Способ управления работой фосфорной электропечи Советский патент 1987 года по МПК H05B7/148 

1 13544452 .

Изобретение относится к произвол-ль: + ОZ и + ЛС), входы второго элеству желтого фосфора электротермичес-мента Н через логический элемент ИЛИ

. КИМ способом, в .частности к управле-соединены с входами указанных блоков

нию злектротехнологического режима11 и 15 сравнения (сигналы +AZ и

работы электропечи.-ДС). Выходы первого элемента И и

Цель изобретения - уменьшение по-элемента ИЛИ соединены с соответствутерь фосфора со шламом путем уменьше-ющими входами переключателя 3 напряния запьшенности печного газа.жения печного трансформатора, а выход

На фиг.1 приведена зависимость Q второго логического элемента И соедимежду запыленностью газа на выходеиен с входом блока 12 заданной запыиз печи и значением коэффициента С,ленности печного газа,

характеризующего отношение полезногоУстройство работает следующим об- напряжения к полезной мощности, (кри- разом.

вая а - для печей, перерабатывающих15 Задают режим работы печи: автивная

агломерат, кривая b - для печей пере-рабочая мощность МВт, желаемая

рабатьшающих кусковое сырье); назапыленность печного газа на входе в

фиг.2 - упрощенная блок-схема устрой-электрофильтр Z 451 5 г/нм .

ства, ре,ализующего, предлагаемый спо-По формуле, связьшающей запыленсоб; на фиг.З - блок-схема логическо-2о кость и величину коэффициента С, оп-го блока устройства.ределяют CJCIA

Устройство реализующее Предлагаемый способ, содержит фосфорную элект- заА 0,86.

ропечь 1. электрод 2, переключатель„ „„ „ „

о „ .Проверяют условие О, 0,95,

3 ступеней напряжения печного транс-25 o/ % пг , / сгде 0,80 - 0,95 диапазон значении С.

форматора 4, датчик 5 тока электрода,- .

обеспечивающий регламентную запыленв качестве которого используется то--, - j

, „ность без снижения рабочей мощности

ковьм трансформатор или пояс Рогове-„

Vпечи. Определяют заданное значение

кого с интегратором, регулятор 6 - .

,. -,электрических параметров плавки по электрического режима, блок 7 управ- о . ления перемещением электрода, задат-известным формулам, чикй 8 и 9 соответственно тока элект- , ,птл°1 /Рс( . .iJ рода и напряжения печного трансформатора, д&тчик 10 запыленности на входедалее определяют ток электрода по в электрофильтр 10, блоки 11 и 12Формуле сравнения соответственно фактической р р и заданной запыленности, вычислитель- 3 u 3U эл кА;- ные блоки 13 и 14, определяющие за-

данное и фактическое значения коэффи--р 77 ,-п,.

- а 772 мим,

циента С, характеризующего отношения.„ .

полезного напряжения к полезной мощ-cos y c6sarctg- 0,862.

ности, которые сравниваются в блоке. ,,,, „-,

,.. ;,- -Линейное напряжение определяют по

15, и логический блок 16, первый входформуле

которого соединен с выходом блока 11. ,

сравнения, второй вход через блок уРа A7q R

17 запрета - с выходом блока 15 срав- Уз I и

нения, Запре1цающий вход блока 17 зап-и

Из технических данных трансформарета соединен с дополнительным выхо- ЭОЦНК-54000/110, которьп и оснадом регулятора fr электрического , РКЗ-80ФШ и РКЗ-62ФМ, такое

жима. Выходы логического блока 16„о,,,,,,.,, .г,

50 напряжение может обеспечить 18-ю стусоответственно соединены с переключа-„„., /п ,- т, „

„пень напряжения (436,5-В). Уточняют

телем 3 ступеней напряжения и входом„„„„

.- п -величину тока электрода по указанной

блока 12 сравнения заданной запьшен-формуле

ности печного газа.р

Логический блок 16 (фиг.З) выпол- 7- 76,7 кА.

нен на основе двух логических элемен- З Uf,costf

тов И и элемента ИЛИ, причем входыСледовательно, условие, чтобы ток

первого элемента И соединены с выхо-электрода не превышал 86 кА, (I

дами блоков 11 и 15 сравнения (сигна- 86 кА) соблюдено.

(|§.,

ктрических параметров плавки по . естным формулам, , ,птл°1 /Рс( . .iJ ее определяют ток электрода по муле р р эл кА;-

(|§.,

рического режима задают указанные значения, т.е. ток электрода 76,7 кА и номер ступени напряжения 18, а заглубление электрода в пределах 0,85- 0,95 диаметра электрода, т.е. Н (0,65 - 0,95) 1,7 м.

Шихта (фосфорит, кварцит, кокс), прошедшая предварительную обработку и анализ в отделении подготовки шихты, по конвейеру из дозаторного отдеДва раза в смену отбирают пробу пшака для определения . в нем и

ления поступает в печные бункера, а затем по загрузочным течкам (не показаны) в ванну фосфорной печи, где 15 пробу пыпи на выходе электрофильтра под действием электрической энергии, 10 датчиком. Если запыленность нахо- поступающий в печь от печных транс- форматоров 4 через самообжигающиеся

дится в заданном диапазоне (4515 г/нн то на выходе блока 11 сравнения нет сигнала разбаланса и на входе логическо го блока 16 сигнал отклонения отсутствует.

электроды 2, происходят расплавление шихты, нагрев и возгонка фосфора.

дится в заданном диапазоне (4515 г/нн то на выходе блока 11 сравнения нет нала разбаланса и на входе логического блока 16 сигнал отклонения отсутствует.

При заданном электрическом режиме и относительно низком значении 40

Стабилизацию электротехнологического режима (тока электрода, сопротивления ванны печи, рабочей мощности, температуры под крышкой печи и расстояния электрод - под) осуществ- 25 0,86 запьшенность печного ляет регулятор 6 электрического ре- газа на входе электрофильтра 42 г/нм ,. жима.т.е. в пределах заданного значения

Регулятор состоит из трех контуров 45i 5 г/нм

регулирования по мощности, току и на- При работе на вьйранном электри- пряжению. Два первых контура являются Q ческом режиме в вычислительном уст-

35

самостоятельными, а третий - вспомогательным. При режиме работы по мощности, контур регулирования по току вьтолняет функции токовой защиты. Отработка возмущения осуществляется в первую очередь за счет перемещения электрода, при этом для обеспечения устойчивого регилирования вся зона перемещения электрода разбита на три зоны: рабочую и две предаварийные - Q верхнюю и нижнюю. Когда электрод входит в предварительные зоны, выделяется соответствующий сигнал на запрет переключения ступеней напряжения печного трансформатора. Переключение ступеней напряжения осуществляется при нахождении электрода в крайних положениях и при отклонении темпера-, туры под крьшкой печи, но после устранения возмущения восстанавливается заданный номер ступени напряжения трансформатора.

В процессе плавки регулятор 6 по известному способу поддерживает за- данньй электрический режим перемещеройстве контролируется фактическая величина коэффициента С, т.е. реализуется уравнение

С

УП о.ъг

0,87.

45

Сравнивают полученное значение коэффициента Сф с Сзад , и, так как J 0,01, на выходе блока 14 сигнал об отклонении отсутствует (чувствительность усилителя устанавливается ± и 0,03).

Таким образом, на входах логического блока 16 сигналы об отклонении коэффициента С и запыпенности печного .газа отсутствуют и поэтому корректи- ровки первоначально заданного режима , не требуется.

Предположим, активную мощность 50 печи увеличивают от 50 до 60 МВт,

причем заданное значение запыпенности печного газа, а следовательно. и значение коэффициента С не меняют, т.е. 5 r/HMS а ,86 В/Вт 5.

нием электрода (F,, , блок 7) и в иск- 5 Тогда для этого режима определяют по лючительных случаях (отсутствует воз- Формуле можность перемещения электрода или

и,срГ Сз«/- 1

,гъ

218,6 В.

по другим причинам) переключением

как только возможно, регулятор 6 возвращает заданную ступень напряжения, а ток поддерживается в пределах 0,80- 0,92 ( 1 мОм). При этом, если напряжение увеличивается, ток надо уменьшить до 75,8т-76,0 кА, что составляет 0,82 (1 мОм), если напряжение уменьшается, ток увеличивают до 78-80 кА, но не более 86 кА, чтобы поддержать заданную мощность.

Два раза в смену отбирают пробу пшака для определения . в нем и

пробу пыпи на выходе электрофильтра 10 датчиком. Если запыленность нахо-

15 пробу пыпи на выходе электрофильтра 10 датчиком. Если запыленность нахо-

0

дится в заданном диапазоне (4515 г/нн то на выходе блока 11 сравнения нет нала разбаланса и на входе логического блока 16 сигнал отклонения отсутствует.

25 0,86 запьшенность печного газа на входе электрофильтра 42 г/нм ,. т.е. в пределах заданного значения

При заданном электрическом режиме и относительно низком значении 40

0,86 запьшенность печного газа на входе электрофильтра 42 г/нм , т.е. в пределах заданного значения

ройстве контролируется фактическая величина коэффициента С, т.е. реализуется уравнение

С

УП о.ъг

0,87.

Сравнивают полученное значение коэффициента Сф с Сзад , и, так как J 0,01, на выходе блока 14 сигнал об отклонении отсутствует (чувствительность усилителя устанавливается ± и 0,03).

Таким образом, на входах логического блока 16 сигналы об отклонении коэффициента С и запыпенности печного газа отсутствуют и поэтому корректи- ровки первоначально заданного режима не требуется.

Предположим, активную мощность печи увеличивают от 50 до 60 МВт,

причем заданное значение запыпенности печного газа, а следовательно. и значение коэффициента С не меняют, т.е. 5 r/HMS а ,86 В/Вт 5.

Тогда для этого режима определяют по Формуле

да для этого режима определяют по муле

и,срГ Сз«/- 1

Рл

,гъ

218,6 В.

Далее определяют ток в электроде

т 1э, Q i,--- г ,У

э UH Зи

кА,

активное сопротивление на фазу

R,

Р«-

2,53 мОм,

312

а линейное напряжение определяют по формуле

Ig R2+x2 461 В, где X.- фазнов реактивное сопротивление, равное 1,6 мОм, это напряжение соответствует ступени напряжения 461,5 В.

При проверке отношения заданного тока электрода к номинальному получают

I зал/IKOM 0,96,

т.е. оно превышает допустимое значение 0,92, соответствующее току 86 кА Поэтому для поддержания заданной мощности МВт необходимо уменьшить ток электрода и увеличить напряжение т.е. задают 15-ю ступень напряжения В, а так как положение электрода остается неизменным, ,53 не изменяется. Определяют новое значени тока электрода по формуле

Ра.

Y3 U cost/

V определяется

85,4 кА,

по схеме

X

cos( arctg ,845. К

Проверяют ток электрода -.ом 0,92.

ЬоА/ При работе на выбранном электрическом режиме в вычислительном блоке определяется фактическое значение ко- 40 эффициента С, характеризующего отношение полезного напряжения к полезной

В данном случае .

if «кг

мощности

-Uj:

р 5

п

На вход вычислительного блока поступают значения U и Р, определяемые известным способом, а именно: определяют фактический электрический коэффициент f j по формуле

1 51 Э -ГJOT Q gg.

Гэл р о,

а

18,2 МВт;

п .3 ид Р„/1з 224,8 Bj

Un

0,33 1 n

0,90 В/Вт

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Значение поступает в блок сравнения, где сравнивается с заданным значением ,86 и на выходе блока появляется сигнал разбаланса ,04, т.е. фактическое значение коэффициента больше заданного.

Если на запрещающем входе блока запрета нет сигнала f (об откло не- нии тока электрода от заданного значения), сигнал +&С поступает на вход первого логического элемента И.

При данном режиме запыленность, измеренная на входе электрофильтра, равна 49 г/нм , т.е. на втором входе логического элемента И сигнал об отт клонении запыпенности отсутствует, а следовательно, и на выходе блока 16.

Возможные случаи отклонения параметров от заданного и применяемые регулирующие воздействия следующие.

Пусть запыленность превьшгает заданное значение, т.е. г/нм, тогда на первом логическом элементе имеются два сигнала + dZ и + ЛС, а на выходе логического элемента появляется сигнал и (У , т.е. на уменьшение полезного напряжения, а следовательно, и уменьшение значения коэффициента С.

В процессе работы печи могут возникнуть различные ситуации отклонения регулируемых параметров.

Например, запыленность печного газа на входе электрофильтра 42 г/нм, на выходе блока сравнения имеется сигнал об отклонении величины коэффициента С от оптимального значения, но при этом изменяется ток электрода, например вместо 77 стал 83 кА, соответственно активная мощность фазы увеличивается и, следовательно, коэффициент С 0,8, однако сигнал на логический элемент ИЛИ не поступает, потому что на запрещающем входе блока 17 запрета появляется сигнал запрета f , запрещающий переключение ступеней напряжения. Это вызвано тем, что регулятор перемещением электрода отрабатьшает возмущение. Если на входе логического блока ИЛИ присутствуют два сигнала dZ 7 ,0 и лС -0,03, т.е. +iiZ и -4С (такое положение возможно при неудовлетворительном состоянии электрофильтров), на выходе логического блока 16, так как на запре щающем входе блока 17 нет сигнала запрета (ft) появляются два сигнала: один, на увеличение напряжения

(U|) печного трансформатора и второй на изменение задания по запыленности печного газа (на вход блока 12), так как при сложившихся условиях поддерживать заданную запыленность печного газа ( 5 г/нм ) невозможно.

В соответствии с сигналами заданное значение запыленности 50i5 г/нм . Корректировка задания может осуществляться по разному - дискретно, например с шагом 5-10 г/нм, или, если фактическая запыленность меньше регламентной, в качестве заданного мож- но принять ее, тогда значение С определяют по формуле

ЗйА

2эал -А,, Q

- -и,у

или

гзал-А

0,924,

ЗЯА к

Если корректировка осуществляется по второму варианту, необходимо проверить условие 0, 0,95.

Фактическое значение С определяется в вычислительном блоке, куда поступают сигналы, пропорциональные мощности и напряжению (Р , Uf, . Эти значения сравниваются в блоке 15 с заданным значением, и в случае разбаланса на входе логического блока появляется сигнал йС.

Таким образом, на первый логический элемент И поступает сигнал, когда фактическая запыленность больше заданной и величина коэффициента С больше заданной. При отклонении фактической запьшенности от заданной сигнал поступает одновременно и на логический элемент ИЛИ, и на его выходе появляется сигнал об отклонении запыленности, т.е. +/1Z, и сигнал на увеличение напряжения (U ,,) , т.е. на уменьшение величины С. Если uZ отсутствует, а величина коэффициента С меньше заданной, на выходе логического блока 16 появляется сигнал на увеличение напряжения. Если на входе логического элемента ИЛИ имеются оба сигнала +&Z и -4С, соответственно на выходе второго логического элемента И появляется сигнал на корректи5

0

5

ровку задания по запьтенности печного газа.

Таким образом, при работе фосфорных печей в соответствии с изобретением при мощностях печей до 50 МВт можно обеспечить уровень запыленности печного газа ./V 40 г/нм , и при рабочих мощностях -печей РКЗ-72ф и РКЗ- 80ф более 50 МВт соответственно rV50 г/нм , т.е. значительно ниже регламентных значений.

Таким образом, повьпиение качества управления работой фосфорной печи позволит .снизить потери фосфора со Шламом не менее, чем на 40% без снижения рабочей мощности печей.

Формула изобретения

Способ управления работой фосфорной электропечи, при котором контролируют положение электродов в ванне

0

печи, температуру под крьшкои печи и запыленность отходящих из печи газов, задают коэффициент, характеризующий связь полезного напряжения с активной мощностью, регулируют активную мощность путем перемещения электродов и переключения ступеней напряжения печного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь фосфора со шламом путем

5 уменьшения запыленности печного газа, в процессе плавки измеряют фактическую запыленность и определяют фактическую величину коэффициента связи полезного напряжения с активной мощ0 ностью по фактической мощности и полезному напр яжению, сравнивают полученные величины с заданными значениями и, если запыленность и величина указанного коэффициента больще задан5 ных значений, уменьшают напряжение переключением ступени трансформатора, если фактическая запыленность больше заданного, а коэффициент меньше заданного значения,, увеличивают напря0 жение и заданное значение запыленное- ти, если запыленность меньше (равна) заданной, а коэффициент меньше заданного значения,.увеличивают напряжение.

ff/5 ,9ti 0,32 1p 108 1,16 Фи.1

.г

a

Г.

SlSm yj

ас

Изобретение .относится к электронике. Целью изобретения является уменьшение потерь фосфора со шламом путем уменьшения запьшенности печного газа. В процессе плавки фосфора измеряют фактическую запыпенность печно-. го газа, сравнивают ее с заданной величиной, определяют также фактическую величину коэффициента связи полезного напряжения с активной мощностью, сравнивают ее с заданной и по величине рассогласований изменяют напряжение печного трансформатора. 3 ил. со ел 4 |й. 4 сл

Редактор И.Горная

Фи.3

Составитель Е.Косарев

Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Заказ 5717/56Тираж 799Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4