[發(fā)明專利]一種控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011194952.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112358165A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝俊;韓大河;韓建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C03B5/027
• 分類號: C03B5/027;C03B5/24;C03C13/00;C03C3/095
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 劉妍妍

本發(fā)明屬于玻璃纖維窯爐控制技術(shù)領(lǐng)域，提供一種控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法，本發(fā)明以年產(chǎn)8萬噸玻璃纖維窯爐為對象，在窯爐中采用電助熔技術(shù)并設(shè)計插入窯爐底部金屬鉬電極的方式、直徑及分布，通過軟件模擬分析合理設(shè)計玻璃液的流料口位置，以達(dá)到窯爐內(nèi)提高玻璃液熔化質(zhì)量、減少廢氣排放及延長窯爐使用壽命的效果。本發(fā)明的控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法，不僅對改善玻璃熔化質(zhì)量、提高成品率及降低單位能耗、節(jié)約成本至關(guān)重要，同時為窯爐優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃纖維窯爐控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法。

背景技術(shù)

玻璃纖維窯爐作為玻璃纖維生產(chǎn)最重要的熱工設(shè)備之一，被稱為玻璃纖維生產(chǎn)的心臟。由于受到玻璃纖維窯爐運行環(huán)境的高溫影響，人們很難直接對窯爐內(nèi)玻璃液進(jìn)行測量來準(zhǔn)確的描述玻璃液流場情況。由于玻璃纖維窯爐的小尺寸結(jié)構(gòu)，在玻璃熔制過程中易出現(xiàn)氣泡排出不良和玻璃不均質(zhì)的情況，在不掌握窯爐內(nèi)部玻璃液流動規(guī)律的情況下進(jìn)行調(diào)整，使得窯爐效率低、能耗高、玻璃的澄清、均化效果不理想，所得玻璃纖維成品率低，產(chǎn)品質(zhì)量也會受到影響。

電助熔的不合理的布置方式及出料口位置，將會產(chǎn)生不合適的玻璃液流場，會使玻璃液均化效率降低，效果變差，提高玻璃熔制溫度，增加能耗，加劇耐火材料的侵蝕，縮短窯爐運行壽命，隨著耐火材料的侵蝕，玻璃液中雜質(zhì)會越來越多，造成更多的玻璃缺陷，降低玻璃纖維的優(yōu)等品率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供一種控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法，該方法研究旨在通過理論與實踐相結(jié)合，確定更優(yōu)的窯爐能量布置方案和窯爐控制策略，提高玻璃液熔化質(zhì)量和延長窯爐使用壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法，其特征在于，所述的玻璃纖維窯爐采用電助熔技術(shù)，將測得的玻璃液粘度、電導(dǎo)率、傳熱參數(shù)進(jìn)行分析，得到窯爐底部金屬鉬電極插入玻璃液的方式、直徑、分布及窯爐玻璃液流料口位置和尺寸。

一種控制玻璃纖維窯爐玻璃液流場工藝方法，通過模擬軟件，對玻璃纖維窯爐進(jìn)行建模；以實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對玻璃液各部位進(jìn)行邊界條件設(shè)置，使用k-ε模型進(jìn)行流場分析，Electric Potential模型做電加熱分析，輻射傳熱使用P1模型；與玻璃液溫度相關(guān)的粘度、電導(dǎo)率、傳熱參數(shù)通過實驗測量獲得，使用UDF導(dǎo)入后進(jìn)行計算；所述的玻璃纖維窯爐采用電助熔技術(shù)并設(shè)計從窯爐底部插入金屬鉬電極的方式進(jìn)行電加熱、通過調(diào)整模型電極直徑及分布和窯爐玻璃液流料口位置，對模擬結(jié)果進(jìn)行對比優(yōu)化，確定窯爐具體結(jié)構(gòu)尺寸，電助熔插入方式、間距、插入深度及流料口位置和尺寸，窯爐結(jié)構(gòu)尺寸確定后，再通過調(diào)整電助熔功率參數(shù)和燃燒器流量分配，對不同能量分配的計算模擬結(jié)果進(jìn)行對比，獲得優(yōu)選能源布置方案，再將能源布置方案轉(zhuǎn)化為實際窯爐參數(shù)設(shè)定并執(zhí)行，同時根據(jù)窯爐設(shè)置的溫度、壓力、流量傳感器等收集的實際測量數(shù)據(jù)，與模型相同位置計算值進(jìn)行對比，并通過實時跟蹤實際作業(yè)的玻璃液單位能耗、玻璃纖維獲得率和優(yōu)等品率變化情況，驗證計算模擬的窯爐尺寸結(jié)構(gòu)和能源布置方案的優(yōu)劣。再將實際數(shù)據(jù)返回模型循環(huán)計算模擬生成更優(yōu)方案，獲得通過控制窯爐玻璃液流場以提高玻璃液質(zhì)量，降低綜合能耗的工藝方法。

進(jìn)一步的，所述的玻璃纖維窯爐的熔化面積為157.5m²，池深1.28m。

進(jìn)一步的，所述的金屬鉬電極的插入方式為從窯爐底部垂直插入。

進(jìn)一步的，所述金屬鉬電極插入玻璃液的深度為1.00m-1.05m。

進(jìn)一步的，所述的金屬鉬電極的直徑為0.075m-0.10m。

進(jìn)一步的，所述的金屬鉬電極的分布為8組，每組6根。

進(jìn)一步的，所述金屬電極組間距為1.70m-2.00m，組內(nèi)間距為0.80m-1.50m。