[发明专利]一种用于二水湿法磷酸萃取工艺的风机调速方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷酸生产工艺的过程控制技术，具体涉及一种用于二水湿法磷酸萃取工艺的风机调速方法。

背景技术

磷酸作为一种基础性的化工原料，在我国化工行业有着举足轻重的地位。因为二水硫酸钙具备结晶颗粒粗大、便于过滤分离和生产过程稳定可靠等优点，所以磷酸生产企业一般采用二水湿法磷酸萃取工艺。萃取槽是二水湿法磷酸萃取工艺的核心设备。在使用浓硫酸萃取磷矿石的过程中，大量的化学反应热积累于萃取槽中，并伴随产生有毒气体，其主要成份为四氟化硅和氟化氢。一般情况下，生产企业是通过闪蒸冷凝器移除过多的反应热，以使反应浆料保持在最佳温度78℃。对于四氟化硅和氟化氢等有毒气体，通常使用风机抽取萃取槽上部的含氟气体送入尾气处理装置。在风机的作用下，萃取槽内部和外部形成一定的负压，以阻止含氟气体从萃取槽顶盖缝隙外逸。当萃取槽在满负荷工作时，加大抽风量，以防含氟气体逸出量增加；当萃取槽在欠负荷工作时，减少抽风量，以节约电能。风机除了用于抽取有毒气体外，还用于缓解闪蒸冷凝器调节延时造成的温度波动，相当于一个辅助调温功能。当闪蒸冷凝器的降温幅度过大时，减少抽风量，以防反应浆料温度偏低；当闪蒸冷凝器的降温幅度过小时，加大抽风量，以防反应浆料温度过高。因此，风机的抽风量应根据生产过程的现场情况进行实时调节。现有技术风机的抽风量调节方法，不是调节风机之中的电机转速，而是由操作工人根据工艺指标的偏移量改变风道挡板的开度，达到风量大小的调节。这种方式的优点是易学易用和简单可靠，缺点是电机长期处于满负荷状态工作、电能损耗大，经常因人式调节不及时导致大量含氟气体逸出。根据生产经验，因调速方式不合理，“大马拉小车”现象严重，浪费的电能约占风机总耗电量的30％。更重要的是，逸出的含氟气体对操作工人和周边居民会产生较大的健康危害。若人体吸入了含氟气体，则轻者身体不适，吸入量较多者心闷和四肢无力，严重者中毒死亡。面对日益严格的节能与环保要求，人工调节风道挡板的方式显然难以为继。

目前，变频器的性能日趋完善，为风机的自动调速与节能提供了一个可行的技术手段。变频调速的基本原理是：在一定的工况下，变频器的频率输入值增大或减小，电机的电源频率跟随增大或减小，电机转速按比例关系增大或减小，最终实现风机风量的调节。然而，如何设置变频器的频率输入值，目前没有普适性方法，需要根据应用对象的具体特征和要求来设置。由此可见，尽管变频器的性能已经大幅提升，但是它只是整个变频调速系统的一个部件，要实现风机的转速自动调节，关键技术已经不是在于变频器本身，而是在于寻找一个自动设置频率输入值的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够有效提升工艺指标的稳定性、降低风机的电能消耗、减少含氟有毒气体对环境的污染，自动化程度高、操作简单可靠的用于二水湿法磷酸萃取工艺的风机调速方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于二水湿法磷酸萃取工艺的风机调速方法，步骤包括：

1)检测磷酸萃取槽的内部气压和外部气压，检测闪蒸冷凝器的输入矿浆温度和输出矿浆温度；

2)获取内部气压和外部气压之间的内外气压差x₁，根据预设的第一隶属度函数将所述内外气压差x₁转换成激活的气压差模糊集，所述激活的气压差模糊集是隶属度为非零值的气压差模糊集；获取输入矿浆温度和输出矿浆温度之间的矿浆温度差x₂，根据预设的第二隶属度函数将所述矿浆温度差x₂转换成激活的矿浆温度差模糊集，所述激活的矿浆温度差模糊集是隶属度为非零值的矿浆温度差模糊集；

3)根据预设的模糊规则表将所述激活的气压差模糊集、激活的矿浆温度差模糊集进行模糊推理得到变频器频率输入值y₁；

4)将所述变频器频率输入值y₁经修正后生成电流信号，并将生成的电流信号送入变频器的模拟信号输入端以实现风机转速的自动调节。

优选地，所述步骤2)中第一隶属度函数包含“偏低”、“略偏低”、“适中”、“略偏高”、“偏高”五个气压差模糊集。

优选地，所述“偏低”、“略偏低”、“适中”、“略偏高”和“偏高”五个气压差模糊集的峰点分别为0.05、0.1、0.15、0.2和0.25。

优选地，所述步骤2)中第二隶属度函数包含“较低”、“偏低”、“适中”、“偏高”和“较高”五个矿浆温度差模糊集。