Способ управления работой фосфорной электропечи

) 11) 1)4 Н 05 В 7 ЫЙ КОМИТЕТ ССС БРЕТЕКИЙ И ОТКРЫ ОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ РАБОТОЙ фОС(54) СПОСОБ(57) ИзобретникеЦельюуменьшение потерьпутем уменьшения згаза; В процессе плряют фактическую зго газа, сравниваюличиной, определяювеличину коэффициенапряжения с активсравнивают ее с эадне рассогласованийние печного трансф УПРАВЛЕРОПЕЧИение .оиз обре дарственн ий и проек еской про ыи(56) АвторскВ 922066, клПатент фРкл. Р 27 П 1 носится к электроения являетсяосфора со шпамомпыпенности печногоавки фосфора изме-,алыпенность печно-.ее с заданной ветакже фактическуюта связи полезногоой мощностью,анной и по величиизменяют напряжерматора. 3 ил.далее определяют ток электрода по35 формулеРи Рот =78 25 кАэ и ЗН тэл фи иУ В. = в -=2 72 мОмРс 1 312 фУ40 ф . Рсоя =соя агс 8-=0 862.К фЛинейное напряжение определяют поформуле 1 135444Изобретение относится к производству желтого фосфора электротермическим способом, в .частности к управлению электротехнологического режима5 работы электропечи.Цель изобретения - уменьшение потерь фосфора со шпамом путем уменьшения запыпенности печного газа.На фиг.1 приведена зависимость между запыленностью газа на выходе из печи и значением коэффициента С, характеризующего отношение полезного напряжения к полезной мощности, (кри-, вая а - для печей, перерабатывающих агломерат, кривая Ь - для печей перерабатывающих кусковое сырье); на фиг.2 - упрощенная блок-схема устройства, реализующего, предлагаемый способ; на фиг.З - блок-схема логическо го блока устройства.Устройство реализующее предлагаемый способ, содержит фосфорную электропечь 1, электрод 2, переключатель 3 ступеней напряжения печного транс форматора 4, датчик 5 тока электрода, в качестве которого используется токовый трансформатор или пояс Роговского с интегратором, регулятор 6 электрического режима, блок 7 управления перемещением электрода, задатчики 8 и 9 соответственно тока электрода и напряжения печного трансформатора, датчик 10 запыпенности на входе в электрофильтр 10, блоки 11 и 12 сравнения соответственно Фактической и заданной запыленности, вычислительные блоки 13 и 14, определяющие заданное и Фактическое значения коэффициента С, характеризующего отношения полезного напряжения к полезной мощности, которые сравниваются в блоке 15, и логический блок 16, первый вход которого соединен с выходом блока 11 сравнения, второй вход через блок 17 запрета - с выходом блока 15 сравнения. Запрещающий вход блока 17 запрета соединен с дополнительным выходом регулятора 6 электрического режима. Выходы логического блока 1650 соответственно соединены с переключателем 3 ступеней напряжения и входом блока 12 сравнения заданной запыпен 5 2лы + д 2 и + ДС), входы второго элемента И через логический элемент ИЛИ соединены с входами указанных блоков 11 и 15 сравнения (сигналы +Ь 2 и -ДС). Выходы первого элемента И и элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами переключателя 3 напряжения печного трансформатора., а выход второго логического элемента И соединен с входом блока 12 заданной запыленности печного газа.Устройство работает следующим образом.Задают режим работы печи: автивная рабочая мощность Р=50 МВт, желаемая запыленность печного газа на входе в электрофильтр 2 =45+ 5 г/нм.По формуле, связывающей запыленность и величину коэффициента С, определяют С 2 ьад -АС = --- = 086.задПроверяют условие 0,80С 0,95, где 0,80 - 0,95 диапазон значений С, обеспечивающий регламентную запыпенность без снижения рабочей мощности печи. Определяют заданное значение электрических параметров плавки по известным формулам: Ра= --- =429 ВдГЗ 1 созеИз технических данных трансформатора ЭОЦНК, которыми оснащены печи РКЗФ 1 М и РКЗФМ, такое напряжение может обеспечить 18-ю ступень напряжения (436,5 В), Уточняют величину тока электрода по указанной формулености печного газа.Логический блок 16 (фиг.З) выполнен на основе двух логических- элементов И и элемента ИЛИ, причем входы первого элемента И соединены с выходами блоков 11 и 1 Ь сравнения (сигнаРс1- ----- =767 кАГЗ БсояСледовательно, условие, чтобы токэлектрода не превышал 86 кА, (1 1186 кА) соблюдено,45 Предположим, активную мощность печи увеличивают от 50 до 60 ИВт, причем заданное значение запыпенности печного газа, а следователЬно, и значение коэффициента С не менюот, т.е, 2 4=45 5 г/нм, а С=О,86 В/Вт. Тогда для этого режима определяют по формуле 3 135444Соответственно регулятору 6 электрического режима задают указанныезначения, т.е. ток электрода 76,7 кАи номер ступени напряжения 18, а эаглубление электрода в пределах 0,8550,95 диаметра электрода, т.е. Н ==(0,65 - 0,95) 1,7 м,Шихта (фосфорит, кварцит, кокс),прошедшая предварительную обработкуи анализ в отделении подготовки шихты, по конвейеру из дозаторного отделения поступает в печные бункера, азатем по загрузочным течкам (не показаны) в ванну фосфорной печи, гдепод действием электрической энергии,поступающий в печь от печных трансформаторов 4 через самообжигающиесяэлектроды 2, происходят расплавлениешихты, нагрев и возгонка фосфора.Стабилизацию электротехнологического режима (тока электрода, сопротивления ванны печи, рабочей мощности, температуры под крышкой печи ирасстояния электрод - под) осуществляет регулятор 6 электрического режима.Регулятор состоит из трех контуроврегулирования по мощности, току и напряжению. Два первых контура являются З 0самостоятельными, а третий - вспомогательным. При режиме работы по мощности. контур регулирования по токувыполняет функции токовой защиты. Отработка возмущения осуществляется впервую очередь за счет перемещения35электрода, при этом для обеспеченияустойчивого регилирования вся зонаперемещения электрода разбита на тризоны: рабочую и две предаварийные - 4 Оверхнюю и нижнюю. Когда электрод входит в предварительные зоны, выделяется соответствующий сигнал на запретпереключения ступеней напряжения печного трансформатора. Переключениеступеней напряжения осуществляетсяпри нахождении электрода в крайнихположениях и при отклонении темпера-,туры под крышкой печи, но после устранения возмущения восстанавливаетсязаданный номер ступени напряжениятрансформатора.В процессе плавки регулятор 6 поизвестному способу поддерживает заданный электрический режим перемеще 55нием электрода (Р, блок 7) и в иск"лючительных случаях (отсутствует возможность перемещения электрода илипо другим причинам) переключением 4ступеней напряжения (Р, блок 3), но, 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 75,8-.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 шпака для определения Р О в нем и пробу пыли на выходе электрофильтра 10 датчиком. Если запыленность находитон н заданном диапазоне т 4 о+.о т/н 3 то на выходе блока 11 сравнения нет сиг нала разбаланса и на входе логического блока 16 сигнал отклонения отсутствует. При заданном электрическом режиме и относительно низком значении "40" =0,86 В/Вт з запыленность печного газа на входе электрофильтра 42 г/нм т.е. в пределах заданного значения 45+ 5 г/нм.При работе на выбранном электрическом режиме в вычислительном устройстве контролируется фактическая величина коэффициента С, т,е. реализуется уравнение ПьС= --- -=087.ф осьРьСравнивают полученное значение коэффициента Сф с С д, и, так как Д = =0,01, на выходе блока 14 сигнал об отклонении отсутствует (чувствительность усилителя устанавливается + д еа =0,03),Таким образом, на входах логического блока 16 сигналы об отклонении коэффициента С и запыленности печного газа отсутствуют и поэтому корректировки первоначально заданного режима не требуется. П =СР=С (-"-) зн 218,6 В. тт ффф 3 атдДалее определяют ток в электроде1 == в в -=88 9 кАРь Рц 19 лэ ц Зц ь ьиактивное сопротивление на фазуК = -- = 2 53 мОмРа312а линейное напряжение определяют поформулеУ =1 ГЗ 1 Й+х 2=461 В,где х - фазное, реактивное сопротивление, равное 1,6 мОм,это напряжение соответствует ступенинапряжения 461,5 В.При проверке отношения заданноготока электрода к номинальному получаютт.е. оно превышает допустимое значение 0,92, соответствующее току 86 кА. Поэтому для поддержания заданной мощности Р=60 МВт необходимо уменьшить ток электрода и увеличить напряжение, т.е. задают 15-ю ступень напряжения Б =480 В, а так как положение электрода остается неизменным, К =2,53 не изменяется, Определяют новое значение тока электрода по формулеРа 1 = ----- =85 4 кА ь ь 3 цсозпричем созопределяется по схеме хсоз/=соя агсг 8 -=0 845.К ьПроверяют ток электродаПри работе на выбранном электрическом режиме в вычислительном блоке определяется фактическое значение коэффициента С, характеризующего отношение полезного напряжения к полезной мощности, В данном случае С Ф,=БО ь ОМВ/ВтО,ЗЬРНа вхОд вычислительного блока поступают значения Цп и Р, определяемые известным способом, а именно: определяют фактический электрический коэффициентпо формулег31 э -г пот5 10 15 Значение С , поступает в блок сравнения, где сравнивается с заданным значением С =Оь 86 и на выходе блока появляется сигнал разбаланса +1 С=0,04, т.е. фактическое значение коэффициента больше заданного.Если на запрещающем входе блока запрета нет сигнала Г, (об отклонении тока электрода от заданного значения), сигнал +дС поступает на вход первого логического элеМента И.При данном режиме запыпенностьь измеренная на входе электрофильтра, равна 49 г/нм, т,е, на втором входе логического элемента И сигнал об от ь клонении запыленности отсутствует,а следовательно, и на выходе блока 16.Возможные случаи отклонения параметров от заданного и применяемые. регулирующие воздействия следующие.Пусть запыленность превышает заданное значение, т.е. Х ,=53 г/нм,тогда на первом логическом элементеимеются два сигнала + д 2 и + Сь ана выходе логического элемента появляется сигнал 0 Ы; т.е. на уменьшение полезного напряжения, а следовательно, и уменьшение значения коэффициента С.В процессе работы печи могут возникнуть различные ситуации отклонениярегулируемых параметров.Например, запыленность печногогаза на входе электрофильтра 42 г/нм,на выходе блока сравнения имеетсясигнал об отклонении величины коэффициента С от оптимального значения,но при этом изменяется ток электрода, 40например вместо 77 стал 83 кА соотьветственно активная мощность фазыувеличивается и, следовательно, коэффициент С (Оь 8 ь однако сигнал налогический элемент ИЛИ не поступает,потому что на запрещающем входе блока 17 запрета появляется сигнал запрета Г, ь запрещающий переключениеступеней напряжения, Это вызвано тем,что регулятор перемещением электродаотрабатывает возмущение. Если на входе логического блока ИЛИ присутствуютдва сигнала йЕ ) +5,0 и аС ) -0,03,т,е, +ДЕ и -4 С (такое положение возможно при неудовлетворительном состоянии электрофильтров), на выходе ло-гического блока 16, так как на запрещающем входе блока 17 нет сигналазапрета (Г,)ь появляются два сигнала: один.на увеличение напряжения7 1354 (Б) печного трансформатора и второй на изменение задания по запылен-, ности печного газа (на вход блока 12), так как при сложившихся условиях поддерживать заданную запыленность печного газа (2 =45+ 5 г/нм) невозможно.В соответствии с сигналами заданное значение запыленности 50 ф 5 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 можно принять ее, тогда значение С определяют по формулеЕэад -А С = --- =09 За 4 К ф445 8ровку задания по запыленности печногогаза.Таким образом, при работе фосфорных печей в соответствии с изобретением при мощностях печей до 50 МВтможно обеспечить уровень запыленностипечного газа. 40 г/нм, и при рабочих мощностях печей РКЗф и РКЗ 80 ф более 50 МВт соответственно50 г/нм, т.е, значительно ниже регламентных значений.Таким образом, повышение качествауправления работой фосфорной печи позволит .снизить потери фосфора со шламом не менее, чем на 407 без снижения рабочей мощности печей.Формула изобретенияЕэлд-АС = --- =0 924.Зад К фЕсли корректировка осуществляется по второму варианту, необходимо проверить условие 0,8 4 С (0,95.Фактическое значение С определяется в вычислительном блоке, куда поступают сигналы, пропорциональные мощности и напряжению (Р , Ул), Эти значения сравниваются в блоке 15 с заданным значением, и в случае разбаланса на входе логического блока появляется сигнал ДС.Таким образом, на первый логический элемент И поступает сигнал, когда фактическая запыленность больше заданной и величина коэффициента С больше заданной. При отклонении фактической запыленности от заданной сигнал поступает одновременно и на логический элемент ИЛИ, и на его выходе появляется сигнал об отклонении запыленности, т.е. +ДЕ, и сигнал на увеличение напряжения (Б л), т.е. на уменьшение величины С. Если Ь Е отсут" ствует, 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 +ЬЕ и -ЛС, соответственно на выходе второго логического элемента И появляется сигнал на корректиСпособ управления работой фосфорной электропечи, при котором контролируют положение электродов в ванне25печи, температуру под крышкой печии запыленность отходящих из печи газов,задают коэффициент., характеризующийсвязь полезного напряжения с активной мощностью, регулируют активнуюмощность путем перемещения электродови переключения ступеней напряженияпечного трансформатора, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь фосфора со шламом путем35 уменьшения запыленности печного газа,в процессе плавки измеряют фактическую запыленность и определяют фактическую величину коэффициента связиполезного напряжения с активной мощ 40 ностью по фактической мощности и полезному напряжению, сравнивают полученные величины с заданными значениями и,. если запыленность и величинауказанного коэффициента больше задан 45 ных значений, уменьшают напряжениепереключением ступени трансформатора,если фактическая запыленность большезаданного, а коэффициент меньше заданного значения увеличивают напря 50 жение и заданное значение запыленнос-ти, если запыленность меньше (равна)заданной, а коэффициент меньше заданного значенияувеличивают напряжение,