料道内玻璃液的均化

发布时间 : 星期五 文章料道内玻璃液的均化更新完毕开始阅读

料道内玻璃液的均化

介绍了料道内玻璃液温度差的形成及对产品性能的影响。通过在料道两侧进行加热可降低玻璃液的温度差,但料道底部的温度仍然较低,而侧墙电加热是解决料道两侧温差较好的途径。

1 料道玻璃液均化原理

料道是一个由耐火材料构成的槽,通过它熔化的玻璃液从熔窑工作池流向成型机,从熔窑流来的玻璃液要有控制的冷却,这样从料盆出来的玻璃液料滴从上到下,两侧与中部之间都要达到温度的一致性。此过程我们称为玻璃的均化。

但是玻璃液在料道槽砖流动时,玻璃液接触到耐火砖的两侧,其温度必然要降低,流动也随之慢下来。而中部的玻璃液流动快,温度也高于两侧,从而在料道两侧产生回流、漩涡、滞料。这就形成了所谓的料道“中心流”现象。从而产生了水平方向的温度差(见图1)。

2 均化措施及影响因素

我们采用了中部进行冷却,料道两侧进行煤气加热的措施(见图2)。 在后冷却端区域上改变料道温度占50%~60%,在前冷端区域占20%~30%,在均衡端区域占0%一15%,在料盆区域处只用火焰进行保温,只能有很少温度调整。使料道的温度趋于一致,尽量使其玻璃液整体流动(见图3)。 在料盆入口处,由图2我们可见三角形区域代表了料滴的形成,产品底部及整个产品的直接形成见图4。

虽然我们采用了中部冷却以及保持料道两侧的正压燃烧,使玻璃液温度均匀性有所改善,但是由于料道底部的玻璃液流动比上层慢,煤气加热的辐射热不能达到玻璃液内部(特别是深色玻璃),加热的辐射对料道底部温度作用不大,因此它存在着垂直方向的温度差。

根据以上情况我们可知,料道内两侧的底部区域的玻璃液温度最低,根据图3所示,必须要提高该区域的温度。根据经验,一般两侧底部的温度要低于中间上部15℃左右,这对高速形成、轻量化、薄壁制品以及细颈制品压吹等都是十分不利的。我们必须要设法提高料道两侧的底部温度。

要完全清除中心和两侧,特别是料道两侧底部之间的温度差,建议采用侧部电加热(见图5)。

侧墙加热采用两个变压器,在均衡段的两侧各用1只,每侧各连接6根电极,通过电极产生电流,加热这个区域的玻璃液,这就是所谓的侧部到侧部的电加热方式。

用这种方式可以加热最靠近侧墙底部的玻璃液,该区域的温度由侧面热电偶下端一点测出,以该点温度值作为控制点,可使料道两侧的底部温度上升,甚至可以超过料道的中心温度,这样可以大大提高玻璃液的均化,使料道里的玻璃液温度均匀,进入料盆后,可以形成十分均匀的玻璃液,供料滴成型。

当然影响玻璃液均化的因素很多,当遇到问题时,要确认是否是下列因素造成的,并对玻璃液的以下状况进行核对:

(1)玻璃液颜色(转料否), (2)出料量的变化(换品种否), (3)玻璃液面的稳定,

(4)工作池出口温度(料道入口温度), (5)料道的尺寸、布置、转角等, (6)料道内的压力,

(7)耐火材料和保温材料的情况, (8)冷却风系统,

(9)温度热电偶测量及控制系统, (10)侧墙电加热情况, (11)料盆火焰保暖情况。

3结论

熔窑的料道主要进行的是玻璃均化过程,玻璃均化好坏将导致玻璃缺陷是否产生。通过在料道两侧增设加热装置,能较好地解决料道内玻璃的温度差,而料道电加热更有利于玻璃液的均化。璃产品的成型,对玻璃液温度的稳定要求,也有很大的差异,理应给以不同的对待。又如采用全电熔技术的玻璃熔窑,它的熔化部、澄清部和供料道内的玻璃液温度也有不同的控温精度要求;同时,以上三个区域中的玻璃液是互通的,玻璃液温度的控制也是互相影响和关联的,为此,在设计窑内各个区域的温度控制系统时,必须综合考虑不同的控温精度要求和关联作用。

3.4通过必要的玻璃熔窑热平衡或电平衡测定来发现问题,寻求解决方案

许多生产和研究单位采用检测和显示仪表,对运行中的玻璃熔窑定期进行热平衡测定,可以评定熔窑的热效率,发现设计、材料选用、运行控制等方面的缺陷或问题。同样,对运行中的电加热熔窑进行电平衡测定,可以评定熔窑的电热效率,并及时发现供电或电加热元件的故障。

3.5通过热能数字化控制系统来降低能源消耗

目前,由于能源供应的多样化和多渠道,使得能源的品种和品质的稳定性受到了比较大的影响。为此,企业对每一批燃料(如煤炭、重油或天然气等)必须进行化学成分、含水量和热值的测定。如果在热能数字化控制系统中,使用热值仪来实时监控,可以减少由于燃料热值波动,引起的热能供应情况变化。又如,在燃油玻璃熔窑上,采用燃料油调节泵或定量泵,进行热能数字化控制。

由于大中型玻璃熔窑通常具有比较大的热容量,窑内温度控制的滞后性很大,所以在加热功率相对稳定时,可以采用稳定热能(包括燃料和电能)供给的控制方案,即通过热能数字化控制系统来间接控制窑内温度,降低能源消耗。

3.6通过计算机数值模拟和物理模拟来研究玻璃熔窑的热工过程

虽然现阶段建立关于玻璃熔窑热工过程的完整数学模型仍具有一定的困难,但是,通过大量的现场的各种数据采集、分析和处理,还是可以建立一定的数学模型,进而开展计算机数值模拟和物理模拟工作,开展对玻璃熔窑热工过程和材料性能的研究,为现有熔窑的改进或新型熔窑的开发提供数据和依据。

3.7通过计算机的玻璃熔窑辅助设计来提高熔窑的热工特性和热效率

传统的熔窑设计是通过热平衡计算和流体力学计算,粗定各部分的几何尺寸,再用经验指标和参数细定熔窑各部分的结构尺寸,得到熔窑的外形和荷重、砖柱与基础的尺寸和位置。再经过复算和校核等步骤?。

传统方法的计算和绘图的工作量很大,效率也难以提高。如今,采用计算机和熔窑设计软件,并依靠数值模拟,通过内热传递计算,估计热负荷特性等优化设计手段,实现熔窑设计的数字化和现代化。使用计算机来绘制熔窑设计图和利用数字存储技术,具有快速、高效、读取、存储、交流、打印和修改方便的特点。通过计算机的玻璃熔窑辅助设计,可以提高熔窑的热工特性和热效率,实现优化的节能设计目标。

4、温度控制器

过程控制仪表种类非常多,按控制装置用能源分有电动、气动、液动及混合式,按信号类型分有模拟、数字调节仪表,按结构型式分有基地式、单元组合式、组装式和总体分散等控制装置。本文仅就供料道温度控制中常用的几种作简要说明。由于重点是讨论控制器的选用 及赢用中的一些问题也就没有必要对控制器的结构和原理作太多的叙述。 供料道温度控制系统经历了使用动圈式调节仪表、自动显示记录调节仪表特别是电子自动平衡——气动式词节记录仪表、电动单元组合仪表、总体分散控制装置等的发展过程,它与电子、仪表工业的发展息息相关。但不论选用何种控制器均应考虑能否满足工艺提出的控制要求、经济性、使用方便与灵活以及控制装置本身的发展趋势等因素。前已提到,料道控制方案主要应根据工艺生产要求进行选择并不是在任何情况下都要考虑复杂的控制系统。有时恰恰相反,用简单的单回路控制能得到更好的效果。同样,控制系统方案确定后,也不提倡一味追求高级的调节仪表。须知一个常规仪表使用经验较少的工厂,对复杂的计算机控制系统,无论是管理、维护或操作使用,都难以很快适应。当然,有的仪表功能较多,使用灵活,工厂在选用时,完全可以(也应该)根据本厂在控制方面的发展规划,选用有发展前途的、功能多样、便于扩展的、能与计算机兼容、操作简便的控制装置。 4.1、自动平衡显示记录调节仪表

电子自动电位差计是最常见的温度显示记录仪表它直接接收热电偶或辐射高温计的测温毫伏信号,该信号与测量桥路所产生的毫伏信号比较,其差值进放大器放大,去驱动伺服电机(可逆电机)。伺服电机带动测量桥路上滑线电阻上滑动触点改变了电桥桥臂电阻的分配关

系从而使测量桥路产生的毫伏信号作相应变化。当桥路产生的毫伏信号与测量信号相等时,输送到放大器的信号即为零,伺服电机即停止转动,仪表达到新的平衡点。此时与

滑动触点联动的指针及记录笔就指示和记录了被测温度。记录形式有长图、圆图和条型等, 记录纸是由同步电机驱动的。(见图28)

如果通过某种机械或电气联系,让伺服电机在改变测量值的指示和记录指针的同时改变附加的一个调节器的输入,即相当于调节器也接收到了变化的测量值信号。这样就可以由调节器来承担控制的任务。图28表示这种内部附加了调节器的电子自动电位整计的结构。

附加调节器一般常用气动式和电动式调节器。由于气动薄膜调节阀结构简单/动作平稳可靠,使电子自动平衡记录——气动调节仪长期受到玻璃厂的青睐在供料道温度控制系统上,Honoywoll公司专门设计的记录调节仪到七十年代后期还在不少玻璃厂使用。 电子自动平衡记录——气动调节仪的原理示意见图29。仪器的自动显示记录部分同图28,这里只画了它的伺服电机。伺服电机一方面带动显示记录指针另一方面经过适当的机板连杆带动气动调节器的喷嘴档板机构中的挡板。档板与喷嘴之间距离改变引起喷嘴背压变化,经过气动放大器,比例积分微分等运算机构,最后输出0.2~1.0kgf/om~的气压控制号操纵调节阎动作。

带电动调节器的自动平衡仪表原理见图30。这里记录仪表伺服电机带动的是位于另一个比较电桥电阻盘上的指针。电桥上另有一个定值信号,由操作人员设定。当象征测量值的指针被伺服电机带动左右移动时,电桥即输送相应的偏差信号给附加的电动词节器。这样在一台仪表内自动完成温度的显示、记录和调节的全部功能。仪器输出信号直接驱动电机执行机构,或经过电一气转换器转化为气动控制信号去驱动薄膜调节阀。

自动平衡显示、记录、调节仪表构成的系统最简单工作可靠功能价格比好。但它的灵活性较差,在大量数字仪表、计算机进入市场后它们的优势可能逐渐失去。

对于高控制精度要求的供料道必须对仪表的量程(刻度范围)进行压缩例如1000~1200℃或

联系合同范文客服:xxxxx#qq.com(#替换为@)