[发明专利]电石炉电极升降的精确控制方法

摘要

本发明公开了电石炉电极升降的精确控制方法，将电石炉的每一炉归为一个周期，同时将一个周期分解为出炉期、调整期和稳定期三个工作阶段，并对三个不同工作阶段分别对应实施出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略；每个工作阶段的电极控制策略均对三相电极分别单独进行控制，又根据三相电极的相互关系设定电极关联性，通过调整关联电极把持器位置实现对原电极的电流、电压的控制，从而使三相电极把持器位置调整相互联系，将三相电极把持器位置控制在合适位置，保证电石炉稳定运行。本发明完全自动化控制，无需人工手动操作电石炉，有效避免人为误操作，电极事故率大大降低，实现电石炉安全、高效、稳定运行。

主权项

1.电石炉电极升降的精确控制方法，其特征在于，将电石炉的每一炉归为一个周期，同时将一个周期分解为出炉期、调整期和稳定期三个工作阶段，并对三个不同工作阶段分别对应实施出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略；每个工作阶段的电极控制策略均对三相电极分别单独进行控制，又根据三相电极的相互关系设定电极关联性，通过调整关联电极把持器位置实现对原电极的电流、电压的控制，从而使三相电极把持器位置调整相互联系，将三相电极把持器位置控制在合适位置，保证电石炉稳定运行；电石炉电极升降控制策略包括：出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略，依次按出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略对三相电极的电极把持器位置进行调节之后，完成一次循环即为一个调节周期，每个调节周期都进行重新运算，避免各周期间出现相互影响；一、出炉期控制策略：(1)检测计算获取电极控制输出量系统实时检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值和A电极电流差值的变化率，然后A电极电流差值和A电极电流差值的变化率经过现代模糊算法运算后，得到A电极控制输出量；检测计算获取B电极控制输出量和检测计算获取C电极控制输出量的方法与检测计算获取A电极控制输出量的方法相同；(2)对电极控制输出量进行逻辑判断，进而完成三个电极的位置调节；对A电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括：如A电极控制输出量为电极不动作，进程结束；如A电极控制输出量为升电极动作，则系统进一步检测A电极电压；当A电极电压尚未达到A电极电压上限值时，系统检测A电极是否达到A电极调节上限值，如未达到A电极调节上限值，则A电极执行升电极动作，A电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到A电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到A电极调节上限值，A电极不动作，系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上限值，如未达到B电极调节上限值，且B电极电压尚未达到B电极电压上限值，则B电极执行升电极动作，B电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉B电极电流值，并与系统预设的B电极电流设定值进行比较，得到B电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到B电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值，B电极不动作，进程结束；当A电极电压达到A电极电压上限值时，A电极只允许做降电极动作，触发禁止升电极联锁；此时，系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上限值，如未达到B电极调节上限值，且B电极电压尚未达到B电极电压上限值，则B电极执行升电极动作，B电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉B电极电流值，并与系统预设的B电极电流设定值进行比较，得到B电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到B电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值，B电极不动作，进程结束；如A电极控制输出量为降电极动作，则系统进一步检测A电极电压；当A电极电压尚未达到A电极电压下限值时，系统检测A电极是否达到A电极调节下限值，如未达到A电极调节下限值，则A电极执行降电极动作，A电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到A电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到A电极调节下限值，A电极不动作，系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下限值，如未达到B电极调节下限值，且B电极电压尚未达到B电极电压下限值，则B电极执行降电极动作，B电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉B电极电流值，并与系统预设的B电极电流设定值进行比较，得到B电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到B电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值，B电极不动作，进程结束；当A电极电压达到A电极电压下限值时，A电极只允许做升电极动作，触发禁止降电极联锁；此时，系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下限值，如未达到B电极调节下限值，且B电极电压尚未达到B电极电压下限值，则B电极执行降电极动作，B电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉B电极电流值，并与系统预设的B电极电流设定值进行比较，得到B电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到B电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值，B电极不动作，进程结束；对B电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括：如B电极控制输出量为电极不动作，进程结束；如B电极控制输出量为升电极动作，则系统进一步检测B电极电压；当B电极电压尚未达到B电极电压上限值时，系统检测B电极是否达到B电极调节上限值，如未达到B电极调节上限值，则B电极执行升电极动作，B电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉B电极电流值，并与系统预设的B电极电流设定值进行比较，得到B电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到B电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到B电极调节上限值，B电极不动作，系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上限值，如未达到C电极调节上限值，且C电极电压尚未达到C电极电压上限值，则C电极执行升电极动作，C电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉C电极电流值，并与系统预设的C电极电流设定值进行比较，得到C电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到C电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值，C电极不动作，进程结束；当B电极电压达到B电极电压上限值时，B电极只允许做降电极动作，触发禁止升电极联锁；此时，系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上限值，如未达到C电极调节上限值，且C电极电压尚未达到C电极电压上限值，则C电极执行升电极动作，C电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉C电极电流值，并与系统预设的C电极电流设定值进行比较，得到C电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到C电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值，C电极不动作，进程结束；如B电极控制输出量为降电极动作，则系统进一步检测B电极电压；当B电极电压尚未达到B电极电压下限值时，系统检测B电极是否达到B电极调节下限值，如未达到B电极调节下限值，则B电极执行降电极动作，B电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉B电极电流值，并与系统预设的B电极电流设定值进行比较，得到B电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到B电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到B电极调节下限值，B电极不动作，系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下限值，如未达到C电极调节下限值，且C电极电压尚未达到C电极电压下限值，则C电极执行降电极动作，C电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉C电极电流值，并与系统预设的C电极电流设定值进行比较，得到C电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到C电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值，C电极不动作，进程结束；当B电极电压达到B电极电压下限值时，B电极只允许做升电极动作，触发禁止降电极联锁；此时，系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下限值，如未达到C电极调节下限值，且C电极电压尚未达到C电极电压下限值，则C电极执行降电极动作，C电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉C电极电流值，并与系统预设的C电极电流设定值进行比较，得到C电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到C电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值，C电极不动作，进程结束；对C电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括：如C电极控制输出量为电极不动作，进程结束；如C电极控制输出量为升电极动作，则系统进一步检测C电极电压；当C电极电压尚未达到C电极电压上限值时，系统检测C电极是否达到C电极调节上限值，如未达到C电极调节上限值，则C电极执行升电极动作，C电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉C电极电流值，并与系统预设的C电极电流设定值进行比较，得到C电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到C电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到C电极调节上限值，C电极不动作，系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上限值，如未达到A电极调节上限值，且A电极电压尚未达到A电极电压上限值，则A电极执行升电极动作，A电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到A电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值，A电极不动作，进程结束；当C电极电压达到C电极电压上限值时，C电极只允许做降电极动作，触发禁止升电极联锁；此时，系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上限值，如未达到A电极调节上限值，且A电极电压尚未达到A电极电压上限值，则A电极执行升电极动作，A电极执行升电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到A电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值，A电极不动作，进程结束；如C电极控制输出量为降电极动作，则系统进一步检测C电极电压；当C电极电压尚未达到C电极电压下限值时，系统检测C电极是否达到C电极调节下限值，如未达到C电极调节下限值，则C电极执行降电极动作，C电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉C电极电流值，并与系统预设的C电极电流设定值进行比较，得到C电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到C电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到C电极调节下限值，C电极不动作，系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下限值，如未达到A电极调节下限值，且A电极电压尚未达到A电极电压下限值，则A电极执行降电极动作，A电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到A电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值，A电极不动作，进程结束；当C电极电压达到C电极电压下限值时，C电极只允许做升电极动作，触发禁止降电极联锁；此时，系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下限值，如未达到A电极调节下限值，且A电极电压尚未达到A电极电压下限值，则A电极执行降电极动作，A电极执行降电极动作完成后，系统返回检测获取电石炉A电极电流值，并与系统预设的A电极电流设定值进行比较，得到A电极电流差值如较调整前变小，进程结束；得到A电极电流差值如较调整前变大，则判断本次调整错误，进行反向升降电极操作，执行完反向升降电极操作后结束该进程；如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值，A电极不动作，进程结束；二、调整期控制策略：进入出炉期20分钟后电极操作会自动进入调整期，按调整期控制策略对三个电极进行调节，调整期控制策略与出炉期控制策略相同，调整期A电极、B电极、C电极的调节下限值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节下限值；调整期A电极、B电极、C电极的调节上限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节上限值；三、稳定期控制策略：进入调整期15分钟后电极操作会自动进入稳定期，按稳定期控制策略对三个电极进行调节，稳定期控制策略与出炉期控制策略相同，通过调整期的操作，电极的工作点已接近平衡，电石炉的电化学反应进入稳定反应阶段，稳定期A电极、B电极、C电极的调节下限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节下限值；稳定期A电极、B电极、C电极的调节上限值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节上限值。