейна, на рассчитанный по реэультатам оценки состояния теплового баланса студочной части печи с учетом текущей коррекции 10 расхода топлива в варочной части нагорелках зоны варки и осветления определяется уравнением: где Б - расход газа в долях на горелку над зоной студки отсуммарного расхода топлива;Я - суммарный расход топлива нагорелки зоны варки и осветления, м/ч;температура придонных слоевФстекломассы в сечении бассейна между 3-4 парами гореолок, С;температура газовой средыпечного пространства ка экраном в студочной части, характеризующая температуру стекломассы в выработочном пото-,оке, С.В зависимости от изменения параметров последнего уравнения рассчи тано дополнительное управляющее воэдействие на последнюю горелку отапливаемой части варочного бассейна.1В качестве примера приведены результаты расчета для трех периодов 4 О работы печи. Значение параметров: 1 период 11 период 111 период 451195 С,1198 С, С, 1200 С,Я 2060 м /ч, 2080 мз/ч 2080 м /ч,1270 1272 С. Аналиэ этих данных показывает, что 50 отклонение температурного режима восреднем на 20 С влечет эа собой необходимость изменения расхода газа примерно на 70 м /ч при суммарном расходе газа на печь около 2000 м /ч, 55 т,е. на уровне 37 от общего расхода, что не вызывает существенных изменений температуры стекломассы в стуна расход топлива по этой горелке до уровня более 0,01 от суммарного расхода топлива на остальных горелках варочной части снижается термическая однородность выработочного потока стекломассы, При значении этого параметра менее 0,005 имеет место неполная компенсация действия изменяющих тепловой баланс студочной части факторов,Иэобретение поясняется примерами выполнения предлагаемого способа (объект 5-горелочная печь ВВС).Алгоритм управления исполнительными механизмами подачи топлива на горелках варочной части определяется уравнением А=5950, 1+0,95369 е, -0,6565 й - -3,8538,где А - расход гака в м /ч на четыре первые пары горелок;- температура придонных слоевстекломассы в сечении бассейна между 1 и 2 парамигорелок (1-я точка);- температура придонных слоевстекломассы в сечении бассейна между 3 и 4 парамигорелок (2-я точка);С - температура стекломассы в3загрузочном кармане науровне 300 мм от зеркаларасплава (3-я точка).В зависимости от изменения темпе-. ратур расплава в указанных точках по уравнению рассчитано управляющее воздействие (коррекция) на исполнительные механизмы подачи топлива на первые 4 пары горелок, Результаты расчета показывают, что для температур , с и йэ, равных в период снятия информации (в примере приведения 3 периода) 1120, 1180, 1150, 1100, 1160, 1130, 1140, 1200, 1170 С, необходимый расход гака составляет в мз /ч 2001,8, 2072,8, 1930, 6,-2 4. -9 Б=5,65 10 -1, 46 10 Я, 26 10 +Рассчитанный расход топлива на последнюю пару горелок отапливаемой части варочного бассейна составляет для указанных трех периодов работы печи соответственно О, 0364, 0,0327, 0,0286 от суммарного расхода топлива на зону плавления и осветления.Испытание этого алгоритма в реальных условиях печи ВВС показали, что1237642 Таблица 1 Показатель,629 678 13028,35 30, 55 5,8 14,9 20,4 использование дополнительного регулирования тепловой нагрузки на послелней паре горелок отаппиваемой тасти варочного бассейна по количественной оценке степени изменения температуры верхнего строения в студочной части печи с учетом текущей коррекции расхода топлива на печь и стабилизации теплового баланса н ва - рочной части, позволяет обеспечить постоянство температуры стекломассыо в выработочном потоке на уровне -1 С при изменении расхода топлива на этой горелке в пределах 0,005-0,01 суммарного расхода топлива на остальных горелках.На регенеративной ванной стекло- варенной печи с отапливаемой площадью 138 м при пяти парах горелок проводят испытание способа варки стекла. Стекломассу следующего состава, вес.7: БдО 72,0; А 1 Оз 1,8; ре,О 0,1; СаО 6,8; МдО 4,0; На О 13,7; К,О 1,2; ЯО 0,4, варят при максимальной температуре Т=1530 С,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 нарочном бассейне печи (в заРасход топлива, м /ч 330 453 грузочном кармане между 1 и 2 парами горелок и н зоне температурногомаксимума) и по количественной оценке степени изменения температур стекломассы варьируют от 60 до 80 м/ч,На последней паре горелок расход топлива варьируют от 11 до 1 м/ч постепени изменения температур стекломассы в варочном и студочном бассей 10 нах печи,Эффективность способа варки стекла оценивают по качеству стекла,производительность печи по свареннойстекломассе, коэффициенту использо 15 вания стекломассы и экономии расхода топлива.Сравнение известного и предложенного способа варки стекла приведеныв табл. 2 и 3. Из таблиц следует,что наилучшие результаты получаютпри изменении суммарного расхода топ.лива на горелках зоны плавления иосветления в пределах 60-80 м /ч, ина последней паре горелок при изме 25 ненни расхода топлива в пределах10-20 м/ч с интервалом регулирования, равным 4,5-15 мин,Проведенные испытания показывают,что предложенный способ варки стекла30 обеспечивает повьпцение производительности печи на 2-37, увеличениевыхода стекла 1 сорта на 1,5-2,07,повышение КИС на 1-27, экономию топлива на 2-3,57.у 5 Ожидаемый годовой экономическийэффект при внедрении предложенногоспособа варки стекпа только на однойстекловаренной ванной печи составит100 тыс. руб.1237642 Т а б и и и а 2Интервал реСуммарный расходтоплива на горелПродолОбщийрасходтоплива Способваркистекла жительность ки зоны плавленияшихты и осветления периода перево" да напна печь3 /ч корректировки теплового режима м /ч в доляхот облива по горелкам эоны равлемЗ /ч щего ния расхода на лечь плавления всоответствиис известнымспособом пламени, мин на печь мин доля от продал.переводанаправления пламени 30 0,035-0,055 80-120 16 480 О, 938 2140 Предлагаемый При изменении производительности по сваренной стекломассе и соотношении шихта-бой изменение рас 30 30 хода топлива осуществляется по схеме известного способа 30 30 Корректировка расхода топлива осуществляется при изменениипроизводительности печи по сваренной стекломассе и соотношенияшихта-бой. Известный(прототип) 2280 а 2220 б 2200 в 2220 г 2220 Изменение расходатоплива по горелкамэоны плавления приизвестном способе доля отобщегорасходатоплива гулиравания -частота осуществлениякорректировкирасхода топ 0,941 2090 0,941 2070 0,941 2090 0,941 2090о о, в а в %"м(Ч ойдо Ь 1 О о о о о ов в в о о о о фВ 1 Фф оои Фе М Ф Г о о о м Ф Ф о л о о во о о йа л о о о ю 1 1 1 1О Ф Ф к 1 : ок Ю Ю 1 1 е а в р цР 3й х о уаоо 11 а уи а о дф д "83 1 237642 цС 1 аФ