專利名稱：礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，尤其是涉及一種礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法。
背景技術(shù)：
礦熱爐，主要包括黃磷爐、電石爐、鐵合金爐三類，冶煉的產(chǎn)品是黃磷，電石、硅鐵、硅錳、鉻鐵、金屬硅等產(chǎn)品，它冶煉的核心理論是:通過電離空氣形成定向高溫離子流-電弧，將電能轉(zhuǎn)換成熱能，為還原反應(yīng)提供足夠高的溫度場(chǎng)。電弧的狀態(tài)取決于電極端頭和放電體的距離、放電體的導(dǎo)電性、電壓以及電極周圍的溫度和爐料介質(zhì)的電阻特性。在冶煉過程中，隨著爐底產(chǎn)品液面(或渣面)的不斷升高，爐料經(jīng)常性下榻，電極端頭因燒損而上移以及熔池導(dǎo)電性的變化，需要適時(shí)調(diào)整電極的實(shí)際位置，以保持爐內(nèi)電弧功率始終能夠處于最佳狀態(tài)，同時(shí)還要能夠保持三相(六相)電極電弧的弧長(zhǎng)基本相同，以維持三相(六相)電極釋放相同的電弧功率，保持相同大小的還原反應(yīng)區(qū)域，同時(shí)使供電系統(tǒng)能夠達(dá)到的較高的電效率，達(dá)此目的的關(guān)鍵之一就是電極升降自動(dòng)控制系統(tǒng)要能夠?qū)﹄姌O端頭的位置進(jìn)行精確測(cè)量判斷，然后，才能依據(jù)電極端頭位置的高低，進(jìn)而適時(shí)調(diào)整電極位置，維持電弧功率的主回路系統(tǒng)的雙高效。在礦熱爐爐冶煉過程中，隨著爐底產(chǎn)品的不斷積累，電極的做功點(diǎn)位置整體會(huì)不斷抬高，當(dāng)電極做功點(diǎn)位置抬高到一定位置時(shí)，就必須放出爐底產(chǎn)品，降低電極能做功點(diǎn)位置，開始下一次冶煉循環(huán)過程。這樣做的目的是為了保持電極做功點(diǎn)在爐內(nèi)的位置始終能夠處于比較理想的范圍之內(nèi)，能夠?qū)t內(nèi)料面溫度控制在合理的范圍，減少爐氣熱損失，提供冶煉過程電熱轉(zhuǎn)換和利用率，降低冶煉電耗，提供產(chǎn)量。礦熱爐的冶煉過程是一個(gè)周而復(fù)始的循環(huán)過程，即冶煉開始一產(chǎn)品累計(jì)一出爐一下一個(gè)循環(huán)過程開始。循環(huán)過程中的出爐操作的目的之一是獲得產(chǎn)品，目的之二是控制電極做功點(diǎn)在合理的范圍之內(nèi)。每一次循環(huán)獲得產(chǎn)品量的多少和用電量(即循環(huán)間隔時(shí)間與輸入電功率的乘積)有直接的正比例關(guān)系，冶煉時(shí)間僅是其中一個(gè)因素。現(xiàn)在通常的控制方法，是操作者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定一個(gè)出爐時(shí)間長(zhǎng)度，待時(shí)間到了之后，便打開爐眼出爐。然后。重復(fù)下一次循環(huán)過程。因?yàn)橐睙掃^程中，電極電流經(jīng)常發(fā)生變化，冶煉功率也發(fā)生變化，在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，冶煉產(chǎn)生的產(chǎn)品量存在較大的差距，由此導(dǎo)致，每一個(gè)爐次放出的產(chǎn)品量有較大的差距，生產(chǎn)過程出現(xiàn)一定的波動(dòng)，影響冶煉過程的正常進(jìn)行?，F(xiàn)行的出爐控制都是按照時(shí)間長(zhǎng)短來控制出爐時(shí)刻，往往將輸入電功率作為恒定量來處理，實(shí)際冶煉過程中，輸入電功率的波動(dòng)是比較大的，往往波動(dòng)量超過30%。所以，簡(jiǎn)單按照時(shí)間控制出爐時(shí)刻存在較大的偏差，影響冶煉過程穩(wěn)定、產(chǎn)量和電耗。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了 一種礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，有效地避免了簡(jiǎn)單按照冶煉時(shí)間來控制出爐操作所導(dǎo)致的冶煉過程波動(dòng)、產(chǎn)量降低、電功耗升高的問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，包括如下步驟:
第一步，電網(wǎng)三相交流電經(jīng)隔離開關(guān)、真空開關(guān)接入礦熱爐變壓器初級(jí)，經(jīng)變換后在變壓器的次級(jí)輸出80V到500V的三相交流電，通過大截面短網(wǎng)和導(dǎo)電裝置，與自焙或石墨電極相接，進(jìn)入礦熱爐內(nèi)，提供電功率；
第二步，礦熱爐內(nèi)電極實(shí)時(shí)參數(shù)值的采集:
在變壓器的初級(jí)或次級(jí)裝有電流互感器，輸出交流電流信號(hào)Ix，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為
0-5V或0-10V直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；另一路三相交流電壓信號(hào)Vx直接取自變壓器次級(jí)出線排上，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為0-5V或0-10V直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；在變壓器的初級(jí)裝有功率因數(shù)傳感器，輸出0-5V直流電壓模擬信號(hào)Vs，提供給A/D米樣板；
第三步，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:A/D采樣板將直流電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并輸送給計(jì)算
機(jī)；
第四步，計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算:
O按如下公式計(jì)算出電極電流1:
電極電流I = IxXKiXM，其中:Ki為初級(jí)電流互感器變比值；M為變壓器變比值；
2)按如下公式計(jì)算出電極電壓V:
電極電壓V = VxXKv，其中:Kv為電壓變送器變比值；
3)按如下公式計(jì)算出功率因數(shù)COSC:
功率因數(shù)COSC =VsXKs,其中:Ks為功率因數(shù)傳感器變比值；
4)按如下公式計(jì)算出用電量Q:
用電量Q= Σ 3XIXVXC0SC X Δ t，其中:Λ t為積分時(shí)間間隔；
第五步，計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷:
當(dāng)用電量Q達(dá)到事先的設(shè)定用電量Q時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，打開爐眼開始出爐。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算每一個(gè)爐次的累計(jì)用電量，然后根據(jù)用電量來確定出爐時(shí)間，當(dāng)冶煉用電量累計(jì)到預(yù)先設(shè)定的量時(shí)，打開爐眼出爐。這樣做的好處是能夠確保每一個(gè)爐次出爐量基本固定，帶來的直接效果是穩(wěn)定了爐內(nèi)溫度和冶煉過程，達(dá)到了提高礦熱爐的運(yùn)行效率，降低冶煉電耗，提高產(chǎn)量的目的。
具體實(shí)施例方式一種礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，包括如下步驟:
第一步，電網(wǎng)三相交流電經(jīng)隔離開關(guān)、真空開關(guān)接入礦熱爐變壓器初級(jí)，經(jīng)變換后在變壓器的次級(jí)輸出80V到500V的三相交流電，通過大截面短網(wǎng)(由大截面銅管(或大截面銅板)和大截面軟銅電纜組成)和導(dǎo)電裝置，與自焙或石墨電極相接，進(jìn)入礦熱爐內(nèi)，提供電功率；
第二步，礦熱爐內(nèi)電極實(shí)時(shí)參數(shù)值(包括電極的電流和電壓信號(hào))的采集:
在變壓器的初級(jí)或次級(jí)裝有電流互感器，輸出0-5安培的交流電流信號(hào)(即:初級(jí)電流互感器信號(hào)值Ix)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為0-5V (或0-10V)的直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；另一路三相交流電壓信號(hào)直接取自變壓器次級(jí)出線排上，是0-500V交流電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為0-5V或O-1OV直流電壓模擬信號(hào)(即:變壓器次級(jí)電壓信號(hào)值Vx)，提供給A/D采樣板；在變壓器的初級(jí)裝有功率因數(shù)傳感器，輸出0-5V直流電壓模擬信號(hào)(即:功率因數(shù)傳感器信號(hào)值Vs)，提供給A/D采樣板。第三步，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:A/D采樣板將上述七路直流電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為七路數(shù)字信號(hào)，并輸送給計(jì)算機(jī)；
第四步，計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算:
I)按如下公式計(jì)算出電極電流1:
電極電流I = IxXKiXM，其中:Ki為初級(jí)電流互感器變比值；M為變壓器變比值。電極電流I取值范圍為O 113000A。2)按如下公式計(jì)算出電極電壓V:
電極電壓V = VxXKv，其中:Kv為電壓變送器變比值。電極電壓V取值范圍O 500V。3)按如下公式計(jì)算出功率因數(shù)COSC:
功率因數(shù)COSC =VsXKs,其中:Ks為功率因數(shù)傳感器變比值。功率因數(shù)C0S<2取值范圍O I。4)按如下公式計(jì)算出用電量Q:
用電量Q= Σ 3XIXVXC0SC X Δ t，其中:Λ t為積分時(shí)間間隔，通常取60ms ； 第五步，計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷:
當(dāng)用電量Q達(dá)到事先的設(shè)定用電量Qμ (Qftp通常為23000 32000kwh)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，打開爐眼開始出爐。為了給操作人員足夠的準(zhǔn)備時(shí)間，還可事先設(shè)定一個(gè)比設(shè)定用電量Qftp小的出爐準(zhǔn)備提醒用電量QiiP當(dāng)用電量Q達(dá)到出爐準(zhǔn)備提醒用電量QiiI時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出提醒信號(hào)，通知操作者預(yù)備出爐。
權(quán)利要求
1.一種礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: 第一步，電網(wǎng)三相交流電經(jīng)隔離開關(guān)、真空開關(guān)接入礦熱爐變壓器初級(jí)，經(jīng)變換后在變壓器的次級(jí)輸出80V到500V的三相交流電，通過大截面短網(wǎng)和導(dǎo)電裝置，與自焙或石墨電極相接，進(jìn)入礦熱爐內(nèi)，提供電功率； 第二步，礦熱爐內(nèi)電極實(shí)時(shí)參數(shù)值的采集: 在變壓器的初級(jí)或次級(jí)裝有電流互感器，輸出交流電流信號(hào)Ix，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為0-5V或O-1OV直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；另一路三相交流電壓信號(hào)Vx直接取自變壓器次級(jí)出線排上，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為0-5V或0-10V直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；在變壓器的初級(jí)裝有功率因數(shù)傳感器，輸出0-5V直流電壓模擬信號(hào)Vs，提供給A/D米樣板； 第三步，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:A/D采樣板將直流電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并輸送給計(jì)算機(jī)； 第四步，計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算: 1)按如下公式計(jì)算出電極電流1: 電極電流I = IxXKiXM，其中:Ki為初級(jí)電流互感器變比值；M為變壓器變比值； 2)按如下公式計(jì)算出電極電壓V: 電極電壓V = VxXKv，其中:Kv為電壓變送器變比值； 3)按如下公式計(jì)算出功率因數(shù)COSC: 功率因數(shù)COSC =VsXKs,其中:Ks為功率因數(shù)傳感器變比值； 4)按如下公式計(jì)算出用電量Q: 用電量Q= Σ 3XIXVXC0SC X Δ t，其中:Λ t為積分時(shí)間間隔； 第五步，計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷: 當(dāng)用電量Q達(dá)到事先的設(shè)定用電量Q時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，打開爐眼開始出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，其特征在于:在判斷用電量Q是否達(dá)到事先的設(shè)定用電量Q 前，先判斷用電量Q是否達(dá)到出爐準(zhǔn)備提醒用電量QmI，如果達(dá)到，則計(jì)算機(jī)發(fā)出提醒信號(hào)，通知操作者預(yù)備出爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，其特征在于:所述積分時(shí)間間隔Λ t為60ms。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，其特征在于:所述設(shè)定用電量Q出爐為23000 32000kwh。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦熱爐出爐時(shí)間間隔的控制方法，通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算每一個(gè)爐次的累計(jì)用電量，然后根據(jù)用電量來確定出爐時(shí)間，當(dāng)冶煉用電量累計(jì)到預(yù)先設(shè)定的量時(shí)，打開爐眼出爐。這樣做的好處是能夠確保每一個(gè)爐次出爐量基本固定，帶來的直接效果是穩(wěn)定了爐內(nèi)溫度和冶煉過程，達(dá)到了提高礦熱爐的運(yùn)行效率，降低冶煉電耗，提高產(chǎn)量的目的，有效地避免了簡(jiǎn)單按照冶煉時(shí)間來控制出爐操作所導(dǎo)致的冶煉過程波動(dòng)、產(chǎn)量降低、電功耗升高的問題。
文檔編號(hào)G05B19/04GK103092095SQ20121054025
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者崔存生 申請(qǐng)人:成都高威節(jié)能科技有限公司