一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃生产技术领域，具体涉及一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统。


背景技术：

2.玻璃工厂中，窑炉是玻璃生产的心脏，熔窑熔化部的两侧池壁又是心脏中最为核心的组成部分。一条玻璃生产线运营生产周期的长短，与窑炉寿命有最直接的关系，进一步关乎到生产制造成本的高低。而窑炉的寿命又与池壁、大碹、胸墙、前脸吊墙、后山墙、卡脖吊墙等重点关键部位的烧损、侵蚀以及冲刷的程度有关，尤其是池壁的侵蚀冲刷速度是关乎窑炉寿命长短的至关重要的因素。因此，降低或者减缓池壁侵蚀与冲刷是玻璃工厂非常重要的技术工作，也是一个世界级技术难题。
3.目前，无论国际或是国内在玻璃窑炉池壁砖方面，都存在一个同样的技术难题，即正常生产情况下在池壁砖与熔融玻璃液面线交界处的部位侵蚀较快，特别是热点前后池壁砖的侵蚀尤为迅速和严重，即便后续进行三四次绑砖维系，最终还是有较多的窑炉不得不放水停产冷修。
4.现有技术中，绝大多数企业为减缓玻璃窑炉池壁砖侵蚀的最为常见的习惯措施一是：在池壁砖外侧的液面线位置，加装冷却风嘴降低池壁砖上半部分的温度；目前一般采用大风机统一供风，支管风阀手动控制局部风量。该措施粗犷不够精细，不能精准有效的控制侵蚀和冲刷，也不能够从根本上解决问题。虽然能起到减缓侵蚀和冲刷的速度，但一个窑期至少还要绑砖三至四次，窑炉寿命最多也只能达到8至12年左右。
5.第二种措施，在上述池壁侵蚀冲刷较严重之后，在池壁砖的内侧表面紧贴插入冷却水包，以期达到阻隔玻璃液而减缓池壁砖侵蚀和冲刷的速度。此措施固然可以减缓侵蚀和冲刷，但是其安全风险极大，作业难度大，而且能耗高，一般厂家不敢轻易采用。一般来说，专家学者不提倡，也不支持。
6.第三种措施，就是实用新型专利“耐侵蚀玻璃熔窑熔化部池壁砖”(专利号：zl201410753438.7)提到的，在池壁砖的上半部分内部预留一个介质通道的办法来减缓、阻止高温熔融状态的玻璃液的侵蚀和冲刷。该实用新型思路新颖，具有创造性。但是，该实用新型虽然能提高降温效率，减缓侵蚀和冲刷，但缺乏完整的系列装置、精确的监测、精准的控制。
7.第四种措施，在池壁砖上部内侧预留凹槽，镶嵌一层高锆板，用以阻止高温熔融玻璃液对池壁的侵蚀和冲刷，该方法思路新颖别致，具有创造性，不失为一种好的措施和方法。但是，在池壁内侧镶嵌高锆板，在正常生产期间，高温环境下维护难度大，风险高，作业困难，容易对玻璃造成污染，影响玻璃质量。
8.本实用新型旨在开发一种投资少、运行费用低、维护方便、操作简单，监测精细，控制精准，抗侵蚀冲刷效果好，确保对热点区域范围的冲刷侵蚀与首对和末对小炉池壁能够保持同步的抗侵蚀冲刷的系列装置及智能数字一体化精准工艺技术方法。


技术实现要素：

9.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种控制精准，抗侵蚀冲刷效果好的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统。
10.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统，包括熔窑本体和冷却装置；所述熔窑本体包括池壁砖和设置在池壁砖内部的冷却腔室；
11.所述冷却腔室的侧壁向玻璃熔窑内的玻璃液冲刷液面与池壁砖相交界处弧形凹陷，所述冷却腔室位于玻璃液冲刷液面所在平面的侧壁与池壁砖的内侧壁的距离最近，以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，所述冷却腔室的侧壁与池壁砖的内侧壁的距离逐渐变大；所述冷却腔室的水平方向的各个高度的截面以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，截面的截面积逐渐变小；
12.所述冷却装置包括plc控制器、腔室温度传感器、冷却风风机、冷却风进风管和冷却风出风管；
13.所述腔室温度传感器设置在冷却腔室内部靠近玻璃液冲刷液面一侧的侧壁上，所述冷却风风机设置冷却风进风管上，所述冷却风进风管与所述冷却腔室的上部连接，所述冷却风出风管与所述冷却腔室的下部连接，所述plc控制器、腔室温度传感器和冷却风风机相互电连接。
14.本实用新型的有益效果在于：本实用新型的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统通过设置具有特殊的冷却腔室的新型玻璃熔窑池壁砖的结构，以及辅助的冷却装置实现智能数字一体化的精细监测与精准控制，可以达到池壁不被侵蚀或者少被侵蚀的效果；本实用新型由于控制了池壁砖的侵蚀和冲刷，所以由池壁砖被侵蚀冲刷进入玻璃液污染大大减少，因此本实用新型还大大提高玻璃质量和产量，且也有利于玻璃成本的降低；本实用新型还可以使玻璃熔窑池壁使用年限大大提高，可以确保池壁砖在一个8-14年的窑期内，基本上不受侵蚀，基本完好无损，延长窑龄，节省维修和冷修费用；本实用新型还将冷却池壁的热风余热送进助燃风系统，实现余热利用，节约资源，减少浪费，保护环境。
附图说明
15.图1为本实用新型具体实施方式的一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统的结构示意图；
16.标号说明：
17.1、池壁砖；2、池底砖；3、玻璃液；4、冷却腔室；41、腔室温度传感器；5、冷却风进风管；51、第一调节阀；52、第一压力表；6、冷却风出风管；61、第二调节阀；62、第二压力表；7、冷却风风机；71、变频器；8、热风缓存箱；81、补风口；9、助燃风机；10、蓄热室；11、plc控制器。
具体实施方式
18.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
19.本实用新型提供一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统，包括熔窑本体和冷却装置；
20.所述熔窑本体包括池壁砖和设置在池壁砖内部的冷却腔室；
21.所述冷却腔室的侧壁向玻璃熔窑内的玻璃液冲刷液面与池壁砖相交界处弧形凹陷，所述冷却腔室位于玻璃液冲刷液面所在平面的侧壁与池壁砖的内侧壁的距离最近，以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，所述冷却腔室的侧壁与池壁砖的内侧壁的距离逐渐变大；所述冷却腔室的水平方向的各个高度的截面以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，截面的截面积逐渐变小；
22.所述冷却装置包括plc控制器、腔室温度传感器、冷却风风机、冷却风进风管和冷却风出风管；
23.所述腔室温度传感器设置在冷却腔室内部靠近玻璃液冲刷液面一侧的侧壁上，所述冷却风风机设置冷却风进风管上，所述冷却风进风管与所述冷却腔室的上部连接，所述冷却风出风管与所述冷却腔室的下部连接，所述plc控制器、腔室温度传感器和冷却风风机相互电连接。
24.上述系统的使用：本实用新型中玻璃液冲刷液面为玻璃液侵蚀冲刷的最严重的对应水平面，从熔窑投料口至澄清部池壁砖冷却腔室结构均根据侵蚀冲刷曲线制作冷却腔室。当池壁砖内侧对应的玻璃液温度和流速发生变化，预埋在池壁砖内冷却腔室内的温度传感器就会及时将温度信息传送至plc控制器，plc控制器通过冷却风风机加大或者减小冷却风量和压力，稳定该单元池壁砖内侧温度恒定不变，确保池壁不被侵蚀和冲刷。每块池壁砖冷却腔室，均可以根据监测到的对应温度，自动精确调节风量，始终保持冷却腔室温度恒定，避免高温熔融玻璃液侵蚀和冲刷该池壁砖内测表面。
25.由上描述可知，本实用新型玻璃熔窑的池壁砖上端外侧仿照池壁侵蚀冲刷曲线，预制上方腔大，往下逐渐收缩变小的冷却腔室，从熔窑投料口至澄清部池壁砖冷却腔室结构均根据侵蚀冲刷曲线制作完成，腔室大小由侵蚀冲刷程度及冷却强度决定。本实用新型侵蚀冲刷曲线可根据熔窑大小、燃料不同、玻璃品种、每次窑炉冷修池壁砖侵蚀冲刷实际侵蚀冲刷曲线，并结合计算机数值模拟仿真设计而成。可以达到池壁不被侵蚀或者少被侵蚀的效果。
26.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述腔室温度传感器设置有三个，分别设置于所述冷却腔室的靠近玻璃液冲刷液面一侧的上部侧壁，中部侧壁和下部侧壁上。
27.由上描述可知，设置三个腔室温度传感器可更精确的得到冷却腔室的冷却情况，从而plc控制器控制冷却风风机的送风大小。
28.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述腔室温度传感器为热电偶。
29.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述冷却装置还包括与plc控制器连接的变频器，所述变频器用于调节冷却风风机的功率。
30.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，还包括余热回收装置，所述余热回收装置包括依次管道连接的热风缓存箱、助燃风机和蓄热室；所述热风缓存箱的侧壁设有保温层。
31.所述热风缓存箱的热风进口与冷却风出风管连通，所述热风缓存箱的热风出口与蓄热室连通，所述助燃风机设置在热风缓存箱与蓄热室之间的管道上，所述助燃风机与plc
控制器电连接。
32.由上描述可知，本实用新型将冷却池壁的热风余热送进助燃风系统，实现余热利用，节约资源，减少浪费，保护环境。
33.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述热风缓存箱的表面设有补风口，所述补风口上设有补风调节阀，所述热风缓存箱内部设有缓存箱温度传感器和缓存箱压力表，所述补风调节阀、缓存箱温度传感器和和缓存箱压力表分别与plc控制器电连接。
34.由上描述可知，所述补风调节阀和缓存箱温度传感器分别与plc控制器电连接，当热风缓存容器压力变小，温度降低，余热及其风量不足时，plc控制器自动调节开启补风口并调节补风调节阀，启动向热风缓存容器内补充风量。
35.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述冷却风进风管上设有第一调节阀和第一风管温度传感器，所述冷却风出风管上设有第二调节阀和第二风管温度传感器，所述第一调节阀、第二调节阀、第一风管温度传感器和第二风管温度传感器分别与plc控制器电连接。
36.进一步的，上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述冷却风进风管上设有第一压力表，所述冷却风出风管上设有第二压力表，所述第一压力表和第二压力表分别与plc控制器电连接。
37.由上描述可知，本实用新型在冷却风进风管上设有第一压力表、第一调节阀和第一风管温度传感器，在冷却风出风管上设有第二压力表、第二调节阀和第二风管温度传感器。温度传感器和压力表用以采集温度信息发送到plc控制器控制调节阀，从而使系统的控制更精准。
38.实施例1
39.请参阅图1，一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统，包括熔窑本体和冷却装置；所述熔窑本体内容纳有玻璃液3，其包括池底砖2、池壁砖1和设置在池壁砖1内部的冷却腔室4；
40.所述冷却腔室4的侧壁向玻璃熔窑内的玻璃液冲刷液面与池壁砖1相交界处弧形凹陷，所述冷却腔室4位于玻璃液冲刷液面所在平面的侧壁与池壁砖1的内侧壁的距离最近，以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，所述冷却腔室4的侧壁与池壁砖1的内侧壁的距离逐渐变大；所述冷却腔室4的水平方向的各个高度的截面以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，截面的截面积逐渐变小；
41.所述冷却装置包括plc控制器11、腔室温度传感器41、冷却风风机7、冷却风进风管5和冷却风出风管6；
42.所述腔室温度传感器41设置在冷却腔室4内部靠近玻璃液冲刷液面一侧的侧壁上，所述冷却风风机7设置冷却风进风管5上，所述冷却风进风管5与所述冷却腔室4的上部连接，所述冷却风出风管6与所述冷却腔室4的下部连接，所述plc控制器11、腔室温度传感器41和冷却风风机7相互电连接。
43.上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统中，所述腔室温度传感器41设置有三个，分别设置于所述冷却腔室4的靠近玻璃液冲刷液面一侧的上部侧壁，中部侧壁和下部侧壁上。所述腔室温度传感器41为热电偶。所述冷却装置还包括与plc控制器11连接的变频器71，所述变频器71用于调节冷却风风机的功率。
44.本实用新型玻璃熔窑的池壁砖上端外侧仿照池壁侵蚀冲刷曲线，预制上方腔大，往下逐渐收缩变小的冷却腔室，其中，玻璃液冲刷液面为玻璃液侵蚀冲刷的最严重的平面，从熔窑投料口至澄清部池壁砖冷却腔室结构均根据侵蚀冲刷曲线制作完成，腔室大小由侵蚀冲刷程度及冷却强度决定；侵蚀冲刷曲线是根据熔窑大小、燃料不同、玻璃品种、每次窑炉冷修池壁砖侵蚀冲刷实际侵蚀冲刷曲线，并结合计算机数值模拟仿真设计而成。
45.本实用新型池壁砖的腔室内预埋冷却风进风管和冷却风出风管，冷却风进风管一端连接冷却腔室，另一端与冷却风机相连接。上管进冷却风，下管出冷却后热风，冷却腔室外墙为直立垂直面，内墙为斜坡面。在上述池壁砖腔室内还预埋有三处热电偶测温点，上述冷却风机与变频器连接，可以通过变频器调节冷却风机功率，增加或者降低风量，用以调节冷却效果；变频器由plc根据池壁砖腔室内测得的温度，自行计算，调节变频器，变频器再调节冷却风机。
46.实施例2
47.请参阅图1，一种有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统，包括熔窑本体和冷却装置；所述熔窑本体包括池壁砖1和设置在池壁砖1内部的冷却腔室4；
48.所述冷却腔室4的侧壁向玻璃熔窑内的玻璃液冲刷液面与池壁砖1相交界处弧形凹陷，所述冷却腔室4位于玻璃液冲刷液面所在平面的侧壁与池壁砖1的内侧壁的距离最近，以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，所述冷却腔室4的侧壁与池壁砖1的内侧壁的距离逐渐变大；所述冷却腔室4的水平方向的各个高度的截面以玻璃液冲刷液面所在平面作为分界往上下两侧方向，截面的截面积逐渐变小；
49.所述冷却装置包括plc控制器11、腔室温度传感器41、冷却风风机7、冷却风进风管5和冷却风出风管6；
50.所述腔室温度传感器41设置在冷却腔室4内部靠近玻璃液冲刷液面一侧的侧壁上，所述冷却风风机7设置冷却风进风管5上，所述冷却风进风管5与所述冷却腔室4的上部连接，所述冷却风出风管6与所述冷却腔室4的下部连接，所述plc控制器11、腔室温度传感器41和冷却风风机7相互电连接。
51.上述的有效控制玻璃熔窑侵蚀的系统还包括余热回收装置，所述余热回收装置包括依次管道连接的热风缓存箱8、助燃风机9和蓄热室10；
52.所述热风缓存箱8的热风进口与冷却风出风管6连通，所述热风缓存箱8的热风出口与蓄热室10连通，所述助燃风机9设置在热风缓存箱8与蓄热室10之间的管道上，所述助燃风机9与plc控制器11电连接。
53.所述热风缓存箱8的表面设有补风口81，所述补风口81上设有补风调节阀，所述热风缓存箱8内部设有缓存箱温度传感器和缓存箱压力表，所述补风调节阀、缓存箱温度传感器和和缓存箱压力表分别与plc控制器11电连接。
54.所述冷却风进风管5上设有第一调节阀51和第一风管温度传感器，所述冷却风出风管6上设有第二调节阀61和第二风管温度传感器，所述第一调节阀51、第二调节阀61、第一风管温度传感器和第二风管温度传感器分别与plc控制器11电连接。
55.所述冷却风进风管5上设有第一压力表52，所述冷却风出风管6上设有第二压力表62，所述第一压力表52和第二压力表62分别与plc控制器11电连接。
56.由上描述可知，上述池壁砖1冷却腔室的冷却风出风管6连接在一个热风缓存箱8
一侧，上述热风缓存容器除具有耐压和临时储存热风的作用外，还具有保存余热不损失，起到缓存余热的功能。在上述缓存容器上设有压力表、温度传感器、进风口、出风口和补风口，所述plc控制器通过风阀定位器控制补风口的补风。
57.上述热风缓存箱8一端与冷却风出口管相连接，另一端与助燃风机9相连接，所述热风缓存箱8的表面设有补风口，所述补风口上设有补风调节阀，所述热风缓存箱内部设有缓存箱温度传感器和缓存箱压力表，所述补风调节阀、缓存箱温度传感器和和缓存箱压力表分别与plc控制器电连接。
58.热风缓存箱内的热风，通过计算机和plc控制器把信号传递给调节助燃风机的变频器，变频器调节助燃风机，将蕴含余热的热风送进蓄热室。
59.本实用新型在冷却风进风管5上设有第一压力表52、第一调节阀51和第一风管温度传感器，在冷却风出风管6上设有第二压力表62、第二调节阀61和第二风管温度传感器。上冷却风进风管5和冷却风出风管6上的温度传感器为精度
±
1℃的温度传感器，温度传感器和压力表用以采集温度信息发送到plc控制器，从而使系统的控制更精准。
60.在玻璃窑炉一侧设置本实用新型系统，系统中可以有两台变频冷却风机，一备一用，系统中的变频助燃风机也有两台，也为一用一备。上述池壁砖冷却腔室的温度、进风管温度压力、风阀、变频冷却风机、出风管压力温度、补风阀、助燃变频风机，均由连网的计算机和plc控制器集中统一控制。
61.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。