[发明专利]一种等离子灰渣熔融炉电极自动调节装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种等离子灰渣熔融炉电极自动调节装置及其控制方法，其中等离子灰渣熔融炉电极自动调节装置包括计算机以及与计算机相连的晶闸管全控桥整流电路、电抗器、导电横臂、升降台、石墨电极、底电极和等离子灰渣熔融炉；所述晶闸管全控桥整流电路同时连接所述导电横臂尾部和所述底电极，其中晶闸管全控桥整流电路和导电横臂之间设有电抗器，所述导电横臂设置在所述升降台顶部，导电横臂的头部设有石墨电极，石墨电极伸入所述等离子灰渣熔融炉，所述底电极位于所述等离子灰渣熔融炉底部。还提供一种算法，计算方法简单，计算量较小，对于常规工业使用如由PLC、单片机构成，只具有简单运算功能的控制器平台来说，是一种有效的方法。

技术领域

本发明属于等离子灰渣熔融技术领域，具体涉及一种等离子灰渣熔融炉电极自动调节装置及其控制方法。

背景技术

等离子灰渣熔融技术可以将有毒有害的工业危废、飞灰、灰渣等，转化为无毒无害的玻璃态渣，不需要填埋，实现了减量化和无害化，节省了土地资源。另外，玻璃态渣还可以作为水泥添加剂、保温棉、建筑材料等进行资源化利用。

等离子灰渣熔融系统中，电极自动调节装置是最核心的部分，其原理是通过改变电极的升降改变电弧长度和回路阻抗，使输入炉内功率达到工艺要求的一种电极装置。现阶段国内外大部分电极自动调节方式是通过设置弧压死区，当弧压测量值大于死区时，电极自动动作，由于这种方式每一次控制触发时间不确定，造成控制幅度波动很大、系统响应时间长、超调量大、震荡时间长，不利于弧压的稳定控制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案

一种等离子灰渣熔融炉电极自动调节装置，包括计算机以及和计算机相连的晶闸管全控桥整流电路、电抗器、导电横臂、升降台、石墨电极、底电极和等离子灰渣熔融炉；所述晶闸管全控桥整流电路同时连接所述导电横臂尾部和所述底电极，其中晶闸管全控桥整流电路和导电横臂之间设有电抗器，所述导电横臂设置在所述升降台顶部，导电横臂的头部设有石墨电极，石墨电极伸入所述等离子灰渣熔融炉，所述底电极位于所述等离子灰渣熔融炉底部。

进一步地，还包括与计算机相连的开关、电流电压互感器、高压接地保护装置和整流变压器，所述开关、电流电压互感器、高压接地保护装置、整流变压器和晶闸管全控桥整流电路依次连接。

进一步地，所述电抗器和所述导电横臂之间设有水冷电缆。

进一步地，所述开关是高压真空开关。

进一步地，所述升降台是液压升降台。

一种等离子灰渣熔融炉电极自动调节装置的控制方法，包括以下步骤：

S1.获取等离子灰渣熔融炉的运行参数PV，并预设等离子灰渣熔融炉的设定参数SP；

S2.建立模糊控制算法：变量的模糊语言分别为E，EC，Kp， Ki，Kd，其中E为偏差量，E＝PV-SP，EC为偏差率，EC＝∑△PV，设定量化等级及模糊子集，并建立模糊规则表；

其中量化等级为{0，1，2，3，4，5}，模糊子集为{ZO，NS， NL，NM，NH，NB}，模糊子集对应PID调节参数Kp,Ki,Kd的输出值；

Kp隶属度变化如下表所示

Ki隶属度变化如下表所示

Kd隶属度变化如表所示

S3.将模糊控制器得到的Kp,Ki,Kd值由PID控制器计算，PID控制器的算法如下：