用于调控地运行蓄热式加热的工业锅炉的方法、控制装置和工业锅炉制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于调控地运行蓄热式加热的工业锅炉的方法，所述工业锅炉具有炉腔，尤其是具有尤其用于玻璃的熔解槽，所述方法具有以下步骤：通过至少一个燃料喷射器将燃料喷射到炉腔中，所述燃料喷射器设计用于尤其实际地在没有燃烧空气的情况下喷射燃料，与燃料分开地借助配属于所述至少一个燃料喷射器的左蓄热器和右蓄热器周期性交替地在第一周期时长内将燃烧空气导引至炉腔并且在第二周期时长内将废气导出炉腔，所述左蓄热器和右蓄热器设计用于蓄热地存储废气中的热量并且将热量传递至燃烧空气，其中，在第一调节回路中进行温度调节，并且在第二调节回路中对左蓄热器和右蓄热器进行对称性调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调控地运行蓄热式加热的工业锅炉的方法、控制装置和工业锅炉本专利技术涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于调控地运行蓄热式加热的工业锅炉的方法，所述工业锅炉尤其具有尤其用于玻璃的熔解槽，以及涉及一种按照权利要求19前序部分所述的设计用于实施所述方法的控制装置。本专利技术还涉及一种按照权利要求20所述的工业锅炉。
技术介绍
工业锅炉原则上不局限于使用在玻璃制造中。例如，本文开头所述类型的工业锅炉也可以使用在金属制造或者类似制造过程中。然而业已证明，本文开头所述类型的蓄热式工业锅炉特别适合在玻璃制造中熔解玻璃。迄今，蓄热式玻璃熔解锅炉的控制(即定期借助控制装置通过炉腔中的上锅炉作为被控系统)只通过PID (比例积分微分)控制器进行，所述PID控制器的目的是调节上锅炉温度并且其输出值要么是燃料量本身，要么是燃烧空气量，燃料量以可调节的比例随着燃烧空气量变化。在此的问题是，这种温度控制器实际上(如DD 143 158 Al的方法)经常被证明不适合用于成功而稳定地调节蓄热式玻璃熔解锅炉的温度，因此一直未被使用。原因在于迄今进行的具有系统趋势的调节方案是，总是进一步扩大蓄热器(Regenerator)之间的温度差。在此，火侧之间的燃料投入也总是进一步增大，而从不会达到锅炉温度的额定值；也就是说，调节并没有向锅炉温度的额定值收敛。由DE 36 10 365 Al已知一种用于技术引导地调节工业锅炉的上锅炉加热的方法，其中，设有用于调节上锅炉的拱顶温度的燃料流，并且蓄热侧不对称的问题被认为是主观因素。业已证明左侧和右侧加热之间的锅炉温度中的温度差大部分在附属蓄热器的相应温度差中是有其原因的。在个别情况下，左侧蓄热器的顶部温度可能比右侧蓄热器的顶部温度低45°C，并且同时炉腔(即通常在上锅炉)中的温度在左侧加热时可能比在右侧加热时的同一温度低20°C。WO 02/48057 Al描述了一种用于测量和简单以及固定结构化地调节玻璃池的定量参数的方法，其中，光学地测量玻璃池表面和火焰的散热件和热源的热重点位置、炉料成分覆盖、炉料成分凝结。尤其是炉料成分覆盖作为额定值在后续调节中进行比较并且通过燃料加载、燃料分布、燃烧预压力、附加加热或者鼓泡产量的功率进行调节。为此，在炉腔摄像头的在真实部分中评估的炉腔局部图像中，以图像点的方式根据颜色加权区分炉料成分或玻璃。在调节结构的顶端，控制回路调节炉料成分覆盖程度。原则上，该方法有利地利用炉料成分覆盖作为熔炼炉料在熔解表面上形成表面负荷的启示并且这作为用于在确定的熔解功率下实际当前热传递的指示器。然而业已示出，这样确定的炉料成分覆盖能够以更好地方式确定。例如，其中建议的分析运作方式容易受到漂移的图像亮度的影响并且可在其专有性方面进一步改善。值得期待的是这样的技术控制方案，其基本上向锅炉温度的额定值收敛并且尤其可在调节技术上消除侧面不对称的问题。技术问题在此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种改善的用于调控地运行蓄热式加热的工业锅炉的方法，所述工业锅炉尤其具有尤其用于玻璃的熔解槽，以及一种为此设计的控制和一种改善的蓄热式加热的工业锅炉以及一种改善的控制装置。
技术实现思路
关于方法，该技术问题按本专利技术通过开头所述类型的方法解决，其中，按照本专利技术规定权利要求1特征部分的特征。所述技术问题按照本专利技术通过按照权利要求19所述的控制装置和按照权利要求20所述的工业锅炉解决。燃料尤其理解为燃气。其它燃料 如油，例如燃油或者类似燃料同样可以用于运行工业锅炉。也可使用燃气和燃油的混合物。喷射器尤其理解为喷射装置，其设计用于尤其与燃烧空气分开地将燃料直接在输送路段的炉腔之前或者在炉腔中喷射燃料。在炉腔中才有燃烧空气和燃料的混合物。炉腔尤其具有上锅炉和下锅炉。下锅炉尤其具有玻璃熔解槽或类似装置。将蓄热器称为左蓄热器和右蓄热器不能理解为是对蓄热器位置布局的限制并且按照一般技术用语来称呼。也可以选择其它称呼，如第一和第二蓄热器。蓄热器可以相对玻璃熔解槽沿玻璃的流动方向或者横向于玻璃的流动方向布置。唯一的蓄热器可以配属于多个喷射器。蓄热器也可以理解为配属于唯一的喷射器的蓄热器部段或者类似装置。第一和第二调节回路首先可设计为彼此独立并且因此可以独立地作用在被控系统上。在一种扩展设计中，第一和第二调节回路也可以例如通过温度控制器或者对称性控制器耦连。本专利技术的方案建立在可使用的上锅炉温度控制方法上。通过配属于所述第一控制器的控制元件调节形成形式为燃料流和/或燃烧空气流的第一可控式操纵变量。不言而喻的是，在最初只对燃料流进行控制调节时尤其是低化学计量地携带燃烧空气。不言而喻地是，在最初只对燃烧空气进行控制调节时尤其是低化学计量地携带燃料流。原则上也可以借助两个控制元件控制地调节形成两个形式为燃料流和燃烧空气流的操纵变量；这在必要时在例如低化学计量运行的边界条件下进行。简单地表述，在此尤其规定一种用于调节蓄热式加热的玻璃熔解锅炉的上锅炉温度的方法和装置，其中，除了温度调节还附加地规定对蓄热器的热对称性进行自动调节。其输出可以在一种特别优选的扩展设计中例如主动地影响左侧和右侧加热之间的周期时间。本专利技术从这样的考虑出发，S卩，通常在左蓄热器和右蓄热器之间存在不稳定的相互关系。这种相互关系可以在以下示例性地说明:例如通过偶然情况略微较冷的左蓄热器为锅炉提供较少的预热燃烧空气热量-简单的PID控制器通过增大左侧的燃料对其作出响应-和燃烧空气量，其结果是，更多的废气量进入右蓄热器并且右蓄热器比之前更强烈地加热。在更换加热后(也就是换为从右蓄热器为工业锅炉加热)，现在较热的右蓄热器将更多具有预热的燃烧空气的热量供给到锅炉内。由此，PID锅炉温度控制器减少用于右侧加热的燃料量和对应的燃烧空气量并且因此输送到左蓄热器中的废气也减少，因此左蓄热器继续降温。具有重新交换的又从左蓄热器为工业锅炉加热的调节回路的延长部分通入不稳定的循环回路中，其只通过为加热侧的燃料量设定的上下边界停止。这是不够的，因为这最后导致工业锅炉持续的不对称加热。本专利技术认识到，如果不形成蓄热器的热对称性，是不能稳定而对称地调节上锅炉温度的。为了解决所述技术问题，本专利技术尤其认识到，按照第一调节回路对上锅炉温度的调节需要以自动的对称性调节作为补充，所述对称性调节在此借助第二调节回路建立。作为额定值使用用于评估蓄热器的热对称性的适当准则，所述准则可在工艺中定义为第一和第二预热特征参数之间的差。作为第二调节回路的输出，调节形成第一和第二蓄热器之间的热传递。按照权利要求1所述的本专利技术方案的结果是蓄热器之间的能量平衡，所述能量平衡可随时在第二调节回路中进行再调节。原则上这可以在不按照第一调节回路影响锅炉加热的燃料和燃烧空气量的情况下进行。尤其业已证明有利的是，与第二调节回路的运行无关地继续导引第一调节回路或者首先确定在该处达到的用于运行第二调节回路的值。燃烧空气的热焓通常不是直接已知的。但是可以间接地测量热焓或者由蓄热器和/或炉腔的适当特征参数导出热焓；为此可以使用如温度或空气量这样的特征参数。特征参数可以测量、模拟或者计算得出；特征参数也可以基于经验值或者从特征曲线中读出。按照本专利技术方案的预热特征参数原则上理解为能够说明燃烧空气的热焓的量度的任何特征参数；无论如何只要可以说明用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.21 DE 102010041155.81.一种用于调控地运行蓄热式加热的工业锅炉(100)的方法，所述工业锅炉具有炉腔(10)，尤其是具有尤其用于玻璃的熔解槽，所述方法具有以下步骤: -通过至少一个燃料喷射器(20、20')将燃料喷射到炉腔(10)中，所述燃料喷射器设计用于喷射燃料，尤其实际地在没有燃烧空气的情况下， -与燃料分开地借助配属于所述至少一个燃料喷射器(20、20')的左蓄热器(50)和右蓄热器(50')周期性交替地在第一周期时长内将燃烧空气导引至炉腔(10)并且在第二周期时长内将废气(AG)导出炉腔(10)，所述左蓄热器和右蓄热器设计用于蓄热地存储废气中的热量并且将热量传递至燃烧空气，其中， 在用于温度调节的第一调节回路中: -通过炉腔温度作为被控变量，和 -用于炉腔温度的第一控制器，尤其是PID控制器，以及 -通过配属于所述第一控制器的控制元件，调节形成形式为燃料流和/或燃烧空气流的第一可控式操纵变量，并且 在用于对左蓄热器和右蓄热器进行对称性调节的第二调节回路中: -通过对于第一蓄热器的燃烧空气的热焓重要的第一预热特征参数和对于第二蓄热器的燃烧空气的热焓重要的第二预热特征参数，和 -用于区分第一和第二预热特征参数的第二控制器，以及 -通过配属于所述第二控制器的控制元件，调节形成形式为影响第一和第二蓄热器之间的热传递的热传递变量的第二可控式操纵变量。2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述形式为影响第一和第二蓄热器之间的热传递的热传递变量的第二可控式操纵变量，以便将第一和第二预热特征参数之间的差值保持在接近于零的阈值以下。3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调节形成一时段作为热传递变量，对于第一和第二蓄热器中较热的蓄热器，将第一周期时长延长所述时段的长度和/或对于第一和第二蓄热器中较冷的蓄热器，将第一周期时长缩短所述时段的长度。4.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，调节形成一时段作为热传递变量，对于第一和第二蓄热器中较冷的蓄热器，将第二周期时长延长所述时段的长度和/或对于第一和第二蓄热器中较热的蓄热器，将第二周期时长缩短所述时段的长度。5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述预热特征参数由预热的燃烧空气中的热量形成，其中，预热的燃烧空气中的热量由蓄热器的模型计算得到。6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述预热特征参数作为燃烧空气量和蓄热器顶部温度的乘积形成，其中，测量燃烧空气量和/或蓄热器顶部温度，蓄热器顶部温度尤其是最低的蓄热器顶部温度。7.按权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述预热特征参数作为至少一个蓄热器顶部温度和/或炉腔温度的平均值形成，尤其是分别在第一周期时长和/或第二周期时长结束时形成，尤其是作为至少一个蓄热器顶部温度和/或炉腔温度的最高值和最低值的加权平均值。8.按权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，炉腔温度作为尤其是位置不同的，尤其在上锅炉和/或蓄热器顶部内的多个不同温度测量的加权平均值形成。9.按权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，尤其基于有代表性的炉腔温度的模型化时间曲线，将炉腔温度外推到处于第一和第二，尤其是每个周期时长结束时的炉腔温度上。10.按权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，在通过周期性交替的导引而造成的第一调节回路中的温度下降之后，通过配属于第一控制器的控制元件调节形成形式为燃料流和/或燃烧空气流的第一可控式操纵变量，并且为此向锅炉输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：P赫曼，A波勒，T舒尔兹，H希勒曼，
申请(专利权)人：玻璃设计及技术有限责任公司，
类型：
国别省市：