一种电石炉电极控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115243413A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210917612.1(22)申请日2022.08.01(71)申请人陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司地址719316陕西省榆林市神木市店塔镇草垛山村(72)发明人孙江鹏屈海飞高鹏姚小平方新军惠晓鹏王峰郭鹏(74)专利代理机构西安佩腾特知识产权代理事务所(普通合伙)61226专利代理师张倩(51)Int.Cl.H05B7/148(2006.01)H05B7/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种电石炉电极控制方法(57)摘要本发明涉及电石生产设备技术领域，特别涉及一种电石炉电极控制方法，根据电极电流偏差的大小执行不同的电极升降控制方式，使得电极升降控制满足使用要求，根据实际情况进行电极位置调整，电极升降控制更加稳定，同时电极升降控制更加精准，避免了电极频繁反复调节，电极升降控制更加安全可靠。CN115243413ACN115243413A权利要求书1/2页1.一种电石炉电极控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算单个电极产生的电弧长度；S2、根据电弧长度与电弧电导率计算电极实际电流；S3、根据电极实际电流与电机设定电流之间的电极电流偏差，当电极电流偏差大于第一偏差值时执行步骤S4，当电极电流偏差小于第一偏差值并大于第二偏差值时执行步骤S5，当电极电流偏差小于第二偏差值时执行步骤S6；S4、通过模糊自校正控制电极升降时间；S5、通过电极点动控制控制电极升降时间；S6、电极升降时间保持不变。2.根据权利要求1所述的电石炉电极控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S11、根据采样频率采集电极升降时间u(k)与电极位置h(k)，建立电机位置的数学模型：其中，k0为比例系数，τ为惯性时间系数，k为第k次采样，h(k‑1)为上一次采样时电极位置，h(k)为当前时刻电极位置，u(k)为当前采样时电极升降时间，u(k‑1)为上一次采样时电极升降时间；S12、根据电极位置计算得到电极电弧长度L(k)：L(k)＝h(k)‑hm(·)其中，hm(·)为电石炉内熔池液面高度函数。3.根据权利要求2所述的电石炉电极控制方法，其特征在于，所述步骤S2为：根据电弧长度L(k)与电弧电导率σ计算当前时刻电极实际电流值y(k)：其中，n为电弧电导，S为电弧横截面积，L为电弧长度，σ0(·)与υ(·)为常数，U(·)为当前时刻的二次侧电压值，r(k)为干扰参数。4.根据权利要求3所述的电石炉电极控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S31、根据计算得到的电极实际电流y(k)与电极设定电流ysp(k)计算电极电流偏差e(k)：|ysp(k)‑y(k)|＝|e(k)|S32、判断电极电流偏差e(k)大小；当电极电流偏差大于第一偏差值β，即|e(k)|＞β，则执行步骤S4；当电极电流偏差不大于第一偏差值β并大于第二偏差值α，即α<|e(k)|≤β，则执行步骤2CN115243413A权利要求书2/2页S5；当电极电流偏差不大于第二偏差值α，即|e(k)|≤α，则执行步骤S6；其中0<α<β。5.根据权利要求4所述的电石炉电极控制方法，其特征在于，所述步骤S4为：通过模糊自校正控制电极升降时间u1(k)：u1(k)＝u1(k‑1)+kp[e(k)‑e(k‑1)]+kie(k)其中，e(k)＝ysp(k)‑y(k)，kp为比例增益，ki为积分增益；为kp的初始值，为ki的初始值，ΔKp为电极电流偏差e(k)的论域，ΔKi为电极电流偏差变化率Δe(k)的论域。6.根据权利要求5所述的电石炉电极控制方法，其特征在于，所述步骤S5为：利用时间误差积分值计算电极升降控制时间u2(k)：其中，η为点动控制限定值，kc为点动控制参数。3CN115243413A说明书1/6页一种电石炉电极控制方法技术领域[0001]本发明涉及电石生产设备技术领域，特别涉及一种电石炉电极控制方法。背景技术[0002]电石(工业碳化钙)生产过程是将生石灰和碳素物料在电石炉内部高温的作用下发生熔融反应后冷却结晶得到电石，该过程热损失严重，能耗巨大，电石生产中电极电流是保证电石单吨能耗和质量的关键被控变量，电极电流的波动直接影响了电石产品的质量和生产能耗，电极电流的大范围波动过大会影响电网供电质量、降低设备使用寿命。[0003]实际生产过程是通过调节电极在原料中的深度和电极变压器的档位，来保持电流和电弧的相对稳定，但是现有的电极升降调节需要人工进行检测与控制，控制误差大并且可靠性低，不利于电极电流的稳定调节，降低电石生产效率。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种电石炉电极控制方法，解决电石炉电极位