[發(fā)明專利]基于計算爐內電極有效負載電阻的礦熱爐電極控制方法

有效

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• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106931796B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 趙忠明;李令冬;王華;葉艷軍;楊志賢
• 申請（專利權）人: 四方繼保（武漢）軟件有限公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發(fā)明屬于冶金行業(yè)礦熱爐控制領域，具體涉及一種基于計算爐內電極有效負載電阻的礦熱爐電極控制方法。該技術方案中實現了硅錳礦熱爐用電系統(tǒng)等值電路建模，并根據等值電路模型計算出爐內有效負載電阻等所有電路參數，發(fā)現了爐內有效負載電阻、電極控制、供電關口有功三者之間的控制關系，實現了有效負載電阻指導電極控制的技術方案。根據計算電極有效負載電阻來控制電極移動，計算結果精確，誤差小；使得用電系統(tǒng)三相電極操作相互影響較小，三相有功平衡收斂速度快；即某一相電極移動時，對另外兩相電極有效負載電阻的影響較小。另外，根據本發(fā)明所述的方法還可以判斷電極是否發(fā)生塌料事故，并給出塌料后控制策略。

技術領域

本發(fā)明屬于冶金行業(yè)礦熱爐控制領域，具體涉及一種基于計算爐內電極有效負載電阻的礦熱爐電極控制方法。

背景技術

隨著經濟增長的減緩，鋼鐵市場需求的下降，鋼鐵行業(yè)產能過剩，而同時鋼鐵生產的用電成本、人力成本、原料采購成本都在增加，鋼鐵行業(yè)的競爭已經越來越激烈，鋼鐵企業(yè)經營進入微利時代，企業(yè)成本壓力巨大。我國已全面吹響節(jié)能減排的號角，礦熱爐作為冶金行業(yè)耗電量巨大的復雜的冶金設備，已逐步向高功率、大型化發(fā)展，以提高熱效率、生產率和滿足高功率集中冶煉的工藝要求，各個廠家都在不斷的進行技術創(chuàng)新，以降低生產成本，提高生產的穩(wěn)定性。

目前，國內的礦熱爐主要是根據一次電流進行電極控制，其缺點是電極對一次電流控制有帶相交互作用，易發(fā)散，三相有功平衡收斂速度慢，導致耗電量高，生產成本高。而根據爐內電極有效負載電阻控制電極移動，三相相互影響很小，三相有功平衡收斂快，可提升生產的穩(wěn)定性，提高產量，降低耗電量。一次電流僅作為安全控制的約束條件。

對一次電流控制的交互作用認識不足會造成如下后果：

(1)由于大型礦熱爐的不敏感效應，需要頻繁移動電極才能做到三相電極的電流平衡，往往造成礦熱爐的爐況不穩(wěn)定，熱效率降低。

(2)操作者不能輕松掌握電極移動與三相電流相互影響的關系，容易造成三相電極插入深度不均衡，使得某相電極過長或過短。三相電極長短不均衡會給操作帶來嚴重后果；過長，會造成電極過燒；過短，會降低熱效率，是熔池溫度降低，造成出鐵困難。

為了減輕電流控制交互作用的影響，大型礦熱爐功率調節(jié)應該采用電阻控制原理。傳統(tǒng)電阻控制過程中，爐內電極既有電阻也有較大的電抗，因而發(fā)現了礦熱爐并非近似“純電阻爐”，其負載電抗X_f并非如其他文獻所言“可以忽略”，其對控制精度有較大影響。其中Xf的變化范圍在0.05～0.3mΩ；如果將礦熱爐當作純電阻爐，當R_f為0.7mΩ，負載電抗引起的誤差最大為遠大于R_f的控制精度0.005mΩ。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是要針對現有技術的不足，提供一種基于計算爐內電極有效負載電阻的礦熱爐電極控制方法，此方法根據計算電極有效負載電阻來控制電極移動，使得用電系統(tǒng)三相相互影響較強，三相平衡收斂速度慢。

為實現上述目的，本發(fā)明所述的基于計算爐內電極有效負載電阻的礦熱爐電極控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、記錄礦熱爐的工作數據，所述工作數據包括礦熱爐堵眼時刻、產量和電耗；

步驟2、統(tǒng)計礦熱爐工作時的歷史相關數據，根據最節(jié)電、產量最高、爐況穩(wěn)定的歷史冶煉工況，擬合成電極有效負載電阻的最優(yōu)控制曲線；

步驟3、采集礦熱爐三相供電系統(tǒng)相關數據，計算礦熱爐三相電極有效負載電阻和電抗；

步驟3.1、根據用電系統(tǒng)中電路電纜、變壓器、短網、電容器和電極的相關參數，通過“△—Y”方法對用電系統(tǒng)中變壓器和電容器的部分線路進行變換，簡化為三個相同的單相等值電路模型；所述單相等值電路模型包括主干電路、電容器支路和負載電阻支路；