用于巖棉熔體溫度多點(diǎn)精確控制的純氧燃燒系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于巖棉熔體溫度多點(diǎn)精確控制的純氧燃燒系統(tǒng)，具體涉及建筑 保溫材料領(lǐng)域，特別涉及一種用于巖棉熔體溫度多點(diǎn)精確控制的純氧燃燒裝備與技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 巖棉生產(chǎn)過程中，熔化工藝決定了巖棉熔體的化學(xué)組分、熔體溫度、熔體粘度等關(guān) 鍵參數(shù)。這些參數(shù)直接影響巖棉纖維的酸度系數(shù)、渣球含量等性能指標(biāo)。目前巖棉行業(yè)中 普遍使用的沖天爐法來熔化原料得到巖棉熔體。該方法通過沖天爐中焦炭的燃燒反應(yīng)放出 的大量熱能熔化混合好的礦石原料。礦石原料熔化后熔體通過沖天爐底部的虹吸口進(jìn)入兩 組活動(dòng)溜槽，后導(dǎo)入離心機(jī)進(jìn)入成纖工序。
[0003] 隨著我國(guó)巖棉行業(yè)的發(fā)展對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排的要求越來越高。 現(xiàn)有的沖天爐法熔制技術(shù)存在以下問題：
[0004] 1、生產(chǎn)高酸度系數(shù)產(chǎn)品時(shí)（酸度系數(shù)多2. 0)，熔化強(qiáng)度不夠無法滿足產(chǎn)品性能指 標(biāo)。
[0005] 2、熔體通過組合溜槽的過程降溫?zé)o法避免，導(dǎo)致熔體的溫度、粘度無法滿足高品 質(zhì)產(chǎn)品的需求。
[0006] 3、產(chǎn)品的酸度系數(shù)的提高導(dǎo)致生產(chǎn)過程中能耗的急劇上升，同時(shí)帶來更高的污染 物排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)【背景技術(shù)】中提及的現(xiàn)有技術(shù)中巖棉生產(chǎn)過程 中的產(chǎn)品的熔化強(qiáng)度不夠、酸度系數(shù)高且熔體通過組合溜槽的過程降溫等技術(shù)問題。
[0008] 本發(fā)明的目的是，開發(fā)出一套利用純氧燃燒技術(shù)對(duì)沖天爐至組合活動(dòng)溜槽過程中 的巖棉熔體進(jìn)行高強(qiáng)度局部加熱的裝備與技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高酸度系數(shù)（酸度系統(tǒng)多2. 0)巖棉 產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)，提高巖棉熔體成纖率，有效降低巖棉熔體熔制過程中的能耗，降低產(chǎn)品渣 球含量的用于巖棉熔體溫度多點(diǎn)精確控制的純氧燃燒系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是，本純氧燃燒系統(tǒng)采用天然氣為燃料，氧氣作為助燃介質(zhì)，通 過純氧燒槍燃燒來對(duì)巖棉熔體加熱；純氧燒槍分別作用于虹吸口的頂部，1號(hào)活動(dòng)溜槽下 部以及2號(hào)活動(dòng)溜槽下部的巖棉熔體處；同時(shí)該系統(tǒng)通過在虹吸口的頂部，1號(hào)活動(dòng)溜槽下 部以及2號(hào)活動(dòng)溜槽下部的巖棉熔體處設(shè)置溫度傳感器對(duì)此溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量，并對(duì) 天然氣和氧氣流量進(jìn)行實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)，從而精確控制巖棉熔體所需的工藝溫度。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0011] 一種用于巖棉熔體溫度多點(diǎn)精確控制的純氧燃燒系統(tǒng)，包括沖天爐、1號(hào)活動(dòng)溜 槽、2號(hào)活動(dòng)溜槽和離心機(jī)，1號(hào)活動(dòng)溜槽和2號(hào)活動(dòng)溜槽位于沖天爐底部的虹吸口與離心 機(jī)進(jìn)口之間；還包括三支純氧燒槍、分別給三支純氧燒槍提供天然氣以及氧氣的管路系統(tǒng)、 在線溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和PLC控制柜；
[0012] 三支純氧燒槍分別為1號(hào)純氧燒槍、2號(hào)純氧燒槍和3號(hào)純氧燒槍；1號(hào)純氧燒槍 設(shè)置在虹吸口的頂部，2號(hào)純氧燒槍設(shè)置在1號(hào)活動(dòng)溜槽下部，3號(hào)純氧燒槍設(shè)置在2號(hào)活 動(dòng)溜槽下部；1號(hào)純氧燒槍的信號(hào)輸出端、2號(hào)純氧燒槍的信號(hào)輸出端和3號(hào)純氧燒槍的信 號(hào)輸出端分別連接PLC控制柜；
[0013] 天然氣以及氧氣的管路系統(tǒng)包括氧氣主管路通道、天然氣主管路通道和三條氧氣 和天然氣混合管路通道；三條氧氣和天然氣混合管路通道的出氣口分別連接1號(hào)純氧燒 槍、2號(hào)純氧燒槍和3號(hào)純氧燒槍的供氣口；氧氣主管路通道和天然氣主管路通道均設(shè)置有 壓力變送器和溫度變送器，壓力變送器的信號(hào)輸出端連接PLC控制柜，溫度變送器的信號(hào) 輸出端連接PLC控制柜；三條氧氣和天然氣混合管路通道上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和壓差變 送器；流量調(diào)節(jié)閥的信號(hào)輸入端連接PLC控制柜，壓差變送器的信號(hào)輸入端連接壓差變送 器；
[0014] 在線溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括1號(hào)溫度傳感器、2號(hào)溫度傳感器和3號(hào)溫度傳感器； 1號(hào)溫度傳感器設(shè)置在虹吸口的頂部測(cè)量1號(hào)純氧燒槍加熱處的熔體的溫度，2號(hào)溫度傳感 器設(shè)置在1號(hào)活動(dòng)溜槽下部測(cè)量2號(hào)純氧燒槍加熱處的熔體的溫度，3號(hào)溫度傳感器設(shè)置 在2號(hào)活動(dòng)溜槽下部測(cè)量3號(hào)純氧燒槍加熱處的熔體的溫度；1號(hào)溫度傳感器、2號(hào)溫度傳 感器和3號(hào)溫度傳感器的信號(hào)輸出端分別連接PLC控制柜。
[0015] 本發(fā)明系統(tǒng)中的三支純氧燒槍均為現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品，因此其具體的結(jié)構(gòu)和工作 過程本發(fā)明不作詳細(xì)的說明。本純氧燒槍火焰長(zhǎng)度可調(diào)、火焰寬度可調(diào)、剛度低以及熱量 集中，可實(shí)現(xiàn)火焰全覆蓋熔體，同時(shí)也可避免燒槍火焰的剛度對(duì)巖棉流股產(chǎn)生沖擊，擾動(dòng)流 股，從而可能導(dǎo)致流股偏離生產(chǎn)中心線。
[0016] 本發(fā)明系統(tǒng)中所述的沖天爐、1號(hào)活動(dòng)溜槽、2號(hào)活動(dòng)溜槽和離心機(jī)均為現(xiàn)有技術(shù) 中巖棉生產(chǎn)過程中所需的設(shè)備且其各部件之間的連接關(guān)系也均為現(xiàn)有技術(shù)中，因此，本發(fā) 明對(duì)各部件之間的連接關(guān)系均不再作詳細(xì)的說明。
[0017] 本發(fā)明系統(tǒng)中作用于巖棉熔體的進(jìn)行加熱的三支純氧燒槍的加熱位置具體設(shè)置 在虹吸口頂部、1號(hào)活動(dòng)溜槽下部和2號(hào)固定溜槽下部；同時(shí)在虹吸口頂部、1號(hào)活動(dòng)溜槽下 部、2號(hào)固定溜槽下部分別設(shè)置在線式紅外線溫度傳感器，對(duì)該處巖棉熔體溫度進(jìn)行在線實(shí) 時(shí)測(cè)量；本發(fā)明系統(tǒng)中的氧氣主管路通道和天然氣主管路通道均設(shè)置有壓力變送器和溫度 變送器，將天然氣和氧氣的壓力信號(hào)和溫度信號(hào)反饋到PLC控制柜內(nèi)；三條氧氣和天然氣 混合管路通道上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和壓差變送器，根據(jù)溫度對(duì)天然氣和氧氣流量進(jìn)行實(shí) 時(shí)精確調(diào)節(jié)，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)每一支純氧燒槍進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)與壓力的調(diào)節(jié)，保證燃 燒火焰的溫度。
[0018] 本發(fā)明系統(tǒng)中的1號(hào)溫度傳感器、2號(hào)溫度傳感器和3號(hào)溫度傳感器分別與燃燒 系統(tǒng)PLC控制柜內(nèi)的PLC控制程序進(jìn)行連鎖；當(dāng)溫度偏離設(shè)定溫度時(shí)，程序根據(jù)內(nèi)設(shè)的熱 工計(jì)算公式，通過巖棉熔體流量以及所需補(bǔ)償溫度反饋出具體天然氣或氧氣流量調(diào)節(jié)值信 號(hào)，進(jìn)而對(duì)天然氣或氧氣流量進(jìn)行實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)。
[0019] 由于三個(gè)加熱點(diǎn)工藝溫度要求不同，燃燒系統(tǒng)PLC控制程序可實(shí)現(xiàn)分別對(duì)三支純 氧燒槍的天然氣或氧氣流量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。
[0020] PLC控制程序內(nèi)設(shè)熱工計(jì)算公式：
[0021]
[0022]Vn為天然氣流量（Nm3/h)，V。為氧氣流量（Nm3/h)，(；為熔體比熱容（kj/kg?°C)， Qn為熔體流量（kg/h)，ts為熔體設(shè)定溫度值（°C)，tp為熔體實(shí)際測(cè)定值（°C)，qn為天然 氣熱值（kJ/Nm3)，k為熔體流量修正系數(shù)，n為熔體對(duì)火焰的熱吸收率。
[0023] 本發(fā)明系統(tǒng)中的PLC控制程序內(nèi)設(shè)熱工計(jì)算公式為現(xiàn)有技術(shù)中的熱工計(jì)算公式， 其具體的推導(dǎo)過程本發(fā)明不作詳細(xì)的說明。
[0024] 對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，溫度傳感器為紅外溫度傳感器。
[0025] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，氧氣主管路通道和天然氣主管路通道還設(shè)置有壓 力開關(guān)和安全切斷閥。本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)置的壓力開關(guān)和安全切斷閥連鎖可實(shí)現(xiàn)當(dāng)天然氣或氧 氣壓力高于或者低于設(shè)定值范圍時(shí)，安全切斷閥能快速切斷天然氣或氧氣，以保證本系統(tǒng) 的安全運(yùn)行。
[0026] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，氧氣主管路通道和天然氣主管路通道還設(shè)置有壓 力表、過濾器、調(diào)壓閥和流量計(jì)。本發(fā)明系統(tǒng)在主管路通道中設(shè)置壓力表便于方便觀察；設(shè) 置過濾器、調(diào)壓閥和流量計(jì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣或氧氣進(jìn)行過濾、調(diào)壓、流量計(jì)量以及保證本系 統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0027] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，三條氧氣和天然氣混合管路通道上均設(shè)置有手動(dòng) 調(diào)節(jié)閥和單向閥。本發(fā)明在混合管路通道中設(shè)置手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和單向閥可自動(dòng)完成對(duì)天然氣 或氧氣流量的實(shí)時(shí)多點(diǎn)精確調(diào)節(jié)，
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：
[0029]1、本純氧燃燒系統(tǒng)采用天然氣為燃料，氧氣作為助燃介質(zhì)，通過純氧燒槍燃燒來 對(duì)巖棉熔體加熱；純氧燒槍分別作用于虹吸口的頂部，1號(hào)活動(dòng)溜槽下部以及2號(hào)活動(dòng)溜槽 下部的巖棉熔體處；同時(shí)該系統(tǒng)通過在虹吸口的頂部，1號(hào)活動(dòng)溜槽下部以及2號(hào)活動(dòng)溜槽 下部的巖棉熔體處設(shè)置溫度傳感器對(duì)此溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量，并對(duì)天然氣和氧氣流量進(jìn) 行實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)，從而精確控制巖棉熔體所需的工藝溫度，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中巖棉 生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品的熔化強(qiáng)度不夠、酸度系數(shù)高且熔體通過組合溜槽的過程降溫等技術(shù)問 題。
[0030] 2、本純氧燃燒系統(tǒng)可以根據(jù)巖棉熔體實(shí)時(shí)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)各純氧燒槍天然氣或氧 氣流量，實(shí)現(xiàn)巖棉熔體工藝溫度的穩(wěn)定。
[0031] 3、本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高酸度系數(shù)（酸度系統(tǒng)多2. 0)巖棉產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)，提高巖棉熔 體成纖率，有效降低巖棉熔體熔制過程中的能耗，降低產(chǎn)品渣球含量。
【附圖說明】
[0032]圖1是本實(shí)施例純氧燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖2是本實(shí)施例純氧燃燒系統(tǒng)的加熱位置與溫度傳感器安裝位置及PLC控制柜連 鎖的示意圖。
[0034] 圖3是本實(shí)施例純氧燃燒系統(tǒng)中給三支純氧燒槍提供天然氣以及氧氣的管路系 統(tǒng)圖。
[0035] 圖中：1、虹吸口；2、1號(hào)純氧燒槍；3、