Способ регулирования плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи Советский патент 1987 года по МПК H05B7/148 

1135

Изобретение относится к способам управления рудно-термическими печами, например карбидными и им подобными электропечными установками, и явля- етсй усовершенствованием изобретения по авт. св. № 993491.

Цель изобретения - повышение качества управления и снижение удельного расхода электроэнергии путем повышения точности определения длины эле- ктрода и коррекции режима перепуска.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования.

Устройство состоит из карбидной . печи 1 (объект регулирования), самообжигающихся электродов 2, токовьк трансформаторов 3, являющихся датчиками тока электрода, печного трансформатора 4 с переключателем 5 ступеней напряжения (ПСН), являющимся датчиком напряжения регулятора 6, исполнительных механизмов 7 перемещения электрода или системы перепус

ка, блоков 8 определения расстояния

электрод - под, блоков 9 сравнения фактического и заданного ра сстояния электрод - под, усилителя 10 и управляющих устройств 11, вьщающих сигнал управления в регуляторы 6, интеграто- ров 12, блоков- 3 сравнения положения электрод - под центрального и крайних электродов, усилителей 14 сигнала рассогласования, соединенных с регулято - ром 6 и системой загрузки бункеров 15 через устройство 11, и блока 16 определения рабочей длины электрода, выход которого соединен через регулятор 6 с системой перепуска электрода, блока 17 измерения Ремпературы сливаемого карбида кальция, блока 18 определения качества СаС.

Дополнительно в устройство введены блоки 19 памяти, счетчики расхода активной энергии 20 и амперквадрат- часов 21, вычислительное устройство 22, в котором реализуется уравнение

Wq; Тр

ь,п к-к,(1)

де К

L0,2(i-p

о

(2)

постоянный коэффициент; d, - диаметр электрода ;

Р - показатель

инерционности;

Р - усредненное удельное элек

к W

5

0

5

трическое сопротивление межэлектродногопространства, ОМ М;

коэффициент, зависящий от среднего значения литража. карбида кальция за период интегрирования;

расход активной энергии i-й фазы, МВт ч;

величина среднеквадратичного тока i-ro электрода, кА; время интегрирования (смена, сутки, период и т.п.). В блоке 23 сравнения среднее значение расстояния электрод - под, определяемое по формуле

а;

Т„ Ч.

К 1|

(3)

5

0

ilК -.

где Рд, - активная мощность фазы, МВт; ток электрода, кА; коэффициент, определяющийся по формуле (2),

сравнивается с величиной h,,,-фактическое, полученной в блоке 22 по уравнению (1).

Выход блока 23 сравнения через усилитель 10 соединен с регулятором 6, в который поступает сигнал на коррекцию величины перепуска.

В период работы между перепуска ми регулятор 6 электрического режима поддерживает заданную активную мопг ность на электродах путем контроля величины тока электрода. Происходит это известным способом. Возможны два

п наиболее распространенных способа регулирования - по мощности и току. Если регулирование осуществляется по току (Ig const) или по мощности (Р const), то чаще всего отработ ка возмущения происходит за счет перемещения электрода. Сигнал от датчика 3 тока поступает в регулятор 6. Сюда же поступает сигнал от ПСН 5 печного трансформатора 4, пропорци-

ональньм напряжению на электроде В регуляторе происходит сравнение этих сигналов с заданными, в случае отклонения выдается сигнал на исполнительный механизм 7 на переключение ступеней.или на перепуск электрода, если заданную мощность нельзя поддержать за счет переключения ступеней напряжения,

. В вычислительном блоке 8 происходит реализация уравнения

ч if

Величина Кд„ сравнивается в блоке 9 сравнения с заданной величиной, которая должна находиться в диапазоне 0,7-0,9 d,g . В случае отклонения от заданного диапазона сигнал рассогласования усиливается усилителем 10 и поступает на управляющее устройство 11, которое выдает сигналы в регулятор 6 и систему дозирования бункеров 15 для изменения соотношения кокс - известь или прекращения (увеличения) подачи извести из бункера 1

Одновременно с окончанием определения расстояния электрод - под в блоке 8 на выходе последнего появляются сигналы, .поступаннцие в интегратор 12, где происходит усреднение значения за определенный промежуток времени, после чего этот сигнал поступает на вход управляющего устройства 11 .

Для уточнения фактической длины электрода периодически или по распоряжению технолога определяют расстояние электрод - под по формуле (1). Пусть коррекция осуществляется за смену (основная единица оценки работы) , возможно и за любое другое время.

Определяем расход активной электроэнергии по формуле

W K.,. ,

где К - постоянньш коэффициент трансформации измерительных трансформаторов-счетчиков;uNg, - разность показаний счетчиков активной энергии за рассматриваемый период.

Определяем среднеквадратичные токи в электродах из показаний счетчиков амперквадратчасов по формуле

i,.K,,K.,, (6)

5 где К.

10

Oi

15

.

&N.

Т„ 20

25

-коэффициент трансформации трансформатора тока;

-коэффициент трансформации главного печного трансформатора;

-постоянная электросчетчика амперквадратчасов i-rc электрода (для счетчиков типа Ф-440 Кз; 1,-. для других счетчиков определяется индивидуально);

-разность показаний электросчетчика амперквадратчасов за время Т J время работы печи за рассматриваемый период, определяемое как разница между календарным временем и временем простоев печи

(Тр

)

Определяем .раЬстояние электрод - под для каждого электрода в соответствии с- формулой (1). Величину К определяем по формуле

К,

iQiOjQiati-I, (7)

100

где Q

опт

5

хфакт

0

q, оптимальное значение литража карбида кальция для конкретной печи, кг/л; среднефактическое значение литража карбида кальция за время между корректировками, ,-кг/л; угол наклона прямой зависимости величины Kj от литража карбида кальция.

Наклон прямой зависит от конкретной 45 печи, т.е. от ее номинальной мощности, конструкции и т.п., также как и значение Q . Кроме того, качество карбида кальция (литраж)определяют по эмпирическим формулам в зависимости от температуры сливаемого карбида кальция, так при Т 1690-1900°С она имеет вид:

50

ggQ (0,291Т - 201,5) + 0,9 (8)

при Т 1640-1760 0

Q (0,446Т - 470)(0,97-0,95) (9)

513508506

причем К 0,97 для начала диапазона, чи по авт. св. № 993491, о т л и ч аа К 0,95 к концу диапазона при Т

1950-2200 С

Q. 0,313Т - 344,1,

(10)

Из блока 22, где реализуется уравнение (1), сигнал, пропорциональный величине фактического расстояния электрод - под, поступает в блок 23 сравнения, где сравнивается с сигналом, пропорциональным среднему значению расстояния электрод - под, поступающему из блока памяти.

Б случае, еслиД 0, через усилитель .14 сигнал ошибки поступает в регулятор через блок 16 определения ., длины электрода, так как д фактически показывает ошибку в определении.

Сигнал качества карбида кальция формируется в блоках. 17 и 18, причем блок 17 измеряет температуру сливаемого карбида кальция, а в блоке 18 реализуется одно из приведенны-х урав .нений в зависимости от величины сигнала на выходе блока 17 и сравнивается с заданным качеством продукта (275-310 л/кг). В случае отклонения от заданного диапазона в управляющее устройство 11 второй (центральной) фазы поступает сигнал на изменение электрического режима или шихты.

В случае, если корректировка производится за больший период, наприме сутки и больше, то литраж карбида кальция можно брать фактический, а н по эмпирическим формулам (8-10).

Предлагаемый способ управления карбидной печью позволяет улучшить качество управления за счет более точного определения рабочей длины электрода, расстояния электрод, - под и момента осуществления перепуска изменением электрического режима и дозировки шихты.

Оптимальньй энерготехнологический режим обеспечивает снижение удельно- го расхода электроэнергии и повышает выход качественного карбида кальция, так-в настоящее время выход продукта первого сорта на карбидных печах составляет 5-9%, а средний удельный расход электроэнергии 2700- 3000 КВТ/Ч. Формула и.зобретения

Способ регулирования плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной пе

ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества управления и снижения удельного расхода электроэнергии путем повьш1ения точности определения длины электрода и коррекции режима перепуска, измеряют расход активной энергии и амперквадратчасов по каждому электроду, периодически определяют фактическое расстояние электрод - под по формуле

15

п KI

We

где К

di

- постоянный коэффи г 1 циент, определяемый

. по основному авт.св.; d., - диаметр электрода; - показатель инерционности;

Р - усредненное удельное сопротивление межэлектродного пространства;

K,1+tgCf- - коэффициент,

зависящий от

100

W

iMt среднего значения литража карбида кальция за период интегрирования;

расход активной энергии i-й фазы, МВт.ч;

величина амперквадратчасов i-ro электрода, кА. ч;

0

пр -Т

-р

- Т

пр

время интегри- рования, определяемое как разница между календарным временем и временем простоя печи, ч,

g сравнивают его с усредненным, значением расстояния электрод - под, определенным за период интегрирования и, в случае отклонения, корректируют режим перепуска.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение качества управления и снижение удельного расхода электроэнергии путем повышения точности определения длины электрода и коррекции режима перепуска. Для периодической коррекции режима перепуска дополнительно измеряют расход активной энергии и амперквадратчйсов по каждому электроду и по выявленной формуле определяют величину коррекции. 1 ил. со ел о 00 сд N)