Способ управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А КЫЙ К Т СССР ОСУДАРС оложение е. между а этот его з адан ны 20 вами, у средвникают элек времени д ь Ъ- " - , ч,см,троэнергии,ктрод за пепусками,( -сЬ.д оличество эле веденной в эл риод м МВт/ч ер з адан й в приведенная к личина рассогл коэффициент, з от Д 1;приведен личина р коэффици от ДС. вися ная к заданной веассогласования;ент, зависящий(7) Ленинградский государственныйнаучно-исследовательский и проектный институт основной химическойпромьппленности(54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНСЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ЗАКРЫТОЙЭЛЕКТРОПЕЧИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА,при котором поддерживают во времяплавки сопротивление фаз печи взаданйых пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительноэлектрододержателей и величину перепуска определяют пропорциональноколичеству электроэнергии, введенному в каждый электрод за времямежду перепусками,.о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности печи и надежности в работе электродов путемподдержания оптимального положения 05 В 7/148; Г 27 0 19/00;01 В 2502 сэлектродов, определяютэлектрододержателей в иперепусками, усредняютпериод и сравнивают с зопределяют содержание Рв период между перепускняют его за этот периодвают с заданным и перепутроды через промежуток- диаметр электрода- заданная величинапуска, см;- число электродов- прогнозируемая смощность. за времяперепусками, МВт; скорректированную величину5 10 5 20 30 40 45 50 55 1 112Изобретение относится к электротермии и касается эксплуатации руднотермических электропечей закрытого типа.для производства фосфора.При эксплуатации электропечей дпя производства фосфора дискретно перепускают электрод относительно электрододержателя по мере его расхода, поддерживая длину электрода в оптимапьных пределах.Известен способ, при котором электрод опускают относительно электрододержателя Г 13.К недостаткам следует отнести отсутствие в управлении перепуском электродов каких-либо связей с электротехнологическим режимом, что приводит к значительному отклонению длины электрода от оптимальных значений положения электрододержателя и как следствие - к недобору мощности и производительности печи еИзвестна. автоматическая система измерения длины электродов в злектропечах с выдачей сигнала на перепуск электродов, в которой длина. электрода вычисляется по результатам измерения веса электрода с учетом подъемного усилия 1,2 Д.Недостатком( такой системы является высокая погрешность измерения длины рабочей части электродов закрытой фосфорной печи из-за малой величины расхода электродов между проводимыми перепускакю. Необходимость проведения перепусков при расходе каждого электрода не более 50-100 кг вызвана свойствами самоспекающихся электродов: расположением зоны коксования ниже контактных водоохпаждаемих плит. При весе электрода с электрододержателем 30-40 т расход электрода между перепусками 50-100 кг составляет 0,2- (0,4 Х, что соизмеримо с погрешностью ,любой системы.Наиболее близким по технической сути является способ управления элек тротехнологическим режимом з акрытой электропечи для получения фосфора, при котором поддерживают во время плавки сопротивление фаз печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительно электрододержателей и величину перепуска определяют пропорционально 0494количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод между перепускамн ГЗЗ.Недостатками известного способа являются невозможность определения положения электрода в ванне печи для сплошных самоспекающихся электродов, используемых в фосфорных печах, так как в известном способе положение торца электрода предпо- лагается измерять в полом электроде, а также отсутствие связи автоматического управления перепуском электродов с такими важными технологическими параметрами, как положение электрододержателя и содержание остаточного содержания пятиокиси фосфора в шлаке, характеризующем углеродистый режим печи. Это в свою очередь приводит к недобору электрической мощности и снижению производительности печи из-за отсутствия корректировки величины разо- вых перепусков электродов (т.е, длины электродов 1 с учетом указанных выше параметров за счет перемещения электрододержателя в крайние положения и колебаний Р 05 в шлаке,Целью изобретения является повышение производительности печи и надежности в работе .электродов путем стабилизации электротехнологического режима работы печи. Цель достигается тем,что согласно способу управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора, при котором подцерживают во время плавки сопротивление фаз печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительно электрододержателей и величину перепуска определяют пропорционапьно количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод за время между перепусками, определяют положение электрододержателей в период между перепускамн, усредняют его за этот период и сравнивают с заданным, определяют содержание РО 5 в шлаке в период ,между перенусками, усредняют его за этот период и сравнивают с заданным и перепускают электроды через промежуток временипР см з- диаметр электрода, см - заданная величина перепуска, см;- число электродов;- прогнозируемая средняя5мощность за время между перепускала, МВт; на скорректированную величинугде ЯЬ . - количество электроэнергии,введенной в электрод запериод между перепусками, ИВт/ч;Д 1 - приведенная к заданнойвеличина рассогласованияс -.коэффициент, зависящийот А 2;АС - приведенная к заданнойвеличина рассоглааования,аг - коэффициент, зависящийот АС.Указанное время между перепусками позволяет поддерживать зону коксования электродов на требуемом уровне, исключить ее перемещение в широком диапазоне, и как следствиеповысить надежность работы электродов за счет повышения их мехаиичес- З 0кой прочности.Необходимость корректирования величины перепуска с учетом положенияэлектрододержателя и содержания Р Ов шлаке обусповлена следующей основной причиной: фосфорная печь, как ивсе руднотермнческие печи, имеетзначительную инерционность (25-35 ч)по вбздействию входных параметров, связанных с шихтой, на выходные 40параметры, а именно: .содержание РгОв шлаке, температуру печного газа,производительность печи. Поэтому при отклонении от нормы одного из таких входных параметров как хими ческий или гранулометрический состав шихты, либо нарушение весового соотношения компонентов шнхты, происходит нарушение углеродистого режима печи, отклонейие содержания РгО 50 в шлаке, что приводит к нарушению технологического процесса печи на 25-35 ч вследствие большой инерционности процесса, состоящей из транспортного запаздывания и переходного 55 режима.В течение этого времени, например,в спучае зауглероживания ванны 494 4 печи, электрододержатель начинаетперемещаться в крайнее верхнее положение и при достижении крайнего верхнего положения регулятор. электрического режима снижает напряжение наэлектродах для поддержания активногосопротивления в заданных пределах.Снижение напряжения на электродахприводит к снижению мощности печи.Для того, чтобы в этот период работы печи поддерживать максимальновозможную мощность и исключитьвозможность перемещения электрододержателя в крайнее верхнее положение, корректируют величину перепуска в сторону уменьшения. При нарушении режима выпуска шлака возможно его накопление в ванне печи, чтоприводит также к перемещению электрододержателя вверх, При этом содержание Р О в шлаке будет находиться в заданных пределах, таккак не было нарушений по входнымпараметрам, связанных с шихтой.Поэтому корректировка величины перепуска будет проводиться только поположению электрододержателя. Проведение перепуска на скорректированную величину позволяет уменьшить скорость перемещения электрододержателя и увеличить время раб,оты печи на максимапьно возможной мощности, что позволяет повысить коэффициент использования максимальной мощности на 2-6 Е.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - графики для определения коэффициентао. на фиг. 3 - графики для определения коэффициента оВ ванне электропечи 1 размещены электроды 2. Блок 3 прогнозирования мощности, блок 4 задания величины перепуска, блок 5 вычисления промежутка времени между. перепусками входят в устройство управления печью. Сигнал с блока 6 положения электрододержателя через блоки 7 усреднения и блок 8 сравнения, а также сигналы с блока определения Р О в шлаке квантометра 9 через блок 10 усреднения и блок 11 сравнения подают на блок 42 вычисления коэффициента коррекции, выход которого подключен к входу блока 13вычисления скорректированной величины перепуска, куда через блок 145 11204суммирования подают сигнал со счетчика 15 активной электроэнергии электрода 2, а также сигналы с блоков 3,4 и 5. С выхода блока 13 сигнал идетна управляющее устройство 16, а с него - на исполнительный механизм 17каждого электрода.Пример осуществления предлагаемого способа управления на закрытойэлектропечи для получения фосфора Отипа РК 3-72 Ф.Дпя реализации предлагаемого способа необходимо задать параметрытехнологического процесса: диапазон колебания содержания Р О в шлаке 1,3-1,57.; диапазон колебания положения электрододержателей 40-60 см;диапазон изменения активного сопротивления фаз 3,2-3,8 мОм,Управление перепуском электродовпроисходит следующем образом.На электропечи, оборудованнойтремя самоспекающимися электродамидиаметром 170 см, задают прогнозируемую мощность 58 МВт из блока допроведения следующего перепускаэлектродов. Активное сопротивлениеФаз поддерживается 3,2-3,8 мОм регулятором электрического режима"Фоскар" путем перемещения электро 30додержателя. От исполнительного механизма 17 перепуска электрода сигнал об окончании предыдущего перепуска каждого электрода поступает вблок 5, где производится определе 35ние промежутка времени до проведенияследующего перепуска каждого электрода по формуле= - 0,45. 50 и по графику 1 фиг.3) определяетсякоэффициент Ы, равный (-0,2 ).Сигнал из блока 11 поступает в 55 блок 12, где определяется корректировочный коэффициент о(, , равныйИ = 1 -одлВ -оос= 1,27; Время до проведения следующего перепуска в данном примере составляет 1,6 1 ч. В,блок 5 также поступает сигнал из блока 4 задания разовой величины перепуска 3 см.От исполнительного механизма перемещения электрододержателей, соединенного с сельсин-датчиками положения электрододержателей 6, сигнап о текущих значениях каждого электрододержателя поступает в блок 7, где текущее значение положения электрододержателя усредняется за время = 1,61 ч, Сигнал о величине времени, за которое производится усреднение, поступает в блок 7 из блока 5. Усредненные значения каждого электрододержателя 94 асоставляют д 1= 20 см, д 1;,= 15 см и д 0,-= 22 см. Из блока 7 сигнал усредненных значений 1положения электрододержателей поступает в блок 8, где сравнивается с заданным 1верхним и нижним значением 1 положения электрододержателя. В нашем случае В, 11 . ;меньше нижнего задайного значения 40 см. Тогда определяется приведенная величина рассогласования между усредненными и заданными значениями положения электрододержателей для каждого электрода20 - 40М,=- --- =-05е %40 и по графику (фиг.2) определяется коэффициент а(,;, равный с= (+0,24),Сигнал полученных значений коэффициента ц,поступает из блока 8 в блок 12, где определяется корректировочный коэффициент. В это же время при выпуске шлака из электропечи отбирают пробы шлака с частотой .0,5-1 ч, которые поступают на квантометр 9, где они анализиРуются на содержание РО 5 (С;) и сигнал о текущем значении Р 205 в шлаке поступает в блок 10, куда также поступает сигнал о времени 7 =1,61 ч из блока 5, В блоке 10 текущие значения С;) усредняются за время Т = 1.61 ч С = 2,57. Сигнап усредненного значения Сиз блока 10 поступает в блок 11, где происходит сравнение с заданным значением содержания Р О в шлаке (См ). В блоке 11 йри напичии рассогласования между С, и С(2,51 ) 1,5) определяется приведенная величина рассогласованияСигнал значений с; из блока 12 поступает в блок 13, где определяется скорректированная величина перепуска П . От каждого электрода через счетчик 15 активной электро энергии сигнал поступает в блок 14, ,где суммируется количество электроэнергии, введенной в электрод за время с= 1,61 ч.Сигнал времени по-, ступает в блок 14 из блока 5. Количество электроэнергии, введенной в каждый электрод за время Т= 1,61 ч, составило ВЪ = 30,8 МВт ч, %1 = 31,5 МВт ч, 9/Ь;= 30,2 МВтч, Йз блока 14 сигнал йЪ .;ЩЬ;,; ФЬ;поступает в блок 13. В блок 13 также поступают сигналы из блока 5 - время Ф=1,61 ч, блока 3 - прогнозируемая мощность 58 МВт, блока 4 - заданная величина разового перепус , ка электродов 1 = 3 см, В блоке 13 определяется скорректированная величина перепуска каждого электрода по выражениюо 1 ЮЪ;,дП1 Р т 581,613,77 см.П;, = 4,01 см; П = 3,64 см.Сигнал П, П;, и П;из блока 15 поступает в управляющее устройство 16 и из него - на исполнительньп механизм 17 перепуска каждого электрода. После проведения перепуска каждого электрода сигнал об окончании перепуска поступает иэ исполни-. тельного механизма 17 в блок 5, где повторяется определение времени для последующего перепуска,1,27 3 30,8 3 Использование предлагаемого способа позволяет стабилизировать электротехнологический режим работы фосфорных печей, что дает возможность повысить коэффициент использования максимальной мощности на 33 и КПД печй на 0,57, что в конечном итоге позволит увеличить выпуск фосфора на одной печи на 3,77.та И аФа 2 Р,фр- Р,У 4 У Подпис екав аа Зона задаккых АР УВАРУ