专利名称：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的制作方法
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发明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。本发明还涉及一种按照权利要求20所述的工业锅炉。
背景技术：
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，本发明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。
发明内容
关于方法，该技术问题按本发明通过开头所述类型的方法解决，其中，按照本发明规定权利要求1特征部分的特征。所述技术问题按照本发明通过按照权利要求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。本发明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。本发明从这样的考虑出发，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。本发明认识到，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，本发明尤其认识到，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所述的本发明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。按照本发明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于第一蓄热器中的燃烧空气的热焓和第二蓄热器中的燃烧空气的热焓的比较参数。按照本发明的方案，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。所述准则适用于评估有多少热量从第一蓄热器传递到第二蓄热器以形成所述蓄热器之间的对称性。在一种扩展设计中例如可以规定，作为用于蓄热器对称性的准则，借助连续的吸气测量持续地在当前确定预热的燃烧空气的实际温度，并且由该测量结果与实际燃烧空气量的乘积在当前计算来自预热燃烧空气的热量，所述热量在左侧和右侧加热时输送给炉腔。热传递变量理解为可使热量从第一蓄热器传递到第二蓄热器的参数。它尤其是这样的参数，其通过炉腔影响第一和第二蓄热器之间的热传递原理(但在总体上不直接影响炉腔)，也就是说其只影响两个通过炉腔间隔开的蓄热器之间的热传递原理，而并不直接影响炉腔的热焓本身。除了在所述扩展设计中优选提到的可单独或者结合地实现的热传递变量，原则上也可以使用能够将热量从第一蓄热器传递到第二蓄热器的其它热传递变量。所述传递应尽可能直接地并且以尽可能少的损耗以及在保持工艺稳定性的情况下进行。
在所述方法的一种特别优选的扩展设计中，调节形成第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(即通过预热的燃烧空气将热量从蓄热器引入炉腔的周期时长)延长所述第一时段的长度和/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第一时段的长度。优选也可以调节形成第二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(即通过热废气将热量从炉腔引入蓄热器的周期时长)延长所述第二时段的长度和/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第二时段的长度。第一和第二时长优选具有相同的值，也就是说即使对于缩短或延长的周期时长来说，左蓄热器处的热量引出时间也等于右蓄热器处的热量引入时间，反之亦然。然而原则上在需要时，第一和第二时长也可以是不同的。换而言之，有利地规定热传递变量作为操纵变量，其在一种特别优选的实施形式中作为第一时段形成，较热蓄热器一侧的蓄热式加热的周期时长延长该第一时段的长度，以便从该处将更多热量传递至脚冷的蓄热器，而相反地，较冷蓄热器的周期时长缩短第一时段(优选具有相同的值)的长度，以便支持其存储热量处的间距构成。特别优选的是，对称性控制器的输出作为时段形成，较冷蓄热器一侧的加热的周期时长缩短该时段的长度和/或较热蓄热器一侧的周期时长延长该时段的长度。在此应实现热量从较热的蓄热器传递至较冷的蓄热器，而应尽可能避免较冷的蓄热器变热而增加炉腔的负荷。换而言之，本发明的方案在一种优选的扩展设计中提供了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，其中，本身已知的温度控制器(例如PID控制器)为了调节形成具有代表性的上锅炉温度而具有用于燃料能量的出口并且与第二控制器相连，其连续地这样主动校正蓄热器之间的热对称性，使得两个蓄热器将来自预热的燃烧空气中的相同热量供给到炉腔中。本发明认识到，只有通过由此形成的蓄热器热对称性，才可以对上锅炉进行温度控制。扩展设计本发明的其它有利的扩展设计由从属权利要求得出并且分别给出了在技术问题范围内以及在其它优点方面实现上述方案的有利可能性。优选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，以便将第一和第二预热特征参数之间的差值限制在接近于零的阈值。对称性控制输出处的时间值有利地被限制地较短，以便能够逐渐地输送热量，而尽可能不对整个锅炉工艺产生明显影响。如果例如通过对称性控制器输出处的上述时段将允许的时间延迟限制为30秒，则蓄热器之间的温度平衡可以在第一次激活和存在不对称性时占用几天至一周的时间，并且此后在通常的对称前提条件下又回到零左右的值。有利地，第一和第二预热特征参数之间的差可作为第二调节回路的调节结果用于评估蓄热器的状态和/或用于评估另一影响参数，尤其用于评估炉腔和/或蓄热器内不受控的空气进入。由此可以有利地将对称性控制器的控制结果用于在技术上评估蓄热器状态或者用于评估其它外部影响因素可能存在的不对称性，例如用于评估和判断空气是否已经不受控地进入炉腔或者蓄热器内。如果按照具有调节为对称的蓄热器温度的扩展设计的认知，需要调节形成周期时间的持续倾斜来保持正确的对称性，则以此方式获得了间接测量，该测量给出了其它单侧影响的启示，例如错误空气不受控地单侧进入炉腔或者蓄热器内或者蓄热器不对称的磨损状态。在一种特别优选的扩展设计中，所述预热特征参数作为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有利地由蓄热器的模型计算得到。因此在理想情况下，用于评估蓄热器热对称性的准则需要使用预热的燃烧空气的热量，表示为从蓄热器进入炉腔中的能流(MW)。该能流通常不能作为测量值使用。在此，可以有利地通过蓄热器的数学模型提供该能流。因此，例如可以将锅炉控制中的数学模型用作蓄热器对称性的准则，所述数学模型在当前计算来自预热的燃烧空气的热量作为工艺变量，所述热量在左侧和右侧加热时输送给炉腔。所述数学模型例如可以嵌入用于锅炉控制的控制装置的软件中并且通过一次性的基本适配和自学习式地调节接近通过蓄热器顶部和蓄热器底部上的现有热元件的真实测量值确定的规定值并且保持接近。这种模型有利地提供了进入和流出第一和第二蓄热器的输入和输出热能流以及可分别供锅炉使用的热量。模型计算可以有利地在控制装置中实时进行。这优选也可用于(鉴于工业锅炉相对较慢的温度动力)实时地预先计算空气流和/或废气流的动态特性以及与之相关联的温度特性以及热量引入和引出。在附加的或者备选的措施中，可以在一种扩展设计的范围内使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，有利地测量燃烧空气量和/或蓄热器顶部温度。作为蓄热器顶部温度尤其使用最低的蓄热器顶部温度。换而言之，尤其可以简化地使用各空气和加热周期结束时燃烧空气量和最低蓄热器顶部温度的乘积作为用于蓄热器对称性的准则。这尽管相对模型计算可能是不准确的，因为按照经验预热的燃烧空气温度的真实温度通常比蓄热器顶部内的最低热电偶温度低大约50至100°C，而热电偶总是显示石温度与空气温度的混合温度。然而一方面这可以作为校正值考虑到，另一方面业已证明当上述模型不可用或者锅炉控制的计算容量不够时，所述扩展设计是有利的。所以作为用于蓄热器热对称性的简化准则，可以使用燃烧空气量与各空气和加热周期结束时的最低蓄热器顶部温度的乘积。所述预热特征参数有利地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。尤其可以简化地将分别在废气周期和空气周期结束时的最高和最低的蓄热器顶部温度和对应的上锅炉温度用作蓄热器对称性的准则。这有利地提高了测量值相对于真实温度值的可信性。炉腔和/或蓄热器优选配设有多个温度传感器，尤其是热电偶，以便尤其检测上锅炉温度和/或蓄热器顶部温度。为了评估蓄热器的热对称性，可以尤其将蓄热器顶部处的所有其它温度传感器的热电偶的上下温度峰值的加权平均值用作最简单的准则，尤其是分别在在周期结束时进行检测和/或有利地通过多个周期的平均来使其平滑。尽管这相对于模型计算来说可能不准确，但对于在加热侧本身上燃烧空气量不同的情况，通过这种简化的方法能够相对未经调控的状态得到明显改善。尤其是可对上锅炉进行温度控制。尤其是代表性的炉腔或上锅炉温度可以作为不同温度测量的加权平均值形成。特别有利的是，炉腔温度作为多个位置不同的温度测量的加权平均值形成。所述平均值有利地用作炉腔和上锅炉温度的有利外推的基础。在一种特别优选的扩展设计的范围内，尤其基于有代表性的炉腔温度特别是上锅炉温度的模型化时间曲线，将炉腔温度尤其是上锅炉温度外推到第一和/或第二周期时长结束时的相应锅炉温度上。特别优选的是，将炉腔温度外推到每个周期时长结束时的炉腔温度上。当在第一周期时长内从蓄热器中抽取燃烧空气时，其温度应下降，而炉腔中的温度应上升；接着当在第二周期时长内将废气吸收到相同蓄热器中时，其温度应上升，而炉腔中的温度应进一步上升。每个所述周期中的炉腔温度变化可以在周期时长结束时外推。因此，例如由对代表性的上锅炉温度的典型时间变化曲线的分析可以随时对该温度在蓄热式加热(分别从左侧和右侧)的各加热周期结束时的额定值的预测，取代当前的温度值，随时预测温度同样构成温度控制器的额定值。有利地由锅炉控制系统在每次由交替导致的温度下降的起始和结束时检测上下峰值温度并且由此以温度变化曲线的简单模型为基础随时提供对周期结束温度的预测。
扩展设计认识到，在交换蓄热器后不能通过温度控制器平衡温度下降，因为该温度下降相反只会干扰测量值的检测；合乎逻辑地由扩展设计从控制器中滤出。为了防止在转换后温度控制器对温度下降作出不期望的反应，取代锅炉温度的当前额定值将对周期结束时的温度的预测用作温度控制器的控制器输入值。在真实温度真正达到周期结束值之前的很长时间内，温度控制器可以根据对周期结束的预测识别温度是否过快或者过慢地上升，并且可以非常早地开始在调节技术上进行干涉。优选地，在由周期交替导引造成的温度下降之后，在第一调节回路中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，并且为此向锅炉输送该第一可控式操纵变量的附加止挡。所述止挡尤其由交替造成的燃料短缺量和/或由交替导引后的温度上升速度形成。这使得在交替造成的温度下降之后，锅炉温度加速上升。优选具体基于作为温度控制器的控制器输出值的燃料能量为锅炉输送对燃料能量的附加止挡，其中，该止挡本身之前并不是温度控制的结果，而是由交替造成的燃料短缺量和由转换后温度上升的速度形成。在一种特别优选的备选或附加扩展设计的范围内规定，作为热传递变量，通过较热的蓄热器使得燃烧空气流或者其它流体尤其与燃料流的变化无关地增多。为此，对称性控制器的输出优选通过较热的蓄热器使燃烧空气流或者其它流体流增多，以便附加地从该较热的蓄热器取得热量，而与为此的燃料量是否相同或不同地变化无关。最后有利地实现热传递介质的增多。优选对其它流体的使用尤其包括增加其它惰性气体(即不促进燃料燃烧的气体)的气体流。这例如可以是N2或者CO2这样的气体。惰性气体的优点是，其支持热量从左蓄热器到右蓄热器的传输，但在很大程度上不会影响燃烧过程和并且因此不会影响锅炉内室中的热焓。在一种特别优选的备选或者附加扩展设计的范围内规定，作为热传递变量，通过较冷的蓄热器使得燃烧空气流或者其它流体尤其与燃料流的变化无关地减少。为此，对称性控制器的输出优选通过较冷的蓄热器使燃烧空气流或者其它流体流减少，以便从该较冷的蓄热器取得更少热量，而与为此的燃料量是否相同或不同地变化无关。最后有利地实现热传递介质的减少。热传递介质尤其理解为例如再循环回路中的燃烧空气或者废气。此外也可以使用第三种介质作为热传递介质，例如附加地添加一定量的氧气、氮气或者其它惰性气体。在一种特别优选的扩展设计中，本发明的方案通过在成像方法中(例如通过使用炉腔图像，例如视频图像、炉腔摄像头)有利地识别熔解槽中的熔炼炉料的熔炼炉料表面上的对象进行补充。由此尤其可以将熔炼炉料岛与炉腔图像上的其它对象区分开，并且因此可以通过熔炼炉料岛更准确地确定表面负荷；由此清除了由于其它对象的覆盖而引起的熔炼炉料覆盖度误差。特别优选的是，可以通过循环地分析炉腔摄像头的炉腔图像信号(例如视频信号)确定熔炼炉料覆盖，其中，通过对象分析将熔炼炉料表面上的熔炼炉料岛从炉腔图像中滤出。熔炼炉料岛尤其可以通过其表征性的形状、其表征性的亮度和/或通过前后相继的视频图像中其光学重点的位置变化与其它图像对象区分开或者分类。
在这种扩展设计的范围内，本发明的方案以特别优选的方式与对称性控制相结合地进行温度控制，其中，可附加地达到通过熔炼炉料造成的可接受的恒定表面负荷，并且通过熔炼炉料造成的实际表面负荷确定为更准确的熔炼炉料覆盖。为此，优选由作为第一被控变量的炉腔温度和作为第二被控变量的熔炼炉料覆盖确定组合被控变量。这种扩展设计特别优选地使温度控制与对熔炼炉料表面上未熔解的熔炼炉料的熔炼炉料覆盖度的监测和控制相结合。在此，可以考虑到例如由于泡沫、由于附加激活的控制算法而使向熔炼炉料的热传递受阻的情况，以便减小熔炼炉料覆盖。在一种特别优选的扩展设计中，第一控制器可以调节为两个调节偏差的加权差值，即额定温度与实际温度之间的调节偏差和额定熔炼炉料覆盖与实际熔炼炉料覆盖之间的调节偏差的加权差值。为形式为燃料流和/或燃烧空气流的操纵变量一同确定通过熔炼炉料造成的表面负荷的额定值和实际值；能够以改善的方式调节用于形式为燃料流和/或燃烧空气流的第一可控式操纵变量的控制元件。为此尤其可以规定，由额定温度的调节偏差减去代表性锅炉温度的当前过程值并且减去具有未熔解的熔炼炉料的熔炼炉料表面的熔炼炉料覆盖的额定值减去对应的实际值的调节偏差的加权差值形成PWD控制器的调节偏差。优选也可以根据扩展设计的控制器的结果尤其是两个调节偏差的加权差值调节用于可控制辅助操纵变量的另一控制元件。作为辅助操纵变量，例如可以是鼓泡强度、电力附加加热或者由于较短周期而减少的火焰或钠的富集。换而言之,可以例如通过在熔炼炉料覆盖过高(可由负的调节偏差(dG)看出)同时的过高锅炉温度(可由负的调节偏差(dT)看出)鉴别热传递受阻的特殊情况。在这种情况下，可以激活修改的(例如PID)控制器，其根据输出处的组合调节偏差，尤其是附加地根据负的调节偏差(dT)和负的调节偏差(dG)选择性地显示鼓泡功率或者玻璃池中的电力附加加热的功率或者减少的火焰。通过较短的周期减少的火焰尤其包括使燃料与燃烧空气的比例暂时周期性地(尤其是脉冲式地)降低的措施。借助燃烧空气按比例的减少或者燃料按比例的升高，可能导致暂时的氧气短缺。这可能如此进行，使得在燃烧时产生炭黑颗粒；炭黑颗粒限制泡沫的形成。钠富集例如可以通过添加氧化钠或者其它适当的钠化合物进行；这降低了表面张力并且因此降低了泡沫的形成。以下根据附图阐述本发明的实施例。附图不一定按比例地呈现所述实施例，起到阐述作用的所述附图更多地以示意性和/或可轻易延展的形式形成。关于对可由附图直接看出的教导的补充，可以参考提到的现有技术。在此需要注意的是，可以在实施形式的形式和细节方面进行各种修改和变化，而不会偏离本发明的总体理念。本发明的在说明书、附图以及权利要求书中公开的特征既可以单独地也可以按照任意的组合方式均对本发明的扩展设计是重要的。此外，所有由至少两个在说明书、附图和/或权利要求书中公开的特征组成的组合特征均落入本发明的保护范围。本发明的总体理念不局限于在以下显示并且描述的优选实施形式的具体形式或者细节，也不局限于可能相比权利要求中要求保护的技术方案而言进一步限定的技术方案。对于所给出的测量范围，处于所述范围内的值作为极限值公开并且可以任意地使用和要求保护。本发明的其它优点、特征和细节由以下对优选实施例的表述以及参照附图得出；在附图中:
图1示出按照一种特别优选的实施形式的蓄热式加热的工业锅炉的示意图，其具有左蓄热器和右蓄热器，其中按照本发明的方案设有带温度控制模块和对称性控制模块的控制装置；
图2示出按照本发明方案的图1中的控制装置的用于温度控制模块的温度控制的第一调节回路和用于对称性控制模块的对称性控制的第二调节回路的示意图；图3示出图1的工业锅炉中的蓄热器顶部所测温度的时间变化曲线和代表性最低蓄热器顶部温度的模型化时间曲线和属于其的在周期时长结束时外插的蓄热器顶部温度的示意图，这在示意图中与锅炉压力、用于燃烧空气的阀位置以及废气的氧气含量和对称地呈现系统的建立状态的在温度控制器输出处来自左蓄热器和右蓄热器的能量引入的拉平高度；图4示出第一和第二预热特征参数的区别的时间变化曲线，其形式分别为在由左蓄热器和右蓄热器组成的系统的很大程度上建立对称的状态下来自预热的燃烧空气的热量以及作为热传递变量调节形成的时段，按照该热传递变量对于较冷的蓄热器延长用于从炉腔中排走废气的周期时长和/或对于较热 的蓄热器缩短用于从炉腔中排走废气的周期时长；图5示出图1中控制装置的对称性控制模块的一种变型对称性控制的示意图，其按照一种特别优选的扩展设计的方案通过以下方式进行修改，即，通过组合式控制器RTe代替温度控制器Rt以考虑温度的控制偏差dT的加权差值和熔炼炉料覆盖的控制偏差dG ；图6示出未处理形式的示例性的炉腔摄像头的炉腔图像；图7示出与图5相似的借助对象识别处理的炉腔图像，其中，识别出鼓泡斑点并且使其可辨认；图8示出在显示不同对象的情况下在对象识别范围内处理的图6中的炉腔图像，如其在熔炼炉料表面借助用于对象识别的炉腔图像数字化过滤过程鉴别出的那样；图9示出图8的图像，其中，突出了可在图8中看出的对象的泡沫结构。图1以简化的视图示出具有炉腔10的蓄热式加热的工业锅炉100，其上炉腔I作为被控系统被控制并且其中，下炉腔2具有未详细示出的玻璃熔解槽。玻璃熔解槽中所含有的玻璃通过炉腔10加热超过熔点并且熔解用于制造平板玻璃或类似物并且进行适当处理。在此，工业锅炉100通过以下方式加热，S卩，通过多个侧面安装的燃料喷射器20将燃料(在此形式为燃气)喷射到上锅炉I中。在此，示出了燃料喷射器20中的左喷射器20。在此示出了其它喷射器20'中的右喷射器20'。处于简单性原因，以下对于相同或相似的部件或者具有相同或相似功能的部件使用相同的附图标记。例如可以在左侧或右侧分别设置六个喷射器20、20'。在图1所示的加热周期中，通过喷射器20将燃气在实际没有燃烧空气的情况下喷射到上锅炉I中。在燃料喷射器20上方，预热的燃烧空气VB通过左侧开口30输送给上锅炉I。来自开口 30的燃烧空气在上锅炉I内与由燃料喷射器20喷射的燃气混合并且导致形成覆盖下锅炉的火焰40，其在此象征地示出。图1的视图示出的工业锅炉100处于通过左蓄热器50和左喷射器20进行蓄热式加热的状态。上述部件和开口 30设计为，使得通过喷射器20提供的燃气在足够的接近或者低于化学计量的范围内与上锅炉I中的左蓄热器的燃烧空气混合。图1所示的上锅炉I的左侧加热运行状态在通过左侧喷射器20喷射燃气和通过左侧蓄热器50输送燃烧空气VB的情况下持续例如20至40分钟的第一周期时长。在该第一周期时长中，燃烧空气VB与燃气20分开地输送至炉腔10内的上锅炉
I。在第一周期时长中，废气AG通过右侧开口 30'从上锅炉I输送至右蓄热器50'并且将其加热。
在第二运行状态下，在长度类似的第二周期时长内交换对上锅炉I的加热。为此，燃烧空气VB通过右蓄热器50'与来自右喷射器20'的燃气一起输送至上锅炉I，其中，燃烧空气VB吸收由废气AG在第一周期时长内在蓄热器50'中存储的热量。对燃料流和/或燃烧空气流的控制原则上通过用于工业锅炉100的控制装置1000的温度控制模块200进行。为此，原则上可以在温度控制模块200中安装PID控制器，按照该PID控制器通过提高燃料流和/或燃烧空气流而提高炉腔温度或者通过降低燃料流和/或燃烧空气流而降低炉腔温度。蓄热器顶部51或51'或者上炉腔I的温度值通过适当的温度探头52、52'、53输送给温度控制模块200，所述温度探头在此部分也与用于测量燃料-空气比例的Lambda探头相结合。尤其是上锅炉中通过温度探头53测得的温度用作温度控制模块200的输入值，例如用于以此为基础确定温度并且在周期时长结束时进行温度特性的外插。尤其是温度探头52、52'并且在此还有温度探头53将测得的温度提供给对称性控制模块300的输入端。尤其是如由温度探头52、52'测量的蓄热器顶部处的温度可以用作要求保护的对预热特征参数的简化确定的基础。必要时布置在相同位置的Lambda探头或者其它测量装置也可以例如通过空气量或者废气量为这种简化的确定过程提供测量值。控制装置1000还具有对称性控制模块300，其在此按照本发明的方法设计用于影响第一和第二蓄热器50、50'之间的热传递。这在此通过形式为时段± At的热传递变量实现，对于第一和第二蓄热器50、50'中较冷的蓄热器，第二周期时长t延长该时段的时间和/或对于第一和第二蓄热器50、50'中较热的蓄热器，第二周期时长t缩短该时段的时间，或者对于第一和第二蓄热器50、50'中较冷的蓄热器，第一周期时长t缩短该时段的时间和/或对于第一和第二蓄热器50、50'中较热的蓄热器，第一周期时长t延长该时段的时间。在此，形式为时间主控元件60的适当控制元件与对称性控制模块300耦合并且能够根据对称性控制模块300的指示缩短或者延长第一和第二周期时长t，后者通过周期时长对于左蓄热器50或者右蓄热器50'推移了时段土 Λ t的箭头61象征地表示。参照图2进一步描述温度控制模块200的第一调节回路I和对称性控制模块300的第二调节回路II。图2与左右蓄热器50、50'相关地示意性示出用于温度控制模块200的温度控制的第一调节回路的结构以及用于对称性控制模块300的对称性控制的第二调节回路II的结构。这根据用于调控地运行在图1中示例性示出的蓄热式加热的工业锅炉100的方法的一种优选实施形式进行阐述。用I表示的第一调节回路是温度控制。用II表示的第二调节回路是关于左右蓄热器50、50'的对称性控制。对于两个调节回路1、II，锅炉100的炉腔10内的上锅炉I用作以R表示的被控系统R的部分。被控系统R还包括左蓄热器50和右蓄热器50'以及来自预热的燃烧空气VB的由蓄热器50、50'提供的热量Qu和(^的位置，所述热量输送给上锅炉I。实际上，热量指的是在图2中用相应的标志表示的热流。锅炉温度控制的目的在于，对于交替的负荷和变化的扰动变量尽可能预先确定保证技术上期望的锅炉温度的燃料量。可控性的前提条件是主动保持热对称性，这借助将在以后阐述的第二调节回路II实现。
有效加热的另一前提条件是不具有多余波动的稳定而均匀的燃料流。因此这不应是温度控制器的任务，在约35至40秒的转换无火时间中通过提高的燃料用量平衡拱顶不可避免的温度下降，这是简单的PID控制器不能承担该任务的另一原因。
在此，过程值是预测周期结束时的温度，该温度由温度变化模型提供并且即使在温度还未达到最终温度但比按计划的温度升高慢或者比温度升高快时也可以实现控制干涉。这被相应地应用到多个锅炉温度的加权平均值上。
对于第一调节回路I，炉腔温度T用作被控变量。为此，例如通过适当的温度传感器52、52'、53在必要时通过适当校正测量多个代表性的上锅炉温度TpIV..!',。尤其是温度传感器53用于记录炉腔温度T。不同温度TpT2-Tn中与上锅炉温度适配的温度值在平均单元201中取平均值以形成加权温度平均值Tx。接着，温度平均值Tx被输送给外插单元202，所述外插单元能够按照代表性上锅炉温度的典型时间变化曲线的说明形成对各个蓄热式加热的加热周期结束时温度实际值Tist的预测。取代当前温度值Τχ，该预测的温度Tist同样形成温度控制器Rt的实际值。温度控制器Rt在此以PID控制器的形式构成，温度额定值Tst^也输送给所述温度控制器Rt并且该温度控制器由其差值确定对燃料能量E的需求。
关于外插单元202在此考虑到上锅炉温度T根据温度传感器52、52'、53在上锅炉I或者蓄热器顶部51、51'中的安装位置并且根据转换过程持续时间下降。这尤其对于温度传感器53在以下阐述范围内适用。因此，在转换中用于上锅炉温度的温度控制器Rt的温度T的实际值也下降3至20Κ，并且此后在持续加热中上升。在此，温度T大多随着时间变化曲线变化，所述时间变化曲线例如可以通过函数来描述:
T (t) =T0+ (Tunendlich-T0) * (1-exp [t/t0])
其中，
T(t)是近似的温度变化曲线，
T0是转换后的温度低点，
Tunendlich是在非常长的时间以后的温度，
t是时间并且
h是在此称为形状系数的时间常量。
由在各个蓄热式加热的加热周期结束时外插的温度Tist确定需要输送给锅炉的燃料能量E。在考虑所使用的燃气的热值的情况下由此确定燃料单元203中的燃料量B。燃料单元203调节配属于温度控制器Rt的控制元件(例如形式为用于喷射器20、20'的燃料节流阀)，以便这样调节形成作为用于上锅炉的第一可控式操纵变量的燃料量，从而达到与前述实际温度Tist不同的期望的额定温度TSm。
以下参照图3进行说明。在图3中，除了锅炉压力P、用于调节输送给左右蓄热器50,50/的燃烧空气的阀位置K和废气AG的氧气含量O以外还示出了通过温度传感器53测量并且与源自外插单元202的预测模型的用于实际温度Tist的温度信号比较得到的温度平均值Tx。通过预测单元202按照上述公式在温度T每次由交换造成的温度下降的起始tB和结束tE时检测上下峰值温度。由此，在以上述温度变化公式为基础的情况下随时提供对周期最终温度的预测，其作为实际值Tist用于调节回路I。在此，周期时长t表示在每个由交换造成的温度下降的起始tB和结束tE之间。在交换后在周期时长t的起始tB和结束tE时的所述温度下降不能通过温度控制器Rt平衡。相反，在图3中用Λ t表示的温度下降只会干扰测量值的检测并且在此合乎逻辑地从温度控制器Rt中滤出，以便防止温度控制器Rt对在由左蓄热器50加热换为由右蓄热器50'加热或者反相交换之后的温度下降作出不期望的反应。因此，取代温度平均值Tx的当前实际值，将对周期结束的预测温度Tist用作用于温度控制器Rt的控制输入值。在真实温度Tx达到周期最终值之前很长时间，温度控制器Rt可以根据对周期结束的预测识别温度是否过快或者过慢地上升，并且可以非常早地开始在控制技术上进行干涉。
蓄热式玻璃熔解锅炉的左侧加热和右侧加热之间不对称的锅炉温度的原因在于在蓄热器的热学不对称性中占主要数量的下降。
使用简单的PID控制器来这样控制燃料量从而为左侧加热和右侧加热产生相同的拱顶温度，是不适当的控制结构。企图通过左/右侧不同的燃料流来平衡这种不对称性通常导致存在的不对称性系统地增大。较冷蓄热器侧燃料量的每次增大(以平衡较冷的空气)会导致较热的蓄热器越来越热。较热蓄热器侧燃料量的每次减少(以平衡较热的空气)会导致本来就已经较冷的蓄热器越来越冷。
物理关系的“模型”允许蓄热器对称性控制的结构作为用于对称锅炉温度的前提。左蓄热器和右蓄热器的热焓和由其提供的预热燃烧空气处的热量应对于右侧和左侧的加热相互补偿，以保证炉腔的对称 加热。最少应使左侧和右侧的炉腔拱顶温度相互补偿。
根据初始状态，需要将500至4000MJ的热量从较热的蓄热器传递至较冷的蓄热器，而不在左侧和右侧加热之间产生燃料量的差别。这可以通过略微不同的周期时间或者通过不同的空气比例实现。如果周期时间的延长或缩短限制在例如60秒，则对于典型不对称的初始状态，蓄热器之间的对称性平衡可能占用不超过3天。锅炉的拱顶温度在通过这种对称性控制之后才可以进行调节。
再回到图2，在第二调节回路II中可以看到，在此为了评估蓄热器50、50'的热对称性，参考来自蓄热器50、50'的预加热的燃烧空气VB的热量Qu、QKe。各热量QL1、QKe通过蓄热器50、50,的数学模型提供，所述数学模型在差分单元204中实现为软件模型，并且接着提供各热量Qu、QKe的差。所述差通过差分单元204作为不对称性的能流Λ Q(按兆瓦计)提供给对称性控制器Rs。所述数学模型能够在进行一次基本适配和自学习式校正之后提供相应的热量，如热耦件的真实测量值。在此，对称性控制器Rs将图4中详细示出的热量差AQ调节为零。为此，对称性控制器民为蓄热器50、50'提供时段土 At，用于通过蓄热器50、5(ν加热上锅炉I的周期时长t变化土 Λ t的时间。
在此需要提到小型U形火焰熔解槽的例子，其在左侧加热的初始状态下具有高出45K的较热蓄热器，并且因此具有高出20K的较热拱顶温度。在形成对称性后，炉腔温度只还相差O至3K，锅炉中的拱顶温度对于左侧和右侧加热来说基本相同，这是其可控性的前提条件。
如果用相同的Lambda值运行两侧的加热并且两个蓄热器处于几乎相同的状态，则当在蓄热器侧之间形成热平衡后，对称性控制器在没有操作人员协助的情况下又形成用于左侧和右侧加热的相同周期时间。
相反:此后形成的持久倾斜状态(例如左侧周期需要一直长20秒以保持对称性)，这种持久倾斜状态在建立对称性后提供附加信息，例如通过相关蓄热器的废气侧的错误空气或者通过蓄热器磨损。对于由此可见的炉腔底部的温度差相应地适用，前提是可以检测温度差并且在技术上正确地对其进行解释。
如果蓄热器的废气量和/或燃烧空气量左右不同，则仅仅是温度的对称性就不够了。因此需要通过预热的燃烧空气在右侧和左侧平衡能量引入。为此在控制装置中具有蓄热器的基于SPS的模型，所述模型提供不再可直接测量的相应变量。
由图4可以示例性地看出，对于相对较长的时间段对于左蓄热器50超出了正值+ At。这可以在一种特别优选的评估模型的范围内用于在技术上评估左蓄热器的状态。在此需要确定，尽管具有第二调节回路II，仍存在不对称性。也就是在时段的正调节值+ At期间，显然需要有规律地延长通过左蓄热器50进行加热的周期时长以加热上锅炉1，由此可以推断出炉腔I或者蓄热器50中不受控的空气短缺。
实际上，至此描述的控制方法还可以进一步改善，以确保更均匀和稳定的熔解条件和保持不变的锅炉温度，因为上炉腔I与下炉腔2内的在图5中示出的熔炼炉料3之间的可变热传递显著地影响锅炉温度和熔解条件。尤其当由于在熔炼炉料3的表面上形成泡沫层或者泡沫层增大而使热传递明显减少的情况下会出现这样的问题:在这种情况下作为熔解锅炉形成的工业锅炉100的拱顶温度显著上升，但这根本不代表上炉腔I中的能量过剩，而是只说明熔炼炉料3的热传递受阻。
几乎没有用于在测量技术上评估从上炉腔I向熔炼炉料3进行热传递的方法可供使用。将用于此的设备装入炉腔将会产生不经济的较大花费并且即使这样也只会通过点测量计算，这些点测量不具有足够的 代表性。尽管可将在确定温度和确定熔解功率下在熔炼炉料3的熔炼炉料表面上形成的熔炼炉料岛5的表面负荷用作实际当前热传递的指示参数；然而通过评估炉腔摄像头5.1的炉腔图像5.3内的逐点亮度只能不充分地确定该表面负荷并且在此基础上进行的对熔解槽的温度控制几乎不能通过控制熔炼炉料岛4的表面负荷代替。
因为一方面业已显示，只以逐点的图像连读为基础为熔炼炉料岛4确定表面负荷是不够准确的，因为这种确定方式使分析容易受到变化的图像亮度的影响，并且因为这种确定方式不能可靠地区分鼓泡斑点。在此规定，在炉腔图像5.3 (在此是视频图像序列)上对熔炼炉料表面上的对象进行识别。为此使用本身已知的用于对象识别的炉腔图像数字化锅炉方法。通常识别出的图像对象为:熔炼炉料岛4、鼓泡斑点(如图7所示)、泡沫结构(如图9所示)和其它对象如摄像机镜头上的污物。但此外，熔炼炉料岛4很容易鉴别。熔炼炉料岛在前后相继的炉腔图像中具有不断变化的表面重心位置坐标，其中，表面重心随着轨道变化。相反，对于鼓泡斑点来说，表面中心的位置坐标处于固定位置上。熔炼炉料岛的亮度小于泡沫结构的亮度。炉腔摄像机的镜头上或者图像处理设备5的其它部件上的污物可通过以下方式鉴别，即，这些污物的位置、尺寸和亮度在前后相继的图像分析中是不变的。也就是说，可在视频图像上将熔炼炉料岛4与所有其它对象区分开，并且由于熔炼炉料岛造成的表面负荷也可以在它们与鼓泡光斑直接接触或者移动穿过鼓泡光斑的位置足够准确地确定。
图5示意性地示出如图2中控制装置的第一和第二调节回路，其中，第一调节回路按照本发明特别优选的扩展设计的方案变型。为此，第一控制器设计用于组合被控变量，其中，组合被控变量由作为第一被控变量的炉腔温度和作为第二被控变量的熔炼炉料覆盖确定。为此，显示了具有上炉腔I和下炉腔2的工业锅炉100的炉腔，其中，具有单独的熔炼炉料岛4的熔炼炉料3显示在下炉腔2的玻璃熔解槽中。图像处理设备5包括炉腔摄像机5.1和与其连接的用于炉腔摄像机5.1的炉腔图像(在此是视频图像)的对象识别装置。所述对象识别装置5.2利用本身已知的对炉腔图像5.3的数字化过滤方法来根据外观(如亮度、形状和尺寸)和运动区分原则上不同的对象。作为炉腔图像的典型对象尤其识别上述对象和由仍未液化的熔炼炉料构成的真正的熔炼炉料岛4。真正的熔炼炉料岛能够与其它对象区分开、被识别出并且明确地鉴别。
因此，通过炉腔摄像机5.1以及对象识别装置5.2根据由炉腔摄像机提供的炉腔图像能够将熔炼炉料岛与炉腔图像上的所有其它对象区分开。因此可以足够准确地确定由于熔炼炉料岛造成的表面负荷，以确定熔炼炉料覆盖。这尤其在鼓泡斑点与熔炼炉料岛存在直接接触的情况下(例如在熔炼炉料岛移动穿过鼓泡斑点的情况下)是重要的。
以此方式能够将相比迄今已知的方法得到改善的熔炼炉料覆盖值Gist提供给修改的第一控制器Rm()d。修改的控制器Rnwd具有组合被控变量Rtc，其控制偏差D由炉腔温度Tsoll-Tist的控制偏差dT和表面覆盖Gsq^-Gist的控制偏差dG确定。因此，组合被控变量Rtg具有作为D=kl*dT-k2*dG确定的控制偏差；在此，kl和k2是能够动态调节的比例参数，它们可根据经验值或者适应式地适配。
最后，不是必须地这样调节向炉腔的燃料输送，使得通过熔炼炉料岛4实现恒定的表面负荷，也就是图2中用于上锅炉I的温度Tist的温度控制器Rt并不完全由对通过熔炼炉料岛4造成的表面负荷的控制代 替。已知的是，只对于熔炼炉料覆盖或者只对于温度控制进行的锅炉加热控制可能导致炉腔内出现不能接受的温度波动。具体地，用于锅炉加热的组合控制器在附件中具有上述温度控制器Rt，其输出仍表示需要向锅炉输送的燃料能量。
其控制偏差dT现在由两个控制偏差的加权差值代替:
1.温度的控制偏差dT:dT=温度额定值减去代表性锅炉温度的实际值
2.熔炼炉料覆盖的控制偏差dG:dG=熔炼炉料覆盖额定值减去熔炼炉料覆盖实际值，通过对炉腔摄像机的视频图像进行对象识别和鉴定而确定。
因此，锅炉加热控制器的组合控制偏差为上述D=kl*dT-k2*dG ;在此，kl和k2是能够自由调节的比例参数。原则上，这种方法可以通过作为绝对值的影响因素的另一加权系数扩展为组合控制偏差D。因此对于dT可以使用控制偏差的加权平均值SUMi (dT,)，所述加权平均值能够考虑到上述与上锅炉温度适配的由不同温度1\、T2..Tn组成的温度值。必要时也可以通过控制偏差的加权平均值SUMj(ClGj)分析地考虑到其它对象的表面覆盖的影响。在本例中，i=j=l。
这种措施已经允许特别有利地区分不同的情况，对于不同的控制方案可以成功地操作:
-如果温度过低，即dT>0，并且同时熔炼炉料覆盖过大，即dG〈0，则提高能量要求E ；
-如果温度过高，即dT〈0，并且同时熔炼炉料覆盖小于预计值，即dG>0，则减少能量要求E ；
-如果温度小于额定值，即dT>0，并且同时熔炼炉料覆盖同样小于额定值，SPdG>0，则控制差值调节为接近零，只要熔炼炉料覆盖足够小，控制器就容忍低于额定温度的温度;
-但如果温度过高，即dT〈0，并且同时熔炼炉料覆盖同样过大，即dG〈0，则明显是从炉腔向熔炼炉料的热传递受阻的情况，即热传递阻塞，例如通常由于形成泡沫而阻碍热传递。这种临界的特殊情况不能通过提高燃料能量而解决。
有利地激活附加的控制算法ADD ;如果可能，所述控制算法包括:
-提高鼓泡强度；
-提高电控附加加热；
-通过减小暂时周期的加热，以便使泡沫表面分解，这在必要时由用于清除泡沫的吹入碳黑进行补充。
为了进行说明，图6示出几何定向的未处理的炉腔图像5.3的示例，如由炉腔摄像机5.2作为视频图像记录。
在图7中示出类似的炉腔图像5.3，其由炉腔摄像头5.2作为视频图像记录，所述视频图像由对象识别装置5.2处理；作为结果使鼓泡光斑01可辨认。鼓泡光斑的表面重心的位置坐标在前后相继的视频图像中不变。
在图8中示出由炉腔摄像机5.2拍摄作为视频图像的类似炉腔图像5.3，所述炉腔图像由对象识别装置5.2处理；作为结果，在错误颜色显示中用颜色显示一系列对象0(其中也包括重要的熔炼炉料岛4)并且根据其外观(尤其是亮度、形状和尺寸)、位置和轨道进行区分。熔炼炉料岛4的表面中心的位置坐标在前后相继的视频图像中沿着一条轨道变化。炉腔摄像机5.1的镜头上的污物可以通过以下方式鉴别，即，污物的位置、尺寸和亮度在前后相继的图像分析中是不变的。在图9中示出由炉腔摄像机5.2拍摄作为视频图像的类似炉腔图像5.3，所述炉腔图像由对象识别装置5.2处理；作为结果，将泡沫结构02与包含仍未熔解的熔炼炉料O的熔炼炉料岛4区分开。所述熔炼炉料岛4通过其较小的亮度与泡沫结构02区别开。只有熔炼炉料岛4的表面负荷被用于确定熔炼炉料覆盖。
权利要求
1.一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附加的冲击，所述冲击尤其由交替造成的燃料短缺量和/或由交替导引后的温度上升速度构成。
11.按权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述第一和第二预热特征参数之间的差作为所述第二调节回路的调节结果用于评估蓄热器的状态和/或用于评估另一影响参数，尤其用于评估炉腔和/或蓄热器内不受控的空气进入。
12.按权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，作为热传递变量，通过较热的蓄热器使得燃烧空气流或者其它流体尤其与燃料流的变化无关地增多。
13.按权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，作为热传递变量，通过较冷的蓄热器使得燃烧空气流或者其它流体尤其与燃料流的变化无关地减少。
14.按权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在所述第一调节回路中，温度调节通过以下方式与熔炼炉料覆盖调节相结合，即: -由作为第一被控变量的炉腔温度和 作为第二被控变量的熔炼炉料覆盖确定组合被控变量，尤其是所述第一和第二被控变量以相反的符号相加，并且 -所述第一控制器，尤其是所述PID控制器设计用于所述组合被控变量，以及 -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。
15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一和第二被控变量以相反的符号加权相加，加权系数尤其是能够调节的。
16.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于，对于第一被控变量的额定值减实际值的调节偏差和第二被控变量的额定值减实际值的调节偏差分别小于零的情况，通过配属于第一控制器的辅助控制元件调节形成形式尤其为鼓泡强度和/或电控附加加热和/或暂时减小的燃料流和/或燃烧空气流的可控式辅助操纵变量。
17.按权利要求1至16之一所述的方法，其特征在于，借助在对熔解表面图像的图像处理中的对象识别确定熔炼炉料覆盖，其中， -将熔炼炉料岛与其它对象区分开，尤其是与鼓泡斑点和/或泡沫结构和/或图像处理的污物区分开，并且 -只将熔炼炉料岛的表面负荷用于确定熔炼炉料覆盖。
18.按权利要求17所述的方法，其特征在于，根据对象的位置和/或轨道和/或亮度和/或大小区分熔炼炉料岛与其它对象。
19.一种控制装置，尤其用于实施按权利要求1至18之一所述的方法，具有工业锅炉调节装置，所述工业锅炉调节装置具有: 用于第一调节回路的温度调节模块，借助该温度调节模块: -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 与左蓄热器和右蓄热器相关的用于第二调节回路的对称性调节模块，借助该对称性调节模块: -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。
20.一种蓄热式加热的工业锅炉，具有炉腔，尤其是具有尤其用于玻璃的熔解槽，所述工业锅炉还具有: -至少一个用于将燃料喷射到炉腔中的燃料喷射器，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， -配属于所述至少一个燃料喷射器的左蓄热器和右蓄热器，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并且用于与燃料分开地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，和 -按权利要求19所述的控制装置。
全文摘要
本发明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。
文档编号G01B11/28GK103221349SQ201180055996
公开日2013年7月24日 申请日期2011年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者P.赫曼, A.波勒, T.舒尔兹, H.希勒曼 申请人:玻璃设计及技术有限责任公司