СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ Российский патент 1996 года по МПК H05B7/148 G05F1/66 

Изобретение относится к электротермии, конкретно к автоматизированным системам управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей (ДСП).

Известна система контроля электрического режима дуговых электропечей в часы максимума нагрузки энергосистемы (см. Автоматизированная информационно-измерительная система учета и контроля электроэнергии ИИСЭ-1-48. Техническая информация "Инструктивные указания по проектированию электротехнических установок промышленных предприятий", М. Энергия, 1975, N 7).

Недостатком такой системы является невозможность автоматизации системы управления. В системе, которая описана в журнале "Электротермическая промышленность", сер. "Электротермия" (вып. 8/10), 1977 г. устранен этот недостаток. Однако работа этой системы при превышении мощности группы ДСП сверх заданного значения приводит к отключения печей, а значит и к существенному снижению их производительности.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство, описанное в авт. св. N 1162063. Оно состоит из задатчиков-программаторов, которые подключены к электропечам, первый выходы задатчиков-программаторов соединены с сумматором мощности электропечей, а вторые их выходы соединены с блоком задания и кодирования временных сдвигов сложения величин активных мощностей электропечей, первый выход которого соединен с первым выходом регистра блоков сложения, а второй выход через временной задатчик с дополнительным входом сумматора мощностей электропечей, выход которого подключен ко второму входу регистра блоков сложения, связанного выходом через регистр блоков формирования сигналов, пропорциональных величинам максимумов заданной продолжительности с входом регистра блоков сравнения и определения минимальной величины значения максимумов заданной продолжительности, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени включения очередной печи, к второму входу которого подключен третий выход блока задания и кодирования временных сдвигов сложения, выход блока измерения времени включения очередной печи соединен с входом исполнительного механизма включения печей, к второму выходу которого через инициативный блок подключен первый вход дискриминатора, соединенного вторым входом с задатчиком времени прохождения максимума энергосистемы, третьим входом с пультами электропечей, а выходы дискриминатора соединены с входами задатчиков программаторов.

Описанная система позволяет осуществлять регулирование нагрузки группы ДСП путем изменения времени включения одной печи-регулятора.

Однако в электросталеплавильном цехе имеется возможность изменять фазы включения всех печей в интервале, определяемом условиями производства.

Технологический график печи быть представлен четырехступенчатым графиком, ординаты которого: Р_p ступень, соответствующая мощности расплава стали; Р_о ступень, соответствующая мощности окисления; Р_рф - мощности рафинирования стали; О ступень, соответствующая междуплавочному простою.

Регулирование максимума суммарного графика нагрузки с помощью одной печи регулятора обеспечивает глубину регулирования.

Если учесть, что все печи идентичны и графики их нагрузки практически одинаковы, то при изменении фаз включения (n 1) печей глубина регулирования изменяется в пределах [0; (n 1)P_p] где n количество ДСП (одна печь считается базисной, фазы включения остальных печей берутся относится времени ее включения).

Таким образом, в существующей системе не используются все возможности по снижению максимума активной нагрузки. Это соответственно, приводит к увеличению платы за электроэнергию и себестоимости стали.

Кроме того, глубина регулирования, обеспечиваемая одной печью-регулятором, может оказаться недостаточной для поддержания установленного энергосистемой уровня максимума нагрузки, что может повлечь за собой штрафные санкции со стороны энергосистемы.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности управления электрическим режимом группы дуговых сталеплавильных печей за счет дополнительного снижения максимума графика активной нагрузки этих печей и соответственно снижения себестоимости стали.

На чертеже изображена блок-схема предложенной системы.

К первым выходам пультов электропечей 1-2 присоединены задатчики-программаторы 3, вторые входы которых связаны с первым выходом дискриминатора 4, а выходы с входами вычислительного устройства 5. Второй выход пульта базисной электропечи 1 связан с входом дискриминатора 4, второй вход которого связан с выходом блока 7 пуска-остановки системы, связанного со вторыми входами блока 11 элементов 2 И. Таймер 9 через регистр 6 памяти времени включения электропечи соединен со вторым входом вычислительного устройства, третий, четвертый и пятый входы которого соответственно соединены с пультами электропечей 2, задатчиком 8 продолжительности максимума энергосистемы и задатчиком 10 продолжительности цикла плавки печи. Управляющий вход регистра 6 связан со вторым выходом дискриминатора 4. Выходы вычислительного устройства 5 связаны с первыми входами блока 12 задержек времени, вторые входы которого связаны с таймером 9. Блок 12 задержек времени связан с исполнительным устройством 13, выходы которого соединены с пультами электропечей 2.

Система работает следующим образом.

С выхода блока 7 пуска-остановки системы при наступлении заданного времени пуска поступает управляющий сигнал на вход дискриминатора 4, переводящий его в режим ожидания. При включении в работу базисной электропечи 1 на второй вход дискриминатора 4 поступает сигнал, вызывающий появление на его выходах двух дискриминационных сигналов. Сигнал первого типа включает в работу задатчика-программатора 3, на вторые входы которых подаются закодированные сигналы, несущие информацию о состоянии плавок печей 1-2, необходимую для работы задатчиков-программаторов 3. Сигнал второго типа подается на управляющий вход регистра 6 и активизирует его. Таким образом, на выходе регистра запоминается информация с выхода таймера 9, то есть фиксируется время включения электропечи 1.

С выходов блоков 2, 3, 6, 8, 10 на входы вычислительного устройства 5 поступает информация соответственно о времени включения печей по условиям технологии t_техн.i, графиков нагрузок печей Р_i(t), времени включения базисной печи ДСП1 t_вi, времени начала t_н и окончания t_к максимума энергосистемы, продолжительности цикла плавки печи t_ц, вычислительное устройство осуществляет перебор всех возможных сочетаний графиков P_i(t) (i 1,n) и определяет такое сочетание, которому соответствует минимальное значение тридцатиминутного максимума группового графика:

где i счетчик сдвигов между графиками;
К количество этих сдвигов;
j счетчик получасовых интервалов в пределах расчетного периода (t_к t_н/30;
среднее тридцатиминутное значение группового графика для j-го интервала при i-м сдвиге.

В соответствии с найденным значением вычислительное устройство 5 определяет астрономические времена включений печей 2 t_вi, а также - величины сумм t'_вi t_вi + t_ц. Если t_вi ≥ t_техн.i, то с первых входов вычислительного устройства 5 на входы блока 11 элементов 2 И поступают коды времен включения печей t_вi, а если t_вi < t_техн.i, то на эти входы поступают коды времен включения печей, пропорциональные величинам t'_вi. Такой принцип определения времен включения печей объясняется тем, что включить печь раньше, чем это диктуется условиями технологии, невозможно. Сигналы, пропорциональные величинам t_вi или t'_вi, поступают на первые входы блока 11 элементов 2 И. На вторые входы этого блока поступает разрешающий (запрещающий) сигнал с блока 7 пуска-останова.

Таким образом, сигнал, пропорциональный t_вi или t'_вi, проходит через блок 11 лишь в том случае, если есть разрешающий сигнал с блока 7. С блока 11 2И сигналы, пропорциональные указанным величинам, поступают на первый входы блока 12 задержек времени. На вторые входы этих блоков поступают сигналы, пропорциональные текущему астрономическому времени t_т. На выходах блока 12 появляются сигналы с задержкой времени t_вi t_т или t'_вi t_т. Эти сигналы поступают на входы исполнительного устройства 13 и осуществляется включением i-й печи 2.

При наступлении времени остановки работы системы на выходе блока пуска-остановки 7 исчезает управляющий сигнал, блок 11 запирается и система останавливает свою работу.

Использование: в электротермии, относится к автоматизированным системам управления режимом дуговых сталеплавильных печей ДСП. Сущность изобретения: система позволяет осуществлять подключение ДСП в такие моменты времени, когда максимальная из средних получасовых суммарных нагрузок ДСП будет минимальная по сравнению с любыми другими моментами времени включения печей. Предложенное устройство может быть использовано для управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных электропечей при их групповой работе, а также в других отраслях народного хозяйства для снижения максимума суммарного графика нагрузки электроприемников с циклическими технологическими графиками. 1 ил.

Система управления режимом дуговых сталеплавильных электропечей, содержащая группу задатчиков-программаторов, первые входы которых соединены с первыми выходами пультов электропечей, вторые входы с первым выходом дискриминатора, первых вход которого соединен с вторым выходом пульта базисной электропечи, а также задатчик продолжительности максимума энергосистемы, таймер и исполнительное устройство, соединенное группой выходов с входами пультов электропечей, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены блок пуска-остановки системы, регистр памяти времени включения электропечи, вычислительное устройство, задатчик продолжительности цикла плавки, блок элементов 2И, блок элементов задержки времени, группа выходов которого соединена с группой входов исполнительного устройства, первая группа входов блока элементов задержки времени подключена к группе выходов блока элементов 2И, вторая группа входов к выходу таймера, выход блока пуска-остановки соединен с вторым входом дискриминатора и с первой группой входов блока элементов 2И, вторая группа входов которого соединена с группой выходов вычислительного устройства, первая группа информационных входов которого соединена с выходами пультов электропечей, вторая группа информационных входов с выходами задатчиков-программаторов группы, первый вход задания вычислительного устройства соединен с выходом задатчика продолжительности цикла плавки, второй вход задания с выходом задатчика продолжительности максимума энергосистемы, а третий вход задания с выходом регистра памяти времени включения электропечи, информационный вход которого соединен с выходом таймера, а вход запуска с вторым выходом дискриминатора.