如何提升玻璃钢化炉工艺水平和效益
01
简介
随着各个行业的发展，钢化玻璃的用途越来越广泛，钢化玻璃已成为生活中不可缺少的重要材料，而钢化炉又是玻璃加工的重要设备。玻璃钢化炉是通过对玻璃进行加热、而后再急冷的技术处理，使冷却后的玻璃表层形成压应力，玻璃内部形成张应力，从而达到提高玻璃强度、使普通退火玻璃成为钢化玻璃的设备。
随着变频技术的成熟和变频器的广泛应用，在当前能源日益紧张的情况下，将电机变频调速技术用于风机的风量控制，用调节电机转速来调节风量的方法，取代传统的风机恒速运行、依靠百叶阀门调节风量的方法，节能效果十分显著。
图1玻璃钢化炉生产线
2
玻璃钢化炉设备与钢化工艺
玻璃钢化炉是将普通玻璃经加热到软化的温度后，利用强大的气流急冷，使玻璃淬冷制造成钢化玻璃的设备。其组成如图1所示。
图2玻璃钢化炉组成图
2.1.先将普通玻璃在往复式加热室中均匀受热到玻璃软化点，使玻璃软化后进行极速淬冷来完成玻璃钢化。 2.2.淬冷使用的是一台离心风机。 2.3.根据玻璃薄厚不同，离心风机转速按控制系统上位机设定的参数，产生流量大小不同的强大气流，均匀地对玻璃的正反面进行吹风淬冷。 2.4.经过钢化淬冷后的玻璃，在其表面形成压应力，当玻璃承受外力时，首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，改善了玻璃抗拉强度。
3
变频器节能改造原理
钢化炉的风机变频节能改造使用到变频器与上位机配合的对风机的风量优化工控功能，针对不同类型产品设置不同的功能代码，从而实现了不同种类玻璃生产工艺的要求，变频器在PLC的控制下，根据需要进行频率变换，使风机在最佳的节能状态下运行。
3.1.风机待机阶段
当玻璃在加热阶段的过程中，风机处于待机状态，风机出口的风闸关闭。PLC输出约7.2mA模拟量信号给变频器，变频器对应输出频率为10Hz，风机待机运行。风机待机状态，维持较低频率运行，以便在需要淬冷时，风机能及时加速到淬冷需要的转速。
3.2.淬冷前30秒风机提速阶段
当受热软化好的玻璃即将输送至吹风淬冷区的前30秒，按照上位机的频率设定PLC输出相应的模拟量值给变频器，使风机加速到设定的淬冷转速，这一阶段风机转速从待机状态加速达到额定转速的80%-100%。受热完成后的高温玻璃快速输送到吹风淬冷区后，风闸迅速拉开，强大流量的气流经风管进入风栅，均匀地吹在玻璃上下表面，使玻璃极速淬冷，达到钢化的目的。
3.3.淬冷阶段根据玻璃厚薄不一，所需风量不同，即风机转速不同。除部分厚度为4.3mm以下的玻璃外，一般风机运行在额定频率的85％以下，此设备即可满足大部分玻璃淬冷工艺要求。由于风机的转速在额定转速85%时，其输出轴功率为额定功率的61%，淬冷过程中，采用变频调速与使用百叶阀门来调节风量比较，节电效果明显。
4
现场应用实例及图片
4.1.PI500系列变频器特点
图3 PI500系列变频器
PI500系列变频器具有以下的特点：
采用了DSP为核心的控制单元，实现高速高性能控制
三种速度控制方式：V/F控制、无PG矢量控制、带PG矢量控制
支持异步电机和永磁同步电机的矢量控制,准确的电机参数自学习
无感矢量下可以实现低频0.5HZ/150%的转矩输出,低速大转矩，转矩脉动小
简易PLC功能，可以实现最多十六段速度控制
先进的热管理、独立风道设计、适应40℃环境温度、可卸载式风扇，安装维护方便
内置485通讯接口、易用的上位机软件、实现与上位机联网通讯、支持多种通讯
三防漆涂层处理，适应各种恶劣环境
瞬时停电不停机
全球安规认证CE/TUV
内置自适应PID功能模块
具有I/O扩展功能
内置制动单元
高防护薄膜按键键盘
支持多种安装方式，可法兰安装
增加了QUICK多功能键及键盘锁定功能选择
4.2.现场应用及选型
根据现场的应用及负载状况，我们为客户选择了PI500系列变频器，以其优良的加减速特性，低频转矩大的特点，广泛的应用在各个领域。
4.3.现场应用图片
图4 控制柜
图5 冷却风机及电机
图6 生产过程图片
5
使用注意事项
对变频器操作前，必须正确设置所有电机参数。
加速时间和减速时间的设定最为关键。加速时间过短，风机的加速电流将很大；加速时间过长，将导致玻璃到达吹风淬冷区时还未完成加速过程，影响玻璃钢化效果；减速时间不宜过短。
6
结束语
对风机进行变频节能改造后，风机的用电量大幅度下降，节能效果非常显著，同时风机转速下降，降低了机械磨损，减少了风机的故障率和提高了风机的使用寿命，经济效益巨大。
