[發(fā)明專利]一種密閉礦熱爐爐壓自動(dòng)控制裝置及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110363684.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN113028848A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志剛;韓照日格圖;劉坤侖;白耀;郝遠(yuǎn);池鵬飛;邸俊明;牛強(qiáng);張捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): F27D19/00
• 分類號(hào): F27D19/00
• 代理公司: 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 尉月麗

本發(fā)明提供了一種密閉礦熱爐爐壓自動(dòng)控制裝置及其控制方法，涉及礦石冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該方法針對(duì)礦熱爐爐壓波動(dòng)頻繁難以操作的問題，結(jié)合自控系統(tǒng)邏輯算法及傳統(tǒng)的控制規(guī)律，擬合構(gòu)成礦熱爐爐壓的智能控制體系。該方法根據(jù)爐壓變化定義變化區(qū)間，設(shè)計(jì)了爐壓自動(dòng)控制器：在正常爐壓運(yùn)行時(shí)，閥門和風(fēng)機(jī)頻率保持不變；當(dāng)爐壓超出正常工作范圍時(shí)，利用移動(dòng)限值的方法，可通過正負(fù)二三四區(qū)間相應(yīng)算法，適時(shí)調(diào)節(jié)與爐壓變化同步進(jìn)行，以防超壓過調(diào)。其能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定礦熱爐爐壓、提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度，同時(shí)可以延長礦熱爐爐門及其配套設(shè)施的使用壽命，更達(dá)到了安全生產(chǎn)的目的，極大地降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，能夠很好地應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦石冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種密閉礦熱爐爐壓自動(dòng)控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

礦熱爐又稱弧電爐、電阻電爐，是主要用于還原冶煉礦石、碳質(zhì)還原劑及溶劑等原料的大型設(shè)備，主要生產(chǎn)硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵合金，在冶金工業(yè)中具有非常重要的作用。安全范圍內(nèi)的爐內(nèi)壓力是保障礦熱爐的正常平穩(wěn)工作的一個(gè)重要因素。

在密閉礦熱爐中，棚料現(xiàn)象在增大爐內(nèi)壓力同時(shí)，防爆孔被高壓爐氣沖開，導(dǎo)致噴料和塌料現(xiàn)象，由于此類現(xiàn)象的存在，密閉爐內(nèi)壓力不穩(wěn)定，使?fàn)t壓長時(shí)間操作在正常范圍內(nèi)十分困難，現(xiàn)爐壓操作就是通過操作人員監(jiān)控視頻畫面，當(dāng)爐蓋出現(xiàn)冒火且爐壓高于10Pa時(shí)，通過增加風(fēng)機(jī)頻率，增大爐氣抽出量來實(shí)現(xiàn)降低爐壓，當(dāng)爐壓下降后通過調(diào)節(jié)降低風(fēng)機(jī)頻率，恢復(fù)爐壓在正常控制范圍，控制爐壓為手動(dòng)調(diào)節(jié)。從礦熱爐運(yùn)行過程上看，突發(fā)性的噴料和塌料，使電爐運(yùn)行具有高危險(xiǎn)性，且操作人員精神高度緊張，同時(shí)手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度較大，現(xiàn)大部分密閉礦熱爐爐壓操作處于手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行操作，個(gè)別爐型應(yīng)用了半自動(dòng)控制(爐壓實(shí)際值和爐壓設(shè)定值做比較實(shí)現(xiàn)PID自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門功能)，該控制方式現(xiàn)處于非啟動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)爐況出現(xiàn)頻繁塌料的情況下，半自動(dòng)方式很容易出現(xiàn)過調(diào)或調(diào)節(jié)不及時(shí)等現(xiàn)象。

密閉式礦熱爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，爐內(nèi)氣體壓力控制在±10Pa以內(nèi)，爐氣壓力過高時(shí)，爐蓋有冒火現(xiàn)象，一氧化碳外溢引起中毒，爐氣過低且高負(fù)壓操作時(shí)，空氣倒灌使?fàn)t內(nèi)氧含量增加，在凈化系統(tǒng)內(nèi)與一氧化碳反應(yīng)會(huì)發(fā)生爆炸，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)由于現(xiàn)在的密閉礦熱爐尾氣用來給氣燒窯燒制石灰(工業(yè)制備電石原料之一)，氣燒窯生產(chǎn)工藝系統(tǒng)大部分采用集中供氣的方式，當(dāng)其中一臺(tái)礦熱爐出現(xiàn)爐況不穩(wěn)定且尾氣壓力過低時(shí)，局部高壓會(huì)往低壓管道流動(dòng)，很容易發(fā)生回火，造成生產(chǎn)事故，所以有效且平穩(wěn)的控制爐壓是各種密閉礦熱爐首先需要解決的行業(yè)難題。

中國專利申請(qǐng)CN 108796152 A公開了一種高爐爐頂壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)控制方法，該高爐爐頂壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)控制方法采用對(duì)高爐爐頂壓力進(jìn)行并聯(lián)控制的TRT控制系統(tǒng)和減壓閥組控制系統(tǒng)，減壓閥組控制系統(tǒng)包括復(fù)數(shù)個(gè)PID自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明根據(jù)高爐爐頂壓力的波動(dòng)規(guī)律和特性巧妙利用了減壓閥組控制系統(tǒng)的幾個(gè)調(diào)節(jié)閥組合調(diào)節(jié)。減壓閥組控制系統(tǒng)內(nèi)的PID自動(dòng)調(diào)節(jié)閥可以自動(dòng)調(diào)節(jié)P、I參數(shù)，根據(jù)不同的高爐特性對(duì)PID自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作條件和打開閥度作出適當(dāng)調(diào)整，適應(yīng)性強(qiáng)。通過減壓閥組控制系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)解決了高爐在無布料、布料焦炭和布料礦石時(shí)爐頂壓力波動(dòng)幅度大的問題，將高爐頂壓波動(dòng)控制在±3kPa左右，保證高爐爐況順行。但該方法還需要較多的人工參與、自動(dòng)化程度有待提升，僅通過調(diào)節(jié)閥門控制爐壓，效率較低，容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)不及時(shí)，爐壓波動(dòng)范圍相對(duì)較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種密閉礦熱爐爐壓自動(dòng)控制裝置和控制方法。通過對(duì)爐壓波動(dòng)的分區(qū)間進(jìn)行分析，融入自動(dòng)控制的概念，通過自控系統(tǒng)邏輯算法及傳統(tǒng)的控制規(guī)律，擬合構(gòu)成礦熱爐爐壓的智能控制，從而穩(wěn)定了礦熱爐爐壓，提高自動(dòng)化程度、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，同時(shí)降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：