專利名稱：玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種天然氣燃燒系統支管換向控制設備，具體講是一種用于玻璃生產線熔化工段的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備。
技術背景由于天然氣具有清潔無污染、熱值高、價格便宜的優點，所以作為能源在玻璃行業被廣泛應用，尤其是一些生產優質玻璃的生產線，更是將天然氣作為最好的熔化燃料。在現有技術中，以天然氣作為燃料的玻璃生產線通常須配備面積幾十平米甚至上百平米的天然氣支管換向控制室；全部建設過程就是通過室內平鋪式施工，用管道、管件把諸如流量計、流量調節閥、換向閥等各種閥門和設備連接在一起，組成一整套燃燒換向控制系統。這種傳統的建設方式，施工周期長，占地面積大，投入人力物力多，經常與其他專業產生交叉施工；在管道施工完成后還要進行電氣與儀表專業的施工，必要時還需在管道上二次開孔安裝儀表、傳感器等部件；其工程繁瑣、各支管換向控制操作復雜；不僅會影響工程的總體質量，還會給玻璃生產線燃燒系統造成嚴重的安全隱患。
發明內容為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種體積小、功能完善、結構合理、安裝方便的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，包括為該支管控制設備供氣的外設天然氣管道和一提供電源并傳輸數據的電氣控制箱，其特點為，它設有一箱體，所述電氣控制箱固裝在該箱體內；在該箱體長向一端的側壁上開有天然氣入口端，另一端的側壁上開有2個天然氣出口端；一流體輸送管路，由天然氣入口端進入，貫通于該箱體內腔直至2個天然氣出口端;由位于天然氣入口端的流體輸送管路入口端至貫通于箱體內腔的流體輸送管路上依次串接有支管計量系統、流量調節系統與換向控制系統；其中，換向控制系統分設有2個流體輸送管路出口端，2個流體輸送管路出口端分別位于2個天然氣出口端處；一入口金屬軟管，連接于流體輸送管路入口端與外設天然氣管道之間；二根出口金屬軟管，分別連接在2個流體輸送管路出口端和與其相接的外設天然氣管道之間；在箱體頂板中部的內壁上還固裝有防爆照明燈和可燃氣體泄漏報警器。上述的流體輸送管路分為上下兩層以立體方式設置于該箱體內；其上層由前至后依次為流體輸送管路入口端、支管計量系統和流量調節系統；下層由前至后依次為換向控制系統和流體輸送管路出口端。串接上述支管計量系統的流體輸送管路由該支管計量系統的入口分為2路；其中，一路由前至后依次串接有計量系統入口閥、流量計和計量系統出口閥；另一路設有計量系統旁通閥；2路在其出口處合并為I路與所述流量調節系統連接。串接上述流量調節系統的流體輸送管路由該流量調節系統的入口分為2路；其中，一路由前至后依次串接有流量調節系統入口閥、流量調節閥、流量調節系統出口閥 ’另一路設有流量調節系統旁通閥；2路在其出口合并為I路與所述換向控制系統連接。串接上述換向控制系統的流體輸送管路由該換向控制系統的入口分設為2條互為對稱且結構相同的支路段；所述支路段由入口處分為2路，其中，一路由其前至后依次串接有支路入口閥、支路換向閥和支路出口閥；另一路設有支路系統旁通閥；2路在其各自的出口處合并為I路后為所述支路段出口 ；該支路段出口由連通的流體輸送管路引至所述流體輸送管路出口端。上述的支路段分設為左支路段和右支路段；2個流體輸送管路出口端分設為流體輸送管路一出口端和流體輸送管路二出口端；與左支路段出口連通的為流體輸送管路一出口端；與右支路段出口連通的為流體輸送管路二出口端；在流體輸送管路一出口端與外設天然氣管道之間相接的出口金屬軟管為左支路出口金屬軟管；在流體輸送管路二出口端與外設天然氣管道之間相接的出口金屬軟管為右支路出口金屬軟管。上述的流體輸送管路入口端至支管計量系統之間的流體輸送管路上還安裝有壓力表；流體輸送管路一出口端至左支路段出口之間的流體輸送管路上以及流體輸送管路二出口至右支路段出口之間的流體輸送管路上分別安裝有壓力表。上述的流量計、流量調節閥、支路換向閥的數據輸出端子以及可燃氣泄露報警器的數據輸出端子、防爆照明燈均通過與其各自連接的電纜分別與電氣控制箱相應的接線端子連接。上述流體輸送管路均采用流體輸送用無縫鋼管。由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果如下1)該設備集成了天然氣支管換向控制室內天然氣支路換向系統所有的功能，包括燃燒換向操作、支管流量計量、流量調節及現場集成控制功能；每套設備集成2個小爐所需的天然氣支路換向系統，可同時控制2個玻璃熔窯小爐玻璃熔化段的天然氣用量；還可以根據生產規模選用多套設備。2)天然氣燃燒系統支管換向控制設備，為上下雙層的布置方式，其體積小，占地面積少，可移動，便于運輸和就位；內部各功能組件的安裝位置及布局具有更換和維修的兼容性、便利性。3)電氣控制箱和所用的流量計、流量調節閥、換向閥、可燃氣體泄漏報警器、防爆照明燈固裝于一箱體內，其電纜和管路連接可靠、設置安全，接口簡單，易于連接，所有儀器、儀表和相關部件的安裝不會破壞內部設備，不用再二次開孔；可使該設備的整體性能得到保障。4)管路入口、管路出口，各出口端的對外接口均以金屬軟管與設備外管道柔性連接，可有效避免與外部管道連接時集聚應力。5)可根據玻璃生產線熔窯小爐設置的數量靈活選擇配置，成本低，生產效率高，易于推廣實施。
圖I為本實用新型的結構框圖。圖2為箱體I內管路及系統的結構連接示意圖。
具體實施方式
如圖I所示它設有箱體I ;入口金屬軟管2 ;支管計量系統3 ;流量調節系統4 ;換向控制系統5 ;左支路出口金屬軟管6 ;右支路出口金屬軟管7 ；電氣控制箱8 ;可燃氣體泄漏報警器9 ;防爆照明燈10 ;流體輸送管路11 ;電纜12 ;支架13。箱體I為可移動式，在箱體I的長向一端的端壁上開設有一個天然氣入口，另一端的端壁上開有2個天然氣出口；入口金屬軟管2的輸入端與外設的天然氣管道連通，輸出端與穿設于箱體I天然氣入口端的流體輸送管路入口端連通；該流體輸送管路11貫通于整個箱體I的內腔，直至位于2個天然氣出口端的2個流體輸送管路出口端。入口至出口依次串接有支管計量系統3、流量調節系統4、換向控制系統5 ;各系統及部件之間以流體輸送管路11串聯，連接方式為焊接或法蘭連接。 換向控制系統5由其串接的流體輸送管路入口處分設為2條支路段，2條支路段互為對稱且結構相同；2路的出口再合并為I路后為該支路段出口 ；2條支路段分設為左支路段和右支路段，其支路段出口通過與其連接的流體輸送管路延長至位于天然氣出口端的流體輸送管路出口端。2個流體輸送管路出口端分設為流體輸送管路一出口端和流體輸送管路二出口端；與左支路段出口連通的為流體輸送管路一出口端；與右支路段出口連通的為流體輸送管路二出口端；在流體輸送管路一出口端與外設天然氣管道之間相接的出口金屬軟管為左支路出口金屬軟管6 ;在流體輸送管路二出口端與外設天然氣管道之間相接的出口金屬軟管為右支路出口金屬軟管7。在流體輸送管路入口端至支管計量系統之間的流體輸送管路上安裝有壓力表PI ；流體輸送管路一出口端至左支路段出口之間的流體輸送管路上以及流體輸送管路二出口至右支路段出口之間的流體輸送管路上分別安裝有壓力表PI。電氣控制箱8固裝于箱體I內靠近入口端一側；可燃氣體泄漏報警器9和防爆照明燈10分別固裝在箱體I內腔的頂板中部；支管計量系統3、流量調節系統4和換向控制系統5分別通過支架15與箱體I底板的相對位置固定連接。支管計量系統3、流量調節系統4和換向控制系統5、可燃氣體泄漏報警器9的數據輸出端子、防爆照明燈10和電源接口分別用電纜12與電氣控制箱8的相應接口連接。如圖2所示，箱體的內部結構具體說明如下本實用新型設備內部的系統及部件之間以流體輸送管路11串聯；流體輸送管路11分為上下兩層以立體方式設置于該箱體內；其上層由前至后依次為流體輸送管路入口端、支管計量系統和流量調節系統；下層由前至后依次為換向控制系統和流體輸送管路出口端。為了便于清楚的描述本實用新型各系統連接的部件，將其串接的流體輸送管路11簡稱為管路。支管計量系統由其入口處分設2路其中一路由前至后依次串聯有系統入口閥31、流量計32、系統出口閥33 ;另一路在系統入口閥31之前的管路上接出，上設系統旁通閥34,在系統出口閥33之后的管路上接入，合并為一路為該系統輸出的管路；支管計量系統輸出的管路接流量調節系統輸入端的管路。流量調節系統由入口分設為兩路其中一路由前至后依次串聯有流量調節系統入口閥41、流量調節閥42、流量調節系統出口閥43 ;另一路在系統入口閥41之前的管路上接出，上設系統芳通閥44,然后在系統出口閥43之后的管路上接入，合并為一路，接該系統輸出的管路。流量調節系統輸出的管路向下轉接換向控制系統5輸入端的管路；換向控制系統5輸入端的管路分設為左右兩個支路段，用以分別控制玻璃熔窯的左右小爐的燃燒；在左支路段上，由入口端分為兩路，一路由前至后依次串聯有支路入口閥51、支路換向閥53、支路出口閥55，在支路出口閥55之后的管路上安裝有壓力表PI，另一路在支路入口閥51之前的管路上分出，管路上設系統旁通閥57，在壓力表PI之后的管路上接入，合并為一路，該管路出口端為流體輸送管路一出口端，與其連接有左支路出口金屬軟管6 ；在右支路上，由入口端分為兩路，一路由前至后依次串聯有支路入口閥52、支路換向閥54、支路出口閥56，在支路出口閥55之后的管路上安裝有壓力表PI，另一路在支路入 口閥52之前的管路上分出，管路上設系統旁通閥58，在壓力表PI之后的管路上接入，合并為一路，該管路出口端為流體輸送管路二出口端，與其連接有右支路出口金屬軟管7。上述的左支路段和右支路段互為對稱且結構相同。在箱體內，支管計量系統內設的流量計32通過電纜12與電氣控制箱8
的_接口連接；流量調節系統內設的流量調節閥42通過電纜12與電氣控制箱8的
接口連接；換向控制系統內設的支路換向閥53、54通過與各自連接的電纜12分別與電氣控制箱8的接口連接；可燃氣體泄漏報警器9、防爆照明燈10通過電纜分別與電氣控制箱8的接口連接。所用的流體輸送管路11均采用流體輸送用無縫鋼管，其規格可選用Φ133Χ520#流體輸送用無縫鋼管；也可根據玻璃生產線熔窯小爐的參數確定天然氣用量之后選擇匹配的鋼管規格；該流體輸送用無縫鋼管與各系統的連接方式通常采用焊接；按照各系統的安裝位置需要設置支架與箱體I底板的相對位置固定。本實用新型的安裝過程應按照先上后下、先難后易的原則焊接、安裝并固定管道、管件與設備，再進行電氣與儀表專業施工，最后進行焊縫的無損探傷、管道系統強度試驗和氣密性試驗、電氣與儀表的調試。設備制作完成后，應對設備進行封裝；封裝的具體操作為先將左支路出口金屬軟管、右支路出口金屬軟管的端部法蘭用法蘭蓋密封，再通過入口金屬軟管向管道內充入氮氣，保持管道內部氮氣表壓約為10千帕，最后將入口金屬軟管的端部法蘭用法蘭蓋密封；在箱體I內的所有電器、閥門、儀表外部均使用PE低發泡防水復合薄膜纏繞3層，用防水膠帶扎緊。設備運抵玻璃生產線指定位置就位之后，拆去入口金屬軟管2、出口金屬軟管6和出口金屬軟管7端部的密封法蘭蓋后即可與外設的天然氣管道連接。本實施方式中，所涉及到的部件大部分采用市售產品，如入口金屬軟管2、左支路出口金屬軟管6和右支路出口金屬軟管7，其規格應一致，均采用1.6cxjrl25 F-600 ；支管計量系統入口閥31，其型號為Q41F-16C DN125 ;支管計量系統出口閥33，其型號為Q41F-16C DN125 ;支管計量系統旁通閥34，其型號為Q41F-16C DN125 ;流量調節系統入口閥41，其型號為Q41F-16C DN125 ;流量調節閥42，其型號為L41H-16C DN80 ;流量調節系統出口閥43，其型號為Q41F-16C DN125 ;流量調節系統旁通閥44，其型號為Q41F-16C DN125 ；換向控制系統入口閥51、52，其型號均為Q41F-16C DN125 ;換向控制系統出口閥55、56，其型號均為Q41F-16C DN125 ;換向控制系統旁通閥57、58，其型號均為Q41F-16C DN125 ;防爆照明燈10，型號為ZXBCd-200 ;所用的流體輸送用無縫鋼管11的規格為Φ 133X5 20# ;電纜12的規格為600V PVC ；PI壓力表的型號為Y-100。其它儀表，如流量計32，選用由美國NASA-MSFC公司生產，型號為BMF流量計；換向閥53、54，選用由天津精通控制儀表技術有限公司生產，型號為QBl換向閥；電氣控制箱8選用啟東宏達防爆電器有限公司生產，型號為KXD電氣控制箱；可燃氣體泄漏報警器9選用由鄭州迪凱科技有限公司生產，型號為GTB20可燃氣體泄漏報警器。本實用新型的工作原理如下玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備通過入口金屬軟管2的端部法蘭與上游天然氣供氣管道相連，天然氣由此進入設備，先流經支管計量系統3，其計量結果計入生產參數；再經過流量調節系統4，生產控制室通過控制流量調節閥42進而控制天然氣流量，達到控制玻璃熔窯內天然氣火焰的目的；天然氣再流經換向控制系統5，生產控制室 通過控制換向閥53、54依控制系統所設定的時序輪換開啟、關閉管路，以達到讓熔窯兩側的兩個小爐的燃燒器換向燃燒的作用，天然氣最后流經左支路出口金屬軟管6或者右支路出口金屬軟管7，離開設備進入下游天然氣管道。各系統的入口閥、出口閥為常開狀態，只有在檢修或者更換部件的時候才關斷；當關斷某系統的入口閥、出口閥的同時可打開該系統的旁通閥，保證設備管路不因某系統出故障而造成停輸天然氣。防爆照明燈10為設備光源，可燃氣體泄漏報警器9在探測到設備內天然氣濃度大于其爆炸下限的50%時會發出聲光報警。電氣控制箱8內設有防爆接線盒采集信號裝置和單片機，防爆接線盒采集信號、單片機處理信號，并通過數據總線發送信號、接收生產控制室的操作信號，向箱體I內的各系統發送啟動、正常運行或關斷信號，以保證玻璃生產線天然氣燃燒系統的總管控制設備正常運行。電氣控制箱10的外接電源設置有電源轉換器，接入220V交流電源后，經電源轉換器轉換后可向箱體I內各系統及部件提供220V交流電源和0-24V直流電源。該設備集成了天然氣支管換向控制室內天然氣支路換向系統所有功能，包括燃燒換向操作、支管流量計量、流量調節，增加了現場集成控制功能，置于換向控制箱體內；每套設備集成I個天然氣支路換向系統，可根據玻璃熔窯的規模靈活選擇配置設備；例如，日熔化量1000噸的玻璃熔窯一般為8對小爐，選擇8套設備即可滿足要求。
權利要求1.一種玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，包括為該支管控制設備供氣的外設天然氣管道和一提供電源并傳輸數據的電氣控制箱，其特征在于，它設有 一箱體，所述電氣控制箱固裝在該箱體內；在該箱體長向一端的側壁上開有天然氣入口端，另一端的側壁上開有2個天然氣出口端； 一流體輸送管路，由所述天然氣入口端進入，貫通于所述箱體內腔直至2個所述天然氣出口端； 由位于天然氣入口端的流體輸送管路入口端至貫通于箱體內腔的所述流體輸送管路上依次串接有支管計量系統、流量調節系統與換向控制系統；其中，換向控制系統分設有2個流體輸送管路出口端，2個所述流體輸送管路出口端分別位于2個所述天然氣出口端處； 一入口金屬軟管，連接于所述流體輸送管路入口端與所述外設天然氣管道之間； 二根出口金屬軟管，分別連接在2個流體輸送管路出口端和與其相接的外設天然氣管道之間； 在所述箱體頂板中部的內壁上還固裝有防爆照明燈和可燃氣體泄漏報警器。
2.根據權利要求I所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于所述箱體內的流體輸送管路分為上下兩層以立體方式設置；其上層由前至后依次為所述流體輸送管路入口端、所述支管計量系統和所述流量調節系統；下層由前至后依次為所述換向控制系統和所述流體輸送管路出口端。
3.根據權利要求2所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于串接所述支管計量系統的流體輸送管路由該支管計量系統的入口分為2路；其中，一路由前至后依次串接有計量系統入口閥、流量計和計量系統出口閥；另一路設有計量系統旁通閥；2路在其出口處合并為I路與所述流量調節系統連接。
4.根據權利要求3所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于串接所述流量調節系統的流體輸送管路由該流量調節系統的入口分為2路；其中，一路由前至后依次串接有流量調節系統入口閥、流量調節閥、流量調節系統出口閥；另一路設有流量調節系統旁通閥；2路在其出口合并為I路與所述換向控制系統連接。
5.根據權利要求4所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于串接所述換向控制系統的流體輸送管路由其入口分設為2條互為對稱且結構相同的支路段；所述支路段由入口處分為2路，其中，一路由其前至后依次串接有支路入口閥、支路換向閥和支路出口閥；另一路設有支路系統旁通閥；2路合并為I路后為所述支路段出口 ；所述支路段出口由連通的流體輸送管路引至所述流體輸送管路出口端。
6.根據權利要求5所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于所述支路段分設為左支路段和右支路段；其中，位于左支路段出口的所述流體輸送管路出口端為流體輸送管路一出口端；位于右支路段出口的所述流體輸送管路出口端為流體輸送管路二出口端；在流體輸送管路一出口端與外設天然氣管道之間相接的出口金屬軟管為左支路出口金屬軟管；在流體輸送管路二出口端與外設天然氣管道之間相接的出口金屬軟管為右支路出口金屬軟管。
7.根據權利要求6所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于所述流體輸送管路入口端至所述支管計量系統之間的流體輸送管路上安裝有壓力表；所述流體輸送管路一出口端至所述左支路段出口之間的流體輸送管路上以及所述流體輸送管路二出口至所述右支路段出口之間的流體輸送管路上分別安裝有壓力表。
8.根據權利要求7所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于所述流量計、流量調節閥、支路換向閥的數據輸出端子以及所述可燃氣泄露報警器的數據輸出端子、所述防爆照明燈通過與其各自連接的電纜分別與所述電氣控制箱相應的接線端子連接。
9.根據權利要求1-8任一項所述的玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，其特征在于所述流體輸送管路為流體輸送用無縫鋼管。
專利摘要本實用新型公開一種玻璃生產線天然氣燃燒系統支管換向控制設備，包括一提供電源的電氣控制箱和供氣用的外設天然氣管道；其特點為它設有一箱體，該電氣控制箱固裝在該箱體內；在箱體長向兩端的側壁上分別開有天然氣入口端和天然氣出口端；由天然氣入口端至天然氣出口端之間貫通有一流體輸送管路；在該流體輸送管路上由入口至出口依次串接有支管計量系統、流量調節系統與換向控制系統；在所述箱體頂板中部的內壁上還固裝有防爆照明燈和可燃氣體泄漏報警器。其接口簡單，易于連接，體積小，功能全、便于運輸，可替代現有技術中玻璃生產線天然氣燃燒系統支管控制室的設置，其內部功能組件的安裝位置及布局具更換和維修的兼容性；益于推廣應用。
文檔編號G05B19/418GK202600470SQ20122026919
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者劉心明, 王健 申請人:秦皇島玻璃工業研究設計院