Способ управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора

.80, 1133471 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬР = (0,96-0,99) х 10 49,где ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский государственныйнаучно-исследовательский и .проектныйинститут основной химической промьппленности и Джамбулское производственное объединение "Химпром" им. Ленинского комсомола Казахстана(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ЗАКРЫТОЙЭЛЕКТРОПЕЧИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА,при котором поддерживают во времяплавки сопротивление фаз печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительноэлектрододержателей и величину перепуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенномув каждый электрод за время между перепусками, о т л и ч а ю щ и й. с я 5 Н Р 27 Р 19/00 ф С 21 С 5 56. тем, что, с целью повышения надежности работы элеметродов, производи- тельности печи и снижения расхода электродной массы, определяют коли. чество тепла, поступающего в зону коксования каждого электрода за время между перепусками, определяют разность между этим количеством тепла и количеством тепла, необходимого для коксования величины пере- пуска,и корректируют мощность на следующий период времени между пере- пусками в зависимости от этой разности в соответствии с выражением ЗР - корректировочная величина прогнозируемой мощности, аЯ - разность между количест- р вом тепла, поступившим в зону коксования и требуемым Эфф для коксования величины1 ай перепуска, причем при . ф уменьшении этой разности фф до величины 0,005-0,02 . от количества тепла, тре- а 1 буемого для коксования, мощность на следующий период между перепусками не корректируют.,1 133471 2происходит обрыв электрода с вытеканием электродной массы, к перерасхоо- ду электродной массы, идущей на приготовление новых стартовых электрот"5 дов, к простоям печи и, как следствие, к снижению выпуска фосфора. ер- Целью изобретения является повышение надежности работы электродови производительности печи и снижениерасхода электродной массы.Поставленная цель достигается тем,что при способе управления электротехнологическим режимом закрытой В электропечи для получения фосфора, а 15 при котором поддерживают во времяплавки сопротивление фаз,печи в заданных пределах перемещением электро"додержателей с электродами и перее пуском электродов относительноб электрододержателей и величину перео- пуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенномув каждый электрод за время междуперепусками, определяют количествотепла, поступающего в зону коксованжя каждого электрода за время между перепусками, определяют разностьмежду этим количеством тепла и колиав- чеством тепла, необходимого для кокЗО, сования величины перепуска, и корректируют мощность на следующий пе- О риод времени между перепусками в зависимости от этой разности в соответствии с выражением Изобретение относится к.электро- термин.и касается эксплуатацииэлектропечей закрытого типа для. пр изводства.фосфора, .Известен способ, при котором элек род опускают. относительно электродо держателя по мере его расхода, подд живая длину электрода в оптимальных пределах 13,.Недостатком данного способа явля ется отсутствие в управлении .Пере- пуском электродов каких-либо свя, зей с электротехнологическим режимом и качеством электродной массы, частности с теплопроводностью, из-з чего при использовании электродной массы с низкой теплопроводностью зо на коксования выходит из контактных плит на значительное расстояние, гд металлический кожух электрода разрушается, и происходит обрыв электр да с вытеканием нескоксованной массы,в ванну печи и, как следствие, к длительным остановкам печи на замену электрода, к повышению расхода электродной массы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ упр ления электротехнологическим режимом закрытой печи для получения фосфора, при котором поддерживают в время плавки сопротивление фаэ печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродамй и перепуском электродов относительно электрододержателей и величину перепуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод между.перепусками 21. 4 фНедостаток известного способа - отсутствие связи в управленииперепуском с качеством электродной массы, в частности с ее теплопроводностью, Это пРиВОДит к томУ Что при 45 применении электродной массы с низкой теплопроводностью количество тепла, поступающего в зону коксования в единицу времени через поперечное . сечение электрода, не обеспечивает 5 б повышения эоны коксования на величину перепуска электродов, компенсирующего его расход. Это, в свою очередь, приводит к постепенному перемет щению эоны. коксования вниз за контактные плиты в области, где происходит разрушение металлического кожуха электрода, в результате чего ВР = (0,96 - 0,99) х 10 ай где Ь Р - корректировочная величина прогноэируемой мощности;ьй - разность между количеством тепла, поступившим В зонУ коксованиЯ 9 пи требуемым для коксования величины перепуска 9, причем приуменьшении этой разностидо величины 0,005-0,02от количества тепла,требуемого для коксования, мощность на следующий период между перепусками не корректируют.Необходимость определения количества тепла, поступающего в зону коксования и требуемого для коксования фактической величины перепуска, обусловлено тем, что для различныхэлектродных масс количество тепла,требуемого для коксования определен ного объема электродной массы в еди-ницу времени, практически одинаково, а количество тепла, поступающего в зону коксования для различных электродных. масс, меняется взависимости от их теплопроводности.Это приводит к тому, что данныйобъем электродной массы полностью 10не скоксуется. На практике это означает, что блок нескоксованной массы выходит из контактных плит, в результате чего происходит обрыв электрода, Для исключения обрывов электродов и, как следствие, для повышения надежности работы печи необходимо, чтобы расход электрода,т.е. величина компенсирующего перепуска, обеспечивающая поддержание длины электро- Юда в оптимальных пределах, и величинаперемещения зоны коксования за период между перепусками были равны,для чего необходимо корректироватьмощность печи, так как от ее величины 25зависит расход электрода.Как показали исследования механизма коксования электродов, передачатепла в зону коксования осуществляется в основном путем конвекции: .30 где- площадь поперечного сегсИ,чения электрода, м-- изменение температурына единицу длины электросИда, град/м,- теплопроводность элект- Юродной массы, Вт/м град.На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего способуправления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора,В.ванне электропечи 1 размещеныэлектроды 2, блок 3 прогнозированиямощности печи и блок 4 вычислениявеличины перепуска входят в устройство управления печью.Сигнал со счетчика 5 активнойэлектроэнергии каждого электрода через сумматор 6 активной. электроэнергии каждого электрода за календарный час поступает в блок 7 расчета фактической величины перенуска,куда также поступает. сигнал с бло 71ка 4, Сигнал с блока 7.поступает в блок 8 вычисления количества тепла, требуемого. на коксование фактической величины перепуска, выход которого" подключен к входу блока 9 сравнения количества тепла, требуемого и поступ цощего на коксование, куда подают сигнал из блока 10 вычисления количества тепла, поступающего в зону коксования. Выход блока 7 подключен к входу управляющего устройства 1 1, выход .которого соединен с входом исполнительного механизма 12, Сигнал из блока 9 поступает в блок 13, где вычисляется величина мощности, на которую требуется скорректировать прогноэируемую мощность, выход которого подключен к входу блока 3.Пример осуществления способа , управления на закрытой электропечи для получения фосфора типа РКЗф номинальной мощности 46 МВт.Задают следующие параметры: активное сопротивление фаз ванны печи в пределах 2,8-3,8 мОм; в электроды загружается электродная масса с теплопроводностью 3 о 1,5 Вт/мград 1 насыпным весом у 1,58 т/м и удель-з ной теплотой коксования 8 = 1500 х10 Д / .Управление перепуском происходит следующим образом.На электропечи, оборудованной тре-, мя самоспекающимися электродами диаметром 1,4 м, задают прогнозируемую мощность 45 МВт из блока 3 до проведения следующего перепуска, период времени между перепусками составляет календарный час. Активное сопротивление фаз ванны печи поддерживают 2,8-3,8 мОм регулятором электрического режима типа "Фоскар", От исполнительного механизма 12 сигнал об окончании перепуска поступает в блок 4, где производится вычисление заданной величины перепуска на следующий календарный час: Р1 = (0,27 - 0,28) х 10 где Р - прогнозируемая мощность45 Мвт;т - время между перепуоками, 1 ч- количество электродов,д - диаметр электрода, 1,4 м.Величина перепуска 2,1 х 10 м г допроведения следующего перепуска,.1133471РнП 1 2,1710 м,= 2,06 10 м,П,= 2,11 10 м,юИ Хд,.фей-Й ф 4 От. каждого электрода через счетчик 5 активной электроэнергии и сумматор 6 активной электроэнергии сигнал поступает в блок 7, куда поступает сигнал из блока 4, и вычисляется Фактичес кая величина перепуска за календарный час. Мощность, введенная в каждый электрод за календарный час, ИВт: М 1, 14,7, %1,; 15,5,%1,;15,1.Фактическая величина йерепуска 1 О 15Сигнап из блока 7 поступает в управляющее устройство 11. и далее на исполнительный механизм 12, а также в блок 8, где вычисляется тепло, требуемое на коксование Фактической ве личины перепуска: ЙаП уь 20,8710 Вт чф лд 3611 21,08 10 Вт. ч;ОК = 21,37 10 Вт.ч,В блоке 10 вычисляется количество тепла, поступающего в зону коксо- ЗО вания 35 где -ф -350 град(м - величина поИ стоянная для печей типа РКЗФ,Л ф Ав+ 8 е 7 10( ф -300) 3,24 Вт/(м град) 40- температура Формирования скоксованного блока 500 С. фв 1 у - 17,45 10 зВт.ч В блоке 9, куда поступают .сигналы йв блоков 8 и 10, сравнивают. коли чество тепла, поступающего и требуемого для коксования и в том случае,если разность между Яи Я больше 0,.02 й , сигнал о разности поступает в блок 13. где рассчитывается величина, на которую необходимо скорректировать мощность на следующий период между перепускамн.файал= 1-,-,-йк,= 3,42 10 зюй;,= -4,53-10 Вт ч,аО-, =-3,92.10 Вт.ч; Ьй= -11,87 1 О Вт ч,т.е, на следующий период корректировочная величина прогнозируемой мощности равна дР=(0,96-0,99) 10 ай =11,87.10 Вт.чИз блока 13 сигнал о корректировке мощности поступает в блок 3, в котором корректируется прогнозируемая мощность на следующий период между перепусками.Р= Р; дР = 33,23 ИВт.Р; .1 пР 1 Примеры реализации способа управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора типа РКЗФ с тремя самоспекающимися электродами диаметром 1400 мм при использовании электродных масс различного качества приведены в таблице. Как видно из таблицы для электродных масс с разной теплопроводностью выбирается соответствующая максимальная мощность печной установки, .исключающая выход нескоксованного блока электродной массы ниже контактных плит электрододержателя и обеспечивающая надежную эксплуатацию электродов, снижение расхода электродной массы, исключение обрывов электродов. Экономический эффект от использоВания изобретения. на одной печи РКЗф составит 54,8 тыс. руб.В О 3 О э Аеф ф О Ы алоэ д 4 х ы й 1 1 111 о сл 1 Сц л ь о1 О1 Хоы сс 1 сЪ сч со м л сч113347а в 4 Кэ х х эю Раохэ эх й Ф ф лэ осэеэь и р, х о,о м,сс о И 3 цыьИ133471 Составитель А.АшихинТехред С.Иигунова Корректор В,Синицкая едактор И.Никол каэ 9938/ ал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 Тиран 569 ВНИИПИ Государственного. по делам изобретений .и о 313035, Москва, Ж, Ра Подниснокомитета СССРткрытийушская наб., д. 4