一种玻璃熔窑熔化温度场智能控制的方法

技术领域

本发明涉及浮法玻璃生产制造技术领域，具体涉及一种玻璃熔窑熔化温度场智能控制的方法。

背景技术

随着智能技术在传统制造业中的广泛应用，玻璃制造的智能化已势在必行，玻璃熔窑是玻璃生产的“心脏”，熔窑熔化温度场的控制是核心，也是难点。浮法玻璃生产，熔窑系统的控制强调“温度稳，窑压稳，液面稳，料堆和泡界线稳”，为了实现可操作性，将其设计成很多子系统，如窑压控制系统和液面控制系统，已能够实现智能化控制，而温度场控制和料堆泡界线的控制还没有实现智能化控制，需要人工操作，凭经验现场观察判断方法比较原始，劳动强度大。

现有技术中的玻璃熔窑，对熔化温度场的控制主要包括两种模式。一是燃料比例控制模式，根据各小炉在玻璃熔制过程中承担的作用，将燃料按比例进行分配，由人工调节燃料总量实现温度场的稳定。优点是不需要对每个小炉单独加减燃料量，操作比较简单，缺点是依赖操作人员对温度场的判断，需要操作人员凭借经验现场观察，不能实现闭环反馈智能控制。二是温度控制模式，分别选择各小炉对应的大碹顶温度点作为关键温度点进行控制，每个小炉单独进行燃料调节，实现温度稳定，即单个小炉形成单独温度控制子系统。采用温度控制模式，能够实现每个小炉温度和燃料量的闭环控制，但是燃料量短时间波动很大。

为实现智能控制，将上述两种控制模式结合，根据某一小炉的温度作为关键点温度，调整燃料总量。虽然能够实现智能控制，但是出现熔化温度大幅度波动的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的采用关键点温度调整燃料总量的方式，熔化温度大幅度波动的问题，提供一种玻璃熔窑熔化温度场的控制方法，该方法通过考量泡界线的移动对温度控制模式的影响，将温度控制模式和泡界线控制模式结合用于控制燃料总量，降低了熔化温度的波动，利于实现智能控制，达到玻璃熔化工艺稳定。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种玻璃熔窑熔化温度场智能控制的方法，包括如下步骤，

步骤S1，通过控制燃料总量，同时调整各小炉的燃料量；调整各小炉的燃料比例分配，至玻璃熔窑熔化温度场稳定；此时，热点温度为标准温度，泡界线位置为标准位置；

步骤S2，获取玻璃熔窑的热点温度变化，根据热点温度变化调整燃料总量；

当热点温度降低时，提升燃料总量；

当热点温度升高时，减少燃料总量；

步骤S3，获取泡界线的移动方向，根据热点温度变化和泡界线移动方向调整燃料总量；

当热点温度下降时，泡界线向投料口方向移动，减少燃料总量；

当热点温度上升时，泡界线向澄清区方向移动，增加燃料总量。

首先以燃料比例控制模式的方式，获得稳定的熔化温度场；然后将温度控制模式应与燃料比例控制模式相结合，实现热点温度和燃料总量的闭环反馈控制。根据热点温度变化调整燃料总量时，由于燃料调整带来的熔窑温度变化不能及时的反映到热点温度上，致使短时间内仍存在燃料大幅波动的问题。

发明人发现泡界线的移动对热点温度的变化也存在较大影响。以热点温度下降为例，在热点温度下降，增加燃料总量后，监测到的热点温度仍然下降，燃料总量增加带来的温度提升，并不能及时的带来热点温度的提升。这主要是因为泡界线向投料口方向移动，导致热点温度降低。故虽然热点温度在降低，仍需要降低燃料总量，以使得泡界线恢复至标准位置，消除泡界线的移动对热点温度的影响，使得燃料总量和热点温度保持良好的闭环反馈。

现有技术中是通过每个小炉的热点温度控制该小炉的燃料量。具体控制程序参数均为现有技术。在步骤S2中的采用现有技术中的程序对热点温度和燃料总量进行闭环调控。热点温度熔窑中某个固定的量测点的温度，通常选择某一小炉对应的大碹温度点作为热点温度。热点温度主要与燃料热值、原料水分和环境温度有关。

在玻璃熔窑中泡沫区和界面区的交界处为泡界线。泡界线的位置与原料成分、原料的氧化还原性能相关。在熔化温度场稳定状态下，料堆和泡界线的位置稳定、熔化状况好。

作为本发明的优选方案，步骤S3中，所述热点温度下降是在增加燃料总量后出现的；所述热点温度上升是在减少燃料总量后出现的。

作为本发明的优选方案，步骤S3中，泡界线回到标准位置后，根据热点温度变化调整燃料总量。

作为本发明的优选方案，步骤S2中，以小炉对应的大碹温度点的温度变化作为熔窑的温度变化。

作为本发明的优选方案，所述大碹温度点为3#小炉、4#小炉或者5#小炉对应的大碹温度点。

在判断泡界线的移动方向时，可采用人工从侧胸墙观察口进行观察的方式，也可采用拍摄照片再通过人工或者机器进行比对的方式。

作为本发明的优选方案，通过人工观测的方式获得泡界线的移动方向。

作为本发明的优选方案，所述泡界线的移动方向通过如下方式获得：

获取泡界线位于标准位置时的图像作为标准图像，获取玻璃熔窑运行中的泡界线的图像作为对比图像；比较标准图像和对比图像，获得泡界线的移动方向。

一种玻璃熔窑熔化温度场智能控制的系统，该系统包括温度传感器、泡界线监测装置、控制装置和调节装置；

所述温度传感器与所述控制装置电性连接，向其发送温度信号；所述泡界线监测装置与所述控制装置电性连接，向其发送泡界线位置信号；

所述控制装置包括温控模块、泡界线模块和判断模块；

所述温控模块接收所述传感器的温度信号，判定温度上升则向所述判断模块发出第一减少信号；判定温度下降则向所述判断模块发出第一增加信号；

所述泡界线模块接收所述泡界线监测装置的泡界线位置信号，判定泡界线向投料口方向移动则发出第二减少信号；判定泡界线向澄清区方向移动则发出第二增加信号；

所述判断模块

当接收到第一减少信号和第二减少信号时，将第一减少信号作为执行信号；

当接收到第一增加信号和第二增加信号时，将第一增加信号作为执行信号；

当接收到第一增加信号和第二减少信号时，将第二减少信号作为执行信号；

当接收到第一减少信号和第二增加信号时，将第二增加信号作为执行信号；

所述调节装置接收到判断模块的执行信号，对熔窑的燃料总量进行调整。

作为本发明的优选方案，所述玻璃熔窑包括燃料主管以及连接在所述燃料主管上的若干燃料支管；每个燃料支管与对应小炉的燃烧器连接；每个燃料支管均设有支管阀门；所述燃料主管设有主阀门；

所述调节装置与所述主阀门连接，用于控制所述主阀门的开度。

一种玻璃熔窑，包括如上所述的熔化温度场智能控制系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的玻璃熔窑熔化温度场智能控制的方法，首先以燃料比例控制模式获得稳定的熔化温度场，再与温度控制模式相结合，实现热点温度和燃料总量的闭环反馈控制，实现智能控制。燃料总量调整不能及时反映到热点温度上的缺点，在出现泡界线移动时，即时对温度控制模式进行调整，以减少燃料波动。在不同的阶段，分别发挥了燃料比例控制模式、温度控制模式和泡界线控制模式的优点。利于实现熔化温度场智能控制，且避免了燃料的大幅度波动。

2、本发明的玻璃熔窑熔化温度场智能控制的方法或者按照该方法获得的系统，在玻璃熔窑改造过程中，能够利用设备中已有的控制方式，易于现有设备的升级改造。

附图说明

图1是玻璃熔窑的结构示意图。

1-投料口；2-熔化区；3-澄清区；21-1#小炉；22-2#小炉；23-3#小炉；24-4#小炉；25-5#小炉；

图2是本发明的玻璃熔窑熔化温度场智能控制的系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种玻璃熔窑熔化温度场智能控制的方法，包括如下步骤，

步骤S1，通过控制燃料总量，同时调整各小炉的燃料量；调整各小炉的燃料比例分配，至玻璃熔窑熔化温度场稳定；此时，热点温度为标准温度，泡界线位置为标准位置；

步骤S2，获取玻璃熔窑的热点温度变化，根据热点温度变化调整燃料总量；

当热点温度降低时，提升燃料总量；

当热点温度升高时，减少燃料总量；

通常，以小炉对应的大碹温度点的温度变化作为熔窑的温度变化。所述大碹温度点为3#小炉、4#小炉或者5#小炉对应的大碹温度点。大碹温度点在泡界线的上游。

玻璃熔窑如图1所示，熔窑主体包括依次相连的投料口1、熔化区2、澄清区3，包括1#小炉21、2#小炉22、3#小炉23、4#小炉24、5#小炉25。现有技术中是通过每个小炉的热点温度控制该小炉的燃料量。具体控制程序参数均为现有技术。在步骤S2中的采用现有技术中的程序对热点温度和燃料总量进行闭环调控。热点温度熔窑中某个固定的量测点的温度，通常选择某一小炉对应的大碹温度点作为热点温度。热点温度主要与燃料热值、原料水分和环境温度有关。

在玻璃熔窑中泡沫区和界面区的交界处为泡界线。泡界线的位置与原料成分、原料的氧化还原性能相关。在熔化温度场稳定状态下，料堆和泡界线的位置稳定、熔化状况好。

步骤S3，获取泡界线的移动方向，根据热点温度变化和泡界线移动方向调整燃料总量；

当热点温度下降时，泡界线向投料口方向移动，减少燃料总量；

当热点温度上升时，泡界线向澄清区方向移动，增加燃料总量。

首先以燃料比例控制模式的方式，获得稳定的熔化温度场；然后将温度控制模式应与燃料比例控制模式相结合，实现热点温度和燃料总量的闭环反馈控制。根据热点温度变化调整燃料总量时，由于燃料调整带来的熔窑温度变化不能及时的反映到热点温度上，致使短时间内仍存在燃料大幅波动的问题。

发明人发现泡界线的移动对热点温度的变化也存在较大影响。以热点温度下降为例，在热点温度下降，增加燃料总量后，监测到的热点温度仍然下降，燃料总量增加带来的温度提升，并不能及时的带来热点温度的提升。这主要是因为泡界线向投料口方向移动，导致热点温度降低。故虽然热点温度在降低，仍需要降低燃料总量，以使得泡界线恢复至标准位置，消除泡界线的移动对热点温度的影响，使得燃料总量和热点温度保持良好的闭环反馈。

步骤S3中，所述热点温度下降是在增加燃料总量后出现的；所述热点温度上升是在减少燃料总量后出现的。步骤S3中，泡界线回到标准位置后，根据热点温度变化调整燃料总量。

在判断泡界线的移动方向时，可采用人工从侧胸墙观察口进行观察的方式，也可采用拍摄照片再通过人工或者机器进行比对的方式。

所述泡界线的移动方向通过如下方式获得：获取泡界线位于标准位置时的图像作为标准图像，获取玻璃熔窑运行中的泡界线的图像作为对比图像；比较标准图像和对比图像，获得泡界线的移动方向。

因为在熔窑稳定生产时，一周或者更长时间内泡界线稳定不需要加减燃料。

即使通过人工观测的方式，也实现了热点温度和燃料总量的闭环和自动控制。

上述方法在熔窑的改造过程中，能够利用现有的燃料比例控制模式或者温度控制模式中所使用到的装置和设施，仅对参数进行调整，并对燃料供应的管道进行改造，就能够实施，利于现有熔窑设备的升级改造。

实施例2

一种玻璃熔窑熔化温度场智能控制的系统，如图2所示，该系统包括温度传感器、泡界线监测装置、控制装置和调节装置；

所述温度传感器与所述控制装置电性连接，向其发送温度信号；所述泡界线监测装置与所述控制装置电性连接，向其发送泡界线位置信号；

所述控制装置包括温控模块、泡界线模块和判断模块；

所述温控模块接收所述传感器的温度信号，判定温度上升则向所述判断模块发出第一减少信号；判定温度下降则向所述判断模块发出第一增加信号；

所述泡界线模块接收所述泡界线监测装置的泡界线位置信号，判定泡界线向投料口方向移动则发出第二减少信号；判定泡界线向澄清区方向移动则发出第二增加信号；

所述判断模块，

当接收到第一减少信号和第二减少信号时，将第一减少信号作为执行信号；

当接收到第一增加信号和第二增加信号时，将第一增加信号作为执行信号；

当接收到第一增加信号和第二减少信号时，将第二减少信号作为执行信号；

当接收到第一减少信号和第二增加信号时，将第二增加信号作为执行信号；

所述调节装置接收到判断模块的执行信号，对熔窑的燃料总量进行调整。

所述玻璃熔窑包括燃料主管以及连接在所述燃料主管上的若干燃料支管；每个燃料支管与对应小炉的燃烧器连接；每个燃料支管均设有支管阀门；所述燃料主管设有主阀门；

所述调节装置与所述主阀门连接，用于控制所述主阀门的开度。

实施例3

一种玻璃熔窑，包括如实施例2所述的熔化温度场智能控制系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。