用于岩棉熔体温度多点精确控制的纯氧燃烧系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于岩棉熔体温度多点精确控制的纯氧燃烧系统，具体涉及 建筑保温材料领域，特别涉及一种用于岩棉熔体温度多点精确控制的纯氧燃烧装备与技 术。
【背景技术】
[0002] 岩棉生产过程中，熔化工艺决定了岩棉熔体的化学组分、熔体温度、熔体粘度等关 键参数。这些参数直接影响岩棉纤维的酸度系数、渣球含量等性能指标。目前岩棉行业中 普遍使用的冲天炉法来熔化原料得到岩棉熔体。该方法通过冲天炉中焦炭的燃烧反应放出 的大量热能熔化混合好的矿石原料。矿石原料熔化后熔体通过冲天炉底部的虹吸口进入两 组活动溜槽，后导入离心机进入成纤工序。
[0003] 随着我国岩棉行业的发展对产品质量和生产过程中的节能减排的要求越来越高。 现有的冲天炉法熔制技术存在以下问题：
[0004] 1、生产高酸度系数产品时（酸度系数多2. 0)，熔化强度不够无法满足产品性能指 标。
[0005] 2、熔体通过组合溜槽的过程降温无法避免，导致熔体的温度、粘度无法满足高品 质产品的需求。
[0006] 3、产品的酸度系数的提高导致生产过程中能耗的急剧上升，同时带来更高的污染 物排放。
【发明内容】
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是：针对【背景技术】中提及的现有技术中岩棉生产 过程中的产品的熔化强度不够、酸度系数高且熔体通过组合溜槽的过程降温等技术问题。
[0008] 本实用新型的目的是，开发出一套利用纯氧燃烧技术对冲天炉至组合活动溜槽过 程中的岩棉熔体进行高强度局部加热的装备与技术，可实现高酸度系数（酸度系统多2.0) 岩棉产品的稳定生产，提高岩棉熔体成纤率，有效降低岩棉熔体熔制过程中的能耗，降低产 品渣球含量的用于岩棉熔体温度多点精确控制的纯氧燃烧系统。
[0009] 本实用新型的设计思想是，本纯氧燃烧系统采用天然气为燃料，氧气作为助燃介 质，通过纯氧烧枪燃烧来对岩棉熔体加热；纯氧烧枪分别作用于虹吸口的顶部，1号活动溜 槽下部以及2号活动溜槽下部的岩棉熔体处；同时该系统通过在虹吸口的顶部，1号活动溜 槽下部以及2号活动溜槽下部的岩棉熔体处设置温度传感器对此温度进行实时在线测量， 并对天然气和氧气流量进行实时精确调节，从而精确控制岩棉熔体所需的工艺温度。
[0010] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
[0011] 一种用于岩棉熔体温度多点精确控制的纯氧燃烧系统，包括冲天炉、1号活动溜 槽、2号活动溜槽和离心机，1号活动溜槽和2号活动溜槽位于冲天炉底部的虹吸口与离心 机进口之间；还包括三支纯氧烧枪、分别给三支纯氧烧枪提供天然气以及氧气的管路系统、 在线温度实时监测系统和PLC控制柜；
[0012] 三支纯氧烧枪分别为1号纯氧烧枪、2号纯氧烧枪和3号纯氧烧枪；1号纯氧烧枪 设置在虹吸口的顶部，2号纯氧烧枪设置在1号活动溜槽下部，3号纯氧烧枪设置在2号活 动溜槽下部；1号纯氧烧枪的信号输出端、2号纯氧烧枪的信号输出端和3号纯氧烧枪的信 号输出端分别连接PLC控制柜；
[0013] 天然气以及氧气的管路系统包括氧气主管路通道、天然气主管路通道和三条氧气 和天然气混合管路通道；三条氧气和天然气混合管路通道的出气口分别连接1号纯氧烧 枪、2号纯氧烧枪和3号纯氧烧枪的供气口；氧气主管路通道和天然气主管路通道均设置有 压力变送器和温度变送器，压力变送器的信号输出端连接PLC控制柜，温度变送器的信号 输出端连接PLC控制柜；三条氧气和天然气混合管路通道上均设置有流量调节阀和压差变 送器；流量调节阀的信号输入端连接PLC控制柜，压差变送器的信号输入端连接压差变送 器；
[0014] 在线温度实时监测系统包括1号温度传感器、2号温度传感器和3号温度传感器； 1号温度传感器设置在虹吸口的顶部测量1号纯氧烧枪加热处的熔体的温度，2号温度传感 器设置在1号活动溜槽下部测量2号纯氧烧枪加热处的熔体的温度，3号温度传感器设置 在2号活动溜槽下部测量3号纯氧烧枪加热处的熔体的温度；1号温度传感器、2号温度传 感器和3号温度传感器的信号输出端分别连接PLC控制柜。
[0015] 本实用新型系统中的三支纯氧烧枪均为现有技术中的产品，因此其具体的结构和 工作过程本实用新型不作详细的说明。本纯氧烧枪火焰长度可调、火焰宽度可调、刚度低以 及热量集中，可实现火焰全覆盖熔体，同时也可避免烧枪火焰的刚度对岩棉流股产生冲击， 扰动流股，从而可能导致流股偏离生产中心线。
[0016] 本实用新型系统中所述的冲天炉、1号活动溜槽、2号活动溜槽和离心机均为现有 技术中岩棉生产过程中所需的设备且其各部件之间的连接关系也均为现有技术中，因此， 本实用新型对各部件之间的连接关系均不再作详细的说明。
[0017] 本实用新型系统中作用于岩棉熔体的进行加热的三支纯氧烧枪的加热位置具体 设置在虹吸口顶部、1号活动溜槽下部和2号固定溜槽下部；同时在虹吸口顶部、1号活动 溜槽下部、2号固定溜槽下部分别设置在线式红外线温度传感器，对该处岩棉熔体温度进行 在线实时测量；本实用新型系统中的氧气主管路通道和天然气主管路通道均设置有压力变 送器和温度变送器，将天然气和氧气的压力信号和温度信号反馈到PLC控制柜内；三条氧 气和天然气混合管路通道上均设置有流量调节阀和压差变送器，根据温度对天然气和氧气 流量进行实时精确调节，同时也可实现单独对每一支纯氧烧枪进行流量的调节与压力的调 节，保证燃烧火焰的温度。
[0018] 本实用新型系统中的1号温度传感器、2号温度传感器和3号温度传感器分别与燃 烧系统PLC控制柜内的PLC控制程序进行连锁；当温度偏离设定温度时，程序根据内设的热 工计算公式，通过岩棉熔体流量以及所需补偿温度反馈出具体天然气或氧气流量调节值信 号，进而对天然气或氧气流量进行实时精确调节。
[0019] 由于三个加热点工艺温度要求不同，燃烧系统PLC控制程序可实现分别对三支纯 氧烧枪的天然气或氧气流量进行控制调节。
[0020] PLC控制程序内设热工计算公式：
[0021]
[0022] Vn为天然气流量（Nm3/h)，V。为氧气流量（Nm3/h)，(；为熔体比热容（kj/kg·°C)， Qn为熔体流量（kg/h)，ts为熔体设定温度值（°C)，tp为熔体实际测定值（°C)，qn为天然 气热值（kJ/Nm3)，k为熔体流量修正系数，n为熔体对火焰的热吸收率。
[0023] 本实用新型系统中的PLC控制程序内设热工计算公式为现有技术中的热工计算 公式，其具体的推导过程本实用新型不作详细的说明。
[0024] 对上述技术方案的改进，温度传感器为红外温度传感器。
[0025] 对上述技术方案的进一步改进，氧气主管路通道和天然气主管路通道还设置有压 力开关和安全切断阀。本实用新型系统设置的压力开关和安全切断阀连锁可实现当天然气 或氧气压力高于或者低于设定值范围时，安全切断阀能快速切断天然气或氧气，以保证本 系统的安全运行。
[0026] 对上述技术方案的进一步改进，氧气主管路通道和天然气主管路通道还设置有压 力表、过滤器、调压阀和流量计。本实用新型系统在主管路通道中设置压力表便于方便观 察；设置过滤器、调压阀和流量计可实现对天然气或氧气进行过滤、调压、流量计量以及保 证本系统的安全运行。
[0027] 对上述技术方案的进一步改进，三条氧气和天然气混合管路通道上均设置有手动 调节阀和单向阀。本实用新型在混合管路通道中设置手动调节阀和单向阀可自动完成对天 然气或氧气流量的实时多点精确调节，
[0028] 本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
[0029]1、本纯氧燃烧系统采用天然气为燃料，氧气作为助燃介质，通过纯氧烧枪燃烧来 对岩棉熔体加热；纯氧烧枪分别作用于虹吸口的顶部，1号活动溜槽下部以及2号活动溜槽 下部的岩棉熔体处；同时该系统通过在虹吸口的顶部，1号活动溜槽下部以及2号活动溜槽 下部的岩棉熔体处设置温度传感器对此温度进行实时在线测量，并对天然气和氧气流量进 行实时精确调节，从而精确控制岩棉熔体所需的工艺温度，有效地解决了现有技术中岩棉 生产过程中的产品的熔化强度不够、酸度系数高且熔体通过组合溜槽的过程降温等技术问 题。
[0030] 2、本纯氧燃烧系统可以根据岩棉熔体实时温度自动调节各纯氧烧枪天然气或氧 气流量，实现岩棉熔体工艺温度的稳定。
[0031] 3、本系统可实现高酸度系数（酸度系统多2. 0)岩棉产品的稳定生产，提高岩棉熔 体成纤率，有效降低岩棉熔体熔制过程中的能耗，降低产品渣球含量。
【附图说明】
[0032] 图1是本实施例纯氧燃烧系统的结构示意图。
[0033] 图2是本实施例纯氧燃烧系统的加热位置与温度传感器安装位置及PLC控制柜连 锁的示意图。
[0034] 图3是本实施例纯氧燃烧系统中给三支纯氧烧枪提供天然气以及氧气的管路系 统图。
[0035] 图中：1、虹吸口；2、1