Автоматическое регулирование режима работы стекловаренных печей

В ванных стекловаренных печах непрерывного действия автоматически регулируется комплекс взаимосвязанных технологических параметров: соотношение топливо — воздух, распределение температур в варочной и выработочной частях печи, давление в рабочей камере, уровень стекломассы, а также автоматически переключаются переводные клапаны.

Тепловой режим. Автоматическое регулирование температуры в рабочем пространстве печи позволяет поддерживать заданный оптимальный температурный режим. В ванных печах непрерывного действия с поперечным направлением пламени температурный режим в рабочей камере печи регулируют зональным методом. Пламенное пространство условно делят на зоны.

Каждая зона в варочной части печи должна иметь независимое отопление и самостоятельную систему регулирования температуры. Температуру в каждой зоне варочной части регулируют, изменяя подачу горючего газа в соответствующую зону. При отклонении температуры в соответствующей зоне от заданной регулятор температуры посылает команду на изменение задания на регуляторе расхода газа, который передает импульс на перемещение регулирующего органа, установленного на газопроводе.

В выработочной канале температуру автоматически регулируют, изменяя давление в газовом пространстве печи. По схеме двухкаскадного регулирования при помощи микродифманометра и регулятора давления, воздействующего на шибер, установленный в канале отходящих газов, поддерживают постоянное давление в газовом пространстве печи. При отклонении температуры в выработочной части от заданной регулятор температуры посылает команду на задатчик регулятора давления, который передает соответствующий импульс на перемещение шибера в канале отходящих газов. Однако температуру в выработочной части легче регулировать при самостоятельном ее обогреве.

Давление в пламенном пространстве печи и соотношение топливо — воздух. Давление газовой среды влияет на температурный режим в печи, осветление стекломассы, подсос холодного воздуха в печь. Осветление стекломассы лучше всего протекает в ванной печи при нейтральном давлении на уровне поверхности стекломассы. Чтобы предотвратить проникновение холодного воздуха в печь через неплотности кладки, необходимо поддерживать слабо положительное давление в газовом пространстве печи. С учетом этих условий процесс стекловарения проводят при слабо положительном давлении газового пространства над уровнем стекломассы, которое регулируют, изменяя тягу при помощи шибера, установленного перед дымовой трубой. Постоянство давления в печи важно и для стабилизации количества тепла, поступающего из варочной части печи в выработочную.

В ванных печах непрерывного действия давление в рабочей  камере печи регулируют  автоматически,  что  позволяет устранить влияние изменений подачи топлива и воздуха, уменьшает потерю топлива с выбивающимися газами и подсос холодного воздуха извне. При отклонении давления от заданного исполнительный механизм получает импульс для перестановки шибера у дымовой трубы. Разность давления в помещении и в  газовом  пространстве печи автоматически регулируют при помощи дифференциального микроманометра — регулятора ДМР. Диапазон его измерения составляет 0÷1,6 мм вод. ст. Давление в большинстве случаев измеряют над поверхностью стекломассы с обеих сторон студочной части   печи, где оно колеблется меньше, чем в варочной части.  При уменьшении давления в печи дифманометр подает сигнал и шибер опускается на нужную величину. При этом разрежение в дымовых каналах уменьшается, а давление в газовом пространстве печи повышается. Если давление в печи поднимается выше заданной нормы, подается сигнал к поднятию шибера у дымовой трубы и разрежение в печи увеличивается.

Большое значение для процесса стекловарения имеет и постоянство газовой среды в ванной печи. Изменение количества топлива, подаваемого в печь, меняет соотношение между ним и количеством воздуха. Это определяет характер факела горения, условия теплообмена в печи и потери тепла с отходящими дымовыми газами. При недостатке воздуха увеличение подачи в печь газа не приведет к повышению температуры в печи, а наоборот, вызовет, ее снижение и потери количества несгоревшего газа через дымовую трубу. Стабильность режима горения может быть достигнута только при условии, что количество воздуха будет изменяться одновременно с изменением количества подаваемого топлива. При постоянной характеристике топлива такое требование может быть удовлетворено автоматическим выдерживанием заданного соотношения между расходом газа и воздуха.

Соотношение газ — воздух. Автоматические регуляторы соотношения газ — воздух обеспечивают экономичность процесса горения за счет полноты сгорания и отсутствия избытка воздуха. Перепады давлений от измерительных диафрагм, установленных на трубопроводах, передаются на датчики расходомеров. Последние преобразуют перепады давления в пневматические или электрические сигналы, поступающие на регулятор соотношения. В случае отклонения от заданного соотношения регулятор подает команду на исполнительный механизм, который перемещает в необходимое положение регулирующий орган, установленный на воздуховоде. Расход воздуха по отдельным зонам печи можно регулировать только при наличии секционных регенераторов и самостоятельной подачи воздуха в каждую горелку.

Переводные клапаны переключаются автоматически или по температуре в регенераторах, или по времени. На печах, отапливаемых высококалорийным газом, направление пламени изменяют в такой последовательности: подают предупредительный сигнал, отключают регуляторы, перекрывают подачу газа с одной стороны, переводят воздушный шибер, включают газовый клапан с другой стороны печи, включают регуляторы. В печах, отапливаемых жидким топливом, после отключения его подачи переключают подачу воздуха или пара (необходимого для распыления топлива). При этом из форсунок удаляется остаток топлива и их отводят от печи. После этого переводят воздушный клапан, вводят в печь форсунки противоположной стороны печи и включают подачу топлива. Если форсунки достаточно надежно охлаждаются, их можно не отводить при переключении переводных клапанов.

Схема управления переводом направления пламени предусматривает три режима работы:
автоматический — команда на перевод дается реле времени через каждые 30 мин.; в случае технологической необходимости промежуток времени между переводами может быть установлен менее 30 мин;
полуавтоматический — команда на перевод подается со щита управления нажатием соответствующей кнопки в зависимости от направления перевода; все остальные операции перевода происходят так же, как в автоматическом режиме;
дистанционный — перевод осуществляется с помощью универсальных переключателей, размещенных на щите, воздействующих непосредственно на пусковые устройства, управляющих переводными клапанами.