[發明專利]電石爐電極升降的精確控制方法

有效

• 申請號: 201810196342.3
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108444280B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 馬占玉
• 申請（專利權）人: 中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司
• 主分類號: F27B3/28
• 分類號: F27B3/28;G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.電石爐電極升降的精確控制方法，其特征在于，將電石爐的每一爐歸為一個周期，同時將一個周期分解為出爐期、調整期和穩定期三個工作階段，并對三個不同工作階段分別對應實施出爐期控制策略、調整期控制策略和穩定期控制策略；每個工作階段的電極控制策略均對三相電極分別單獨進行控制，又根據三相電極的相互關系設定電極關聯性，通過調整關聯電極把持器位置實現對原電極的電流、電壓的控制，從而使三相電極把持器位置調整相互聯系，將三相電極把持器位置控制在合適位置，保證電石爐穩定運行；

電石爐電極升降控制策略包括：出爐期控制策略、調整期控制策略和穩定期控制策略，依次按出爐期控制策略、調整期控制策略和穩定期控制策略對三相電極的電極把持器位置進行調節之后，完成一次循環即為一個調節周期，每個調節周期都進行重新運算，避免各周期間出現相互影響；

一、出爐期控制策略：

(1)檢測計算獲取電極控制輸出量

系統實時檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值和A電極電流差值的變化率，然后A電極電流差值和A電極電流差值的變化率經過現代模糊算法運算后，得到A電極控制輸出量；

檢測計算獲取B電極控制輸出量和檢測計算獲取C電極控制輸出量的方法與檢測計算獲取A電極控制輸出量的方法相同；

(2)對電極控制輸出量進行邏輯判斷，進而完成三個電極的位置調節；

對A電極控制輸出量進行邏輯判斷的方法具體包括：

如A電極控制輸出量為電極不動作，進程結束；

如A電極控制輸出量為升電極動作，則系統進一步檢測A電極電壓；

當A電極電壓尚未達到A電極電壓上限值時，系統檢測A電極是否達到A電極調節上限值，如未達到A電極調節上限值，則A電極執行升電極動作，A電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到A電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到A電極調節上限值，A電極不動作，系統繼續檢測A電極的關聯電極B電極是否達到B電極調節上限值，如未達到B電極調節上限值，且B電極電壓尚未達到B電極電壓上限值，則B電極執行升電極動作，B電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐B電極電流值，并與系統預設的B電極電流設定值進行比較，得到B電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到B電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到B電極調節上限值或B電極電壓達到B電極電壓上限值，B電極不動作，進程結束；

當A電極電壓達到A電極電壓上限值時，A電極只允許做降電極動作，觸發禁止升電極聯鎖；此時，系統檢測A電極的關聯電極B電極是否達到B電極調節上限值，如未達到B電極調節上限值，且B電極電壓尚未達到B電極電壓上限值，則B電極執行升電極動作，B電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐B電極電流值，并與系統預設的B電極電流設定值進行比較，得到B電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到B電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到B電極調節上限值或B電極電壓達到B電極電壓上限值，B電極不動作，進程結束；

如A電極控制輸出量為降電極動作，則系統進一步檢測A電極電壓；

當A電極電壓尚未達到A電極電壓下限值時，系統檢測A電極是否達到A電極調節下限值，如未達到A電極調節下限值，則A電極執行降電極動作，A電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到A電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到A電極調節下限值，A電極不動作，系統繼續檢測A電極的關聯電極B電極是否達到B電極調節下限值，如未達到B電極調節下限值，且B電極電壓尚未達到B電極電壓下限值，則B電極執行降電極動作，B電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐B電極電流值，并與系統預設的B電極電流設定值進行比較，得到B電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到B電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到B電極調節下限值或B電極電壓達到B電極電壓下限值，B電極不動作，進程結束；

當A電極電壓達到A電極電壓下限值時，A電極只允許做升電極動作，觸發禁止降電極聯鎖；此時，系統檢測A電極的關聯電極B電極是否達到B電極調節下限值，如未達到B電極調節下限值，且B電極電壓尚未達到B電極電壓下限值，則B電極執行降電極動作，B電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐B電極電流值，并與系統預設的B電極電流設定值進行比較，得到B電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到B電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到B電極調節下限值或B電極電壓達到B電極電壓下限值，B電極不動作，進程結束；

對B電極控制輸出量進行邏輯判斷的方法具體包括：

如B電極控制輸出量為電極不動作，進程結束；

如B電極控制輸出量為升電極動作，則系統進一步檢測B電極電壓；

當B電極電壓尚未達到B電極電壓上限值時，系統檢測B電極是否達到B電極調節上限值，如未達到B電極調節上限值，則B電極執行升電極動作，B電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐B電極電流值，并與系統預設的B電極電流設定值進行比較，得到B電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到B電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到B電極調節上限值，B電極不動作，系統繼續檢測B電極的關聯電極C電極是否達到C電極調節上限值，如未達到C電極調節上限值，且C電極電壓尚未達到C電極電壓上限值，則C電極執行升電極動作，C電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐C電極電流值，并與系統預設的C電極電流設定值進行比較，得到C電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到C電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到C電極調節上限值或C電極電壓達到C電極電壓上限值，C電極不動作，進程結束；

當B電極電壓達到B電極電壓上限值時，B電極只允許做降電極動作，觸發禁止升電極聯鎖；此時，系統檢測B電極的關聯電極C電極是否達到C電極調節上限值，如未達到C電極調節上限值，且C電極電壓尚未達到C電極電壓上限值，則C電極執行升電極動作，C電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐C電極電流值，并與系統預設的C電極電流設定值進行比較，得到C電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到C電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到C電極調節上限值或C電極電壓達到C電極電壓上限值，C電極不動作，進程結束；

如B電極控制輸出量為降電極動作，則系統進一步檢測B電極電壓；

當B電極電壓尚未達到B電極電壓下限值時，系統檢測B電極是否達到B電極調節下限值，如未達到B電極調節下限值，則B電極執行降電極動作，B電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐B電極電流值，并與系統預設的B電極電流設定值進行比較，得到B電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到B電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到B電極調節下限值，B電極不動作，系統繼續檢測B電極的關聯電極C電極是否達到C電極調節下限值，如未達到C電極調節下限值，且C電極電壓尚未達到C電極電壓下限值，則C電極執行降電極動作，C電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐C電極電流值，并與系統預設的C電極電流設定值進行比較，得到C電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到C電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到C電極調節下限值或C電極電壓達到C電極電壓下限值，C電極不動作，進程結束；

當B電極電壓達到B電極電壓下限值時，B電極只允許做升電極動作，觸發禁止降電極聯鎖；此時，系統檢測B電極的關聯電極C電極是否達到C電極調節下限值，如未達到C電極調節下限值，且C電極電壓尚未達到C電極電壓下限值，則C電極執行降電極動作，C電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐C電極電流值，并與系統預設的C電極電流設定值進行比較，得到C電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到C電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到C電極調節下限值或C電極電壓達到C電極電壓下限值，C電極不動作，進程結束；

對C電極控制輸出量進行邏輯判斷的方法具體包括：

如C電極控制輸出量為電極不動作，進程結束；

如C電極控制輸出量為升電極動作，則系統進一步檢測C電極電壓；

當C電極電壓尚未達到C電極電壓上限值時，系統檢測C電極是否達到C電極調節上限值，如未達到C電極調節上限值，則C電極執行升電極動作，C電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐C電極電流值，并與系統預設的C電極電流設定值進行比較，得到C電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到C電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到C電極調節上限值，C電極不動作，系統繼續檢測C電極的關聯電極A電極是否達到A電極調節上限值，如未達到A電極調節上限值，且A電極電壓尚未達到A電極電壓上限值，則A電極執行升電極動作，A電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到A電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到A電極調節上限值或A電極電壓達到A電極電壓上限值，A電極不動作，進程結束；

當C電極電壓達到C電極電壓上限值時，C電極只允許做降電極動作，觸發禁止升電極聯鎖；此時，系統檢測C電極的關聯電極A電極是否達到A電極調節上限值，如未達到A電極調節上限值，且A電極電壓尚未達到A電極電壓上限值，則A電極執行升電極動作，A電極執行升電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到A電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到A電極調節上限值或A電極電壓達到A電極電壓上限值，A電極不動作，進程結束；

如C電極控制輸出量為降電極動作，則系統進一步檢測C電極電壓；

當C電極電壓尚未達到C電極電壓下限值時，系統檢測C電極是否達到C電極調節下限值，如未達到C電極調節下限值，則C電極執行降電極動作，C電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐C電極電流值，并與系統預設的C電極電流設定值進行比較，得到C電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到C電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到C電極調節下限值，C電極不動作，系統繼續檢測C電極的關聯電極A電極是否達到A電極調節下限值，如未達到A電極調節下限值，且A電極電壓尚未達到A電極電壓下限值，則A電極執行降電極動作，A電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到A電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到A電極調節下限值或A電極電壓達到A電極電壓下限值，A電極不動作，進程結束；

當C電極電壓達到C電極電壓下限值時，C電極只允許做升電極動作，觸發禁止降電極聯鎖；此時，系統檢測C電極的關聯電極A電極是否達到A電極調節下限值，如未達到A電極調節下限值，且A電極電壓尚未達到A電極電壓下限值，則A電極執行降電極動作，A電極執行降電極動作完成后，系統返回檢測獲取電石爐A電極電流值，并與系統預設的A電極電流設定值進行比較，得到A電極電流差值如較調整前變小，進程結束；得到A電極電流差值如較調整前變大，則判斷本次調整錯誤，進行反向升降電極操作，執行完反向升降電極操作后結束該進程；如達到A電極調節下限值或A電極電壓達到A電極電壓下限值，A電極不動作，進程結束；

二、調整期控制策略：

進入出爐期20分鐘后電極操作會自動進入調整期，按調整期控制策略對三個電極進行調節，調整期控制策略與出爐期控制策略相同，調整期A電極、B電極、C電極的調節下限值均小于出爐期相應A電極、B電極、C電極的調節下限值；調整期A電極、B電極、C電極的調節上限值均大于出爐期相應A電極、B電極、C電極的調節上限值；

三、穩定期控制策略：

進入調整期15分鐘后電極操作會自動進入穩定期，按穩定期控制策略對三個電極進行調節，穩定期控制策略與出爐期控制策略相同，通過調整期的操作，電極的工作點已接近平衡，電石爐的電化學反應進入穩定反應階段，穩定期A電極、B電極、C電極的調節下限值均大于出爐期相應A電極、B電極、C電極的調節下限值；穩定期A電極、B電極、C電極的調節上限值均小于出爐期相應A電極、B電極、C電極的調節上限值。