Устройство для управления режимом работы руднотермической печи для рзложения фосфогипса Советский патент 1991 года по МПК H05B7/148 F27D19/00 

Изобретение относится к устройствам для переработки отхода производства минеральных удобрений - фосфогипса, в частности к системам управления режимом работы рудно-термической печи, используемой для разложения фосфогипса.

Целью изобретения является увеличение производительности путем оптимизации электрического режима.

На фиг.1 приведены зависимости выхода годного продукта в зависимости от электрического режима печи (как следует из этих зависимостей, максимум выхода годного продукта достигается при значении X 1,7-2,0,

v,Cs

где X Cco2+0.5Cco-aCs02 Сс°2 и Ссо - объемные концентрации диоксидов серы и углерода в печном газе); на фиг.2 - блок-схема системы управления,где Al, AJ, ДХ- отклонения соответствующих параметров, fi, Т2-сигналы запрета, FI-FA - регулирующие воздействия;

Блок схема содержит рудно-термиче- скую печь 1, датчик тока 2, первый выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения 3, второй вход которого соединен с выходом первого блока задания 4, выход первого блока сравнения через первый фазочувствительный усилитель 5 соединен с входами блока 6 перемещения электрода. Выход датчика тока 2 соединен также с первым входом первого блока деления 7, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения 8.

Выход первого блока деления соединен с первым входом второго блока сравнения 9, второй вход которого соединен с выходом второго блока задания 10.

Выходы блока сравнения 9 через второй фазочувствительный усилитель 11 соединеО-00

О

4J

00

ны с входами первого 12 и второго 13 элементов И.

Другие входы элементов И 12 и 13 соединены с выходом усилителя 14.

Сигнал, характеризующий состав печного газа X, формируется первоначально в анализаторе состава печного газа - хроматографе 15. Сигналы, характеризующие содержание диоксида серы, двуокиси и окиси углерода, поступают через соответствующие датчики 16-18 на входы сумматора 19 и на входы второго блока деления 20. Выход второго блока деления 20 соединен с третьим блоком сравнения 21, Фактическое и заданное значения X поступают с выхода третьего блока задания 22,

Выходы логических элементов И 12 и 13 соединены через блоки запрета 23 и 24 с блоком 25 переключения ступеней напряжения. Вторые входы блоков запрета 23 и 24 соединены с выходами первого фазочув- ствительного усилителя 5.

Шихта (фосфогипс), состав которой на данном конкретном производстве практически не меняется, непрерывно подается в электропечь, где происходит ее разложение с образованием газообразного целевого продукта -диоксида серы (SCte), идущего на производство серной кислоты, и шлака, используемого для получения цемента. Кристаллизатор расплава представляет собой барабанный холодильник с дробящей и сепарирующей насадкой и обеспечивает охлаждение и дробление шлака.

Устройство работает следующим образом.

Преобразование электрической энергии в тепловую происходит в печи 1 путем перераспределения энергии, определяющейся в электрической дуге и расплаве.

Регулирование электрического режима и поддержание X осуществляются перемещением электродов и/или переключением ступеней печного трансформатора следующим образом.

Сигналы о фактическом токе электрода и напряжении поступают от соответствующих датчиков тока 2 и напряжения 8.

В блоке сравнения 3 происходит сравнение фактического значения тока электрода с заданным.

В результате этого на выходе усилителя 5 появляется сигнал FI - команда на перемещение электрода, который поступает в блок 6 перемещения электрода.

Одновременно сигнал о фактическом токе электрода с датчика 2 поступает на вход делителя 7, а на выходе его образуется сигнал, пропорциональный проводимости фазы, который сравнивается с заданным

значением в блоке сравнения 9, усиливается усилителем 11 и поступает на вход логического элемента И 12,

На другой вход логического элемента И

12 должен поступить сигнал об отклонении значения Хф от заданного значения. Сигналы, пропорциональные содержанию газов, поступают соответственно в датчики 16-18. В сумматоре 19 реализуется уравнение

0 С(С02 + 0.5СО).

Сигналы с блока 16 и сумматора 19 поступают на вход блока деления 20, в котором определяется фактическое значение Хф,

5 Это значение сравнивается в блоке сравнения 21 с заданным значением (блок 22), Разностный сигнал, усиленный усилителем 14, поступает на элементы И.

Так как на входе элемента И 12 уже

0 имелся сигнал н-Aj, то на выходе его появится сигнал Рз на подъем напряжения печного трансформатора.

Однако этот сигнал до блока 25 переключения ступеней не дойдет, так как на

5 входе блока запрета 25 имеется запрещающий сигнал fi о том, что ток электрода больше заданного э.ф. ф зад.

Переключение ступеней возможно будет только после отработки отклонения по

0 току.

Формирование выходных воздействий в зависимости от отклонения контролируемых периметров можно проследить по алгоритму, приведенному на фиг.З.,

5 Приведенный алгоритм работы устройства позволяет исключить колебательный режим за счет наличия блоков запрета 23 и 24.

Введение логических элементов И 12 и

0 13 позволяет сузить диапазон колебаний отношения компонентов в печном газе (с допустимой 1,7-2,0 до 1,9-2,0). Следует отметить, что уменьшение допустимого диапазона отношения тока к напряжению в

5 большую сторону от оптимального позволяет, в основном, работать влево от точки максимума, что приводит к уменьшению удельного расхода электроэнергии при оптимальном выходе диоксида сери.

0 Формула изобретения

Устройство для управления режимом работы рудно-термической печи для разложения фосфогипса, содержащее датчик тока, выход которого соединен с первым

5 входом первого блока сравнения и с первым входом первого блока деления, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход - с первым входом второго блока сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом первого блока задания, а его выход - с входом первого фазочувствительного усилителя, первый выход которого соединен с первым входом блока перемещения электрода, а второй выход - с вторым входом блока перемещения электрода, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом второго блока задания, а его выход - с входом второго фазочувствительного усилителя, блок переключения ступеней напряжения, анализатор состава печного газа, первый выход которого соединен с входом датчика содержания СО. третий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом третьего блока задания, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности печи путем оптимизации электрического режима печи, оно дополнительно содержит сумматор, второй блок деления, усилитель, два элемента И, два блока запрета, датчики со- держания С02 и S02, причем вход датчика

содержания С02 соединен с вторым выходом анализатора состава печного газа, а его выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика содержания СО, а выход-с первым входом второго блока деления, выход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения, вход датчика содержания S02 соединен с третьим выходом анализатора состава печного газа, а его выход- с вторым входом второго блока деления, выход третьего блока сравнения через усилитель соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход каждого из которых соединен с одним из выходов второго фазочувствительного усилителя, выход - через блок запрета с одним из входов блока переключения ступеней напряжения, а запрещающий вход каждого блока запрета соединен с одним из выходов первого фазочувствительного усилителя.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - увеличение произво- дительности печи путем оптимизации электрического режима печи. Максимум выхода годного продукта достигается при зна- Cso2 чении X 1,7-2,0, где Сс 02 + 0,5 Ссо Cso2 . Ссо2 и Ссо-объемные концентрации SO, C02 и СО в печном газе. Устройство поддерживает оптимальное значение X, а регулирование электрического режима осуществляется перемещением электродов и/или переключением ступеней печного трансформатора. 3 ил. 6

2,0

1,0 0,5

«/

HUH JMQKC

ФигЛ