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玻璃熔窑空气过剩系数的检测与控制

时间:2020-04-26 14:26

  玻璃熔窑空气过剩系数的检测与控制_机械/仪表_工程科技_专业资料。玻璃熔窑空气过剩系数的检测与控制

  控制系统 文章编号: 0-94(010-02-0 1 1 9420)2 08 3 0 玻璃熔窑空气过剩系数的检测与控制 茹令文 ( 蚌埠玻璃设计研究院, 安徽蚌埠 231) 308 摘 要: 本文阐述了控制玻璃熔窑空气过剩系数的重要性, 介绍了空气过剩系数与烟气含氧量的关系以及 检测与控制手段, 对玻璃工业的节能降耗有一定的好处。 关键词: 玻璃熔窑; 燃烧; 空气过剩系数; 检测; 控制; 节能 中图分类号 :P 7 T 24 文献标识码 : B 1 引言 确保玻璃熔窑充分燃烧是各玻璃生产企业在 玻璃熔化过程中一贯追求的目标, 燃料在熔窑内 燃烧需要助燃风和雾化介质( 压缩空气) 来助燃, 空气过大或过小都将造成严重的能源浪费: 当空 气供给不足时( 缺氧燃烧) 则不完全燃烧, 使烟囱 冒黑烟, 不但污染环境, 还造成严重的燃料浪费; 若空气供给量过大( 过氧燃烧) 则过大的烟气量会 带走过多的热量, 使熔化效率降低, 同样浪费能 源。 因此, 充分燃烧的前题是必须控制合理的烟气 量, 才能保证最佳的燃烧工况 , 达到节约能源、 保 护环境的目的。 式中 V — 与燃料性质有关的常数( =V/a V a ) G V— 理论烟气量 a O— 实际烟气中氧含量 Z 、。、幼,.,, 、1J . 。- , , 2-O0 V? 2o 0Z > 二、、。二。1 '产 “ 二 IJ 1 经过变换可以得到:=1 ' + 一若 当燃料是重油时, =11, V .由此可以得到空 8 气过剩系数只与烟气中氧含量有关, 只要控制烟 气中的氧含量, 就可以控制空气过剩系数, 从而实 现最佳燃烧控制。 理论上 1重油充分燃烧需要 1. , g k 06 空 N m 气, 完全燃烧后废气中含氧量为零, 此时空气过剩 系数为 1 。一般只要控制烟气中的含氧量小于 4 则 p可达到 11 . 左右。 %, .一12 控制合理的烟气量, 即控制空气过剩系数, 才 能实现最佳燃烧。 3 烟气中氧含量的检测 分析废气含氧量的方法很多: 有导热式、 热磁 2 空气过剩系数与烟气含氧t的关系 式、 红外线氧分析仪、 氧化错氧分析仪、 质谱分析 燃料燃烧是燃料中的可燃成份与空气中的氧 仪等。 产生化学反应。进入熔窑内的空气量与燃料所需 采用质谱分析分析烟气中的含氧量, 分析准 的理论空气量之比为: 确,内部人员揭秘ag录像 分析方法多样且可一机多用分析烟气中的其 GJ 产 G =_ () 它成份, 1 但价格昂贵而且采样麻烦, 因此在行业中 尸 a 较少采用, 但预计是将来的发展方向。 式中 产 空气过剩系数 — 目前较常用的是氧化错氧分析仪, 其原理如 G— 实际空气量 , 下: G— 理论空气量 a 氧化错氧分析仪是基于浓差电池原理, 它由 业已证明: 当燃料一定、 工艺状况稳定、 完全 两个半电池组成, 一个是已知的氧浓度的铂参比 燃烧、 仅含少量c o时, 熔窑烟气中的氧含量直接 电极, 另一个是待测氧含量电极。 两个电极之间用 与空气过剩系数存在以下关系式: 2 ( 一1 1p ) O= Z ? % V( 一1 - 1 ) i 1 - 收稿日 :000-3磁盘稿) 期 20-32 ( () 2 固体电介质氧化错连接。由于两个半电池的氧浓 万方数据 自 动化与仪表 第 1 卷 20 年 第 2 6 01 期 度不同, 而固体电介质又是氧离子导体。 在一定温 度下, 两电极间产生的电动势是由两个半电池的 氧浓度差所决定。因而根据固定参比电极的氧分 压( 氧浓度) 可求得待测电极的氧分压即被测气体 的氧含量( 氧浓度)其公式如下: , 努 0 E=A? l 一0 T?o g 一% 热量最大 , 同时保持火焰长度与形状。 采用手动设 () 4 式中 E — 氧浓差电势值 A 仪器常数 — T — 绝对温度下工作原件的温度 0 %— 参比气体的氧含量, . 空气的0 % . =2 1 0%— 被测气体的氧含量 2 根据上述公式就可导出被测气体中的 0% 2 含量。 圈1空气过剩系数手动控制原理圈 目 前便携式氧化错氧量分析仪已趋于成熟, 国内外均有售, 普遍反映国外产品比国内的好, 主 要体现在使用寿命上。 由于氧化错探头比较娇气, 对测量环境以及测量方法有一定的要求。在线检 测氧化错分析仪国内使用不多, 与其探头寿命不 定的空气过剩系数需反复调整, 存在的问题是: 系 统在稳定状态下, 空燃比经手动调整到较好状态, 超过 2 年有关, 原因主要是取样孔容易堵塞, 易引 起误差。 检测废气含氧量的测点位置十分重要, 否则 没有代表性, 不能真实反映窑内废气含氧量。 我们 曾分别设置在蓄热室顶部垂直取样检测; 放置在 蓄热室看火孔水平取样检测; 设置在小炉斜坡暄 斜插取样检测。经过比较, 在蓄热室顶部垂直取 样, 测点反映灵敏、 测量及时准确、 滞后小, 适合于 在线检测, 在小炉暄处, 环境温度高测点温度高, 但反应灵敏, 可进行监测。 一旦系统由于内部的扰动以及熔窑温度变化, 要 求燃烧量与助燃风量跟随变化, 但由于助燃风调 节阀动作的滞后性使得系统存在过氧燃烧或缺氧 燃烧的状况, 因此仅适用于状态调节。 针对上述存在的问题, 工程技术人员采用交 叉限幅燃烧控制系统解决这个动态能耗间题。即 设置高值选择和低值选择器做到“ 增油先增气, 减 油后减气”维持了熔窑燃烧工况, , 解决了由于燃 烧系统热负荷增减带来动态过程中缺氧燃烧与过 氧燃烧的间题。 () 2 空气过剩系数的自 动控制 虽然燃料一助燃风定值比例调节系统在一定 程度上可以保证最佳燃烧, 但由于比例系数是手 动设定的, 不能精确地保证空气过剩系数的稳定, 一是熔窑存在漏风现象, 有文献介绍漏风占总助 4 空气过剩系数的控制 () 1 空气过剩系数的手动控制 在九十年代中期, 国内大部分熔窑的燃烧控 制系统采用了燃料量与助燃风的定值比例调节, 即根据熔窑的的热工作业曲线与燃料量的关系, 再依据人们多年来的经验确定总耗燃料量与助燃 空气量, 再以燃料助燃风配比对应于熔窑热工作 业曲线 v #小炉燃料与助燃风量 #-6 的分配进行, 以此作为各个小炉燃料与助燃风量 的给定值进行恒定不变地控制燃烧, 原理如图 1 所示 。 图中K的确定为手动控制, 要维持窑内的温 度, 保持火焰空间的最佳气氛使然料燃烧的释放 万方数据 燃风量的10, 00使手动调整好的空气过剩系数经 常受到破坏; 二是由于运行过程中, 燃料与空气的 物性质量有变化, 使原确定的固定空气过剩系数 不能随之变化, 因此设置空气过剩系数的自动控 制回路是必要的。 根据这一思路, 我们在某浮法线 上采用余氧检测的自动控制来控制空气过剩系 数, 收到较好效果, 系统框图如图 2 所示。 从图可见, 在双交叉限幅基础上增加在线检 测, 将含氧信号转换为控制信号, 与设定值进行比 较, 参与控制。 当氧分析器测量值偏高时表明空气 量过大, 经过调节器运算并输出一个减小信号, 通 行调节阀关小, 于是助燃空气相应减小使废气中 含氧量渐渐降低, 从而维持空气过剩系数不变。 .2 ? 9 控制系统 _ 圈2空气过刹系数自动控制系统框圈 由于一般燃料油不易与空气混合, 废气中的 含氧量最好控制在 25o %为宜。 . 0 ̄4 文献表明烟 计算机软件来进行, 不增加硬件。 若采用常规调节 仪表来构成上述系统, 虽然能达到检测要求, 但可 靠性大大降低, 系统难以长时间正常运行。 气中氧含量每减少 lo可节约燃料 2 o, %. 我们对某厂浮法线采用空气过剩系数自 动控 制, 与手动控制进行了综合比较, 其比较结果如表 1 所示, 节约效果十分明显。 表 1 空气过剩系数手动与自动控制比较表 参数 单位 % 手动控制 64 . 6 3 . 自 动控制 4 1 . 44 . 含氧量( 北) 含氧量( 南) 油压 油温 油量 5 结束语 人们已渐渐的认识到自动控制空气过剩系数 的重要性, 国际上一些著名公司也开始进入这一 领域, 参与研究。 如德国西门子公司的入 燃烧控制 系统引入国内, 已给人耳目 一新的感觉。 相信若在 所有的玻璃熔窑上实施空气过剩系数的自 动控 制, 对节能降耗、 提高热效率及改善环境保护大有 好处。. 〔 参考文献〕 [] 1 张绍海. 优质浮法玻璃生产过程的质量控制〔 .中 J ] 国玻璃 , 9 , . 9 8 2 1 a n 巾 白 ℃ 9. 85 9 8 9. 77 9. 81 Lh / 13. 502 136 8.0 17. 495 175 7. 4 单位油耗 节约效果 Lt / 玻液 7.玻璃, [ 2 )郭占法.利用氧量调整控制玻璃熔化【7 1 9 ,. 97 2 单位油耗下降33 . % 玻璃工业节能技术[ .中国建材工业出版 M] [〕 3 夏大全. 社. 集散系统的广泛应用才能使得最佳燃烧控制 系统有可能实现。因为中间运算控制环节全部由 玻璃熔窑的新型控制系统〔7 7.中国玻璃, [〕陈 国. 4 1 9 ,. 976 Dt tn Cn o o t Srl Ar fcn iGa Fra eco ad t lh upu iCe iet l snc ei n o r f e s o fi n s u e MA L g e O - n i w n .3 . 0 万方数据

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