一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置，包括依次相连的硅锰电炉、回收净化系统和罗茨风机，硅锰电炉的炉膛内及回收净化系统的入口处设置压力传感器，压力传感器与控制系统相连，控制系统与罗茨风机相连，在罗茨风机的回流管线内设置一可在特定压力下自动开启和关闭导流板。本发明专利技术提供了一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的方法，该方法采用了程序控制上采用多点压力采集，参数优先识别技术和压力段控制技术。使用本发明专利技术提供的装置与方法实现了变频自动控制技术在硅锰电炉煤气压力控制中的应用，在保证装置安全平稳运行的前提下降低能耗。

A Frequency Conversion Automatic Control Device and Method for Gas Pressure of Manganese Silicon Electric Furnace

The invention provides a frequency conversion automatic control device for gas pressure of manganese-silicon electric furnace, which comprises a sequentially connected Silicon-manganese electric furnace, a recovery and purification system and a Roots blower, a pressure sensor is installed in the furnace of the Silicon-manganese electric furnace and at the entrance of the recovery and purification system, a pressure sensor is connected with the control system, a Roots blower is connected with the control system, and a reflux pipeline of the Roots blower is provided. The guide plate can be opened and closed automatically under specific pressure. The invention provides a method for automatic control of gas pressure of manganese-silicon electric furnace by frequency conversion. The method adopts multi-point pressure acquisition in program control, parameter priority identification technology and pressure section control technology. The device and method provided by the invention realize the application of frequency conversion automatic control technology in gas pressure control of Silicon-manganese electric furnace, and reduce energy consumption on the premise of ensuring safe and stable operation of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置及方法
本专利技术涉及压力控制装置及方法，尤其涉及一种利用变频技术对锰硅电炉煤气压力进行自动控制的装置及方法。
技术介绍
硅锰电炉在生产过程中会产生大量的电炉煤气，这部分电炉煤气经过净化系统净化后，可以供给用户端作为清洁能源使用。电炉煤气的主要成分包括CO2、CO、H2、O2、CH4、CnHm、N2等，其中O2在整个电炉煤气体系中起到助燃剂的作用，O2含量的高低是电路煤气体系安全稳定存在的最大敏感因素。电炉煤气中的O2主要来自外界大气，当装置内压力低于外界时大气中的O2是在内外压差的作用下由填料密封处进入装置内，造成安全隐患。另一方面，当装置内压力高于外界时，电炉煤气会从装置内扩散到大气中，同样会对操作人员造成危险。因此控制装置内压力，对于硅锰电炉的生产及电炉煤气的净化过程至关重要。目前大多数企业控制电炉煤气压力的方法是采用在罗茨风机回流管线上设置阀门，通过控制阀门开度来调整罗茨风机运转效率，从而实现对体系内压力的控制。这种方法虽然可以实现对压力的控制，但是罗茨风机始终处于满负荷运转中，造成严重的能源浪费。使用变频方式对罗茨风机进行控制，从而取消回流，可以有效的解决罗茨风机的能喊问题。但是目前将变频技术应用于控制硅锰电炉煤气压力方面还存在着以下几点问题。1、硅锰电炉炉膛压力变化大，压力点控制方案会导致的变频自动控制系统调节过于频繁，导致炉膛内压力变化较大从而引发电炉煤气体系氧气超标。2、由于硅锰电炉炉况不稳定、炉膛压力导压管不畅通、炉膛内部导压不均衡等因素导致压力信号不真实。不真实的压力信号会造成变频控制系统的错误调节，引发炉膛负压过大，从而引发电炉煤气体系氧气超标。由于这些问题的存在致使变频自动控制技术在控制电炉煤气体系压力中的应用止步不前。另外在应用变频技术彻底取消罗茨风机回流后，在停净化操作时，洗涤塔封塔过程中会出现局部密闭空间，从而使的风机入口吸力过大，入口管道出现震颤，造成煤气管网的开裂、变形等破坏性损伤。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种锰硅电炉煤气压力变频自动控制装置及方法，可实现变频自动控制技术在硅锰电炉煤气压力控制中的应用，在保证装置安全平稳运行的前提下降低能耗。本专利技术涉及的变锰硅电炉煤气压力频自动控制装置，包括依次相连的硅锰电炉、回收净化系统和罗茨风机，所述硅锰电炉的炉膛内设置炉膛内压力传感器，在回收净化系统的入口处设置回收净化系统的入口处压力传感器，所述炉膛内压力传感器和回收净化系统的入口处压力传感器与控制系统相连，控制系统与罗茨风机相连，所述控制系统为PLC控制器，其特殊之处是：所述罗茨风机的入口与出口通过回流管线相连，回流管线内设置导流板，导流板靠近罗茨风机的入口一侧设置挡板，挡板上部通过压缩弹簧与导流板固定连接，导流板被挡板下部覆盖部分设有导流孔，所述压缩弹簧在导流板两侧压差大于16000Pa时可被拉伸。进一步地，所述导流孔数量为3个。进一步地，罗茨风机的出口与煤气回收系统相连。本专利技术提供了一种采用变锰硅电炉煤气压力频自动控制装置的锰硅电炉煤气压力变频自动控制方法，其步骤如下：(1)炉膛内压力传感器显示的数值为炉膛压力,回收净化系统的入口处压力传感器显示的数值为总净化吸力,首先采用手动控制方式将炉膛压力调节至0Pa，此时总净化吸力为稳定状态下总净化吸力；(2)将控制方式由手动切换至自动控制；(3)控制炉膛压力在0Pa，通过炉膛压力传感器监控炉膛压力，当炉膛压力大于或小于0Pa时，则判定炉膛压力出现异常；(4)当炉膛压力出现异常时，以稳定状态下总净化吸力为基准，设稳定状态下总净化吸力为APa，当总净化吸力大于APa或小于APa时，则判定总净化吸力出现异常，当总净化吸力出现异常时，判定炉膛压力出现波动需要调节，执行步骤(4.1)，当总净化吸力未出现异常时，判定炉膛内压力传感器出现异常，执行步骤(4.2)；(4.1)以炉膛压力为动作参数，将炉膛压力划分为小于-10Pa、-10Pa～-5Pa、-5Pa～0Pa、0Pa～5Pa、5Pa～10Pa、大于10Pa六段，当炉膛压力在相应压力段时，控制系统对罗茨风机进行相应的调节，调整炉膛压力，直至炉膛压力恢复至0Pa；4.2)对炉膛内压力传感器进行检修，同时切换动作参数为总净化吸力，以稳定状态下总净化吸力为基准，将总净化吸力划分为,小于A-1000Pa、A-1000Pa～A-500Pa、A-500Pa～APa、APa～A+500Pa、A+500Pa～A+1000Pa、大于A+1000Pa六段，当净化总吸力在相应压力段时，控制系统对罗茨风机进行相应的调节，直至总净化吸力恢复至APa；当炉膛内压力传感器检修完毕，切换动作参数为炉膛压力；(5)重复步骤(3)～(4)，直至进入停净化封洗涤塔操作；(6)开始停净化封洗涤塔操作；(7)当回收净化系统内负压大于16000Pa时，回流管线中导流板的挡板开启，直至回收净化系统内负压小于16000Pa，导流板的挡板关闭；(8)重复步骤(7)，直至停净化封洗涤塔的操作结束。本专利技术提供的变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置及方法的有益效果如下：1、在程序控制上采用多点压力采集，参数优先识别技术。即变频判断识别炉膛压力与净化总吸力。当炉膛压力出现波动，系统立即分析判断净化总吸力。当炉膛压力波动明显，而净化总吸力同样出现波动，则判定为炉膛压力有波动，变频控制系统进行调解。如果净化总吸力在稳定的数值，系统识别为炉膛压力异常，报警提醒炉膛压力表异常的同时，变频控制系统自动以总吸力为动作参数，进行变频调节。这样就解决了因炉膛导压不均衡导致的压力信号不真实，而引发的变频控制系统错误调节的问题。2、在程序控制上采用压力段控制，替代压力点控制。变频自动控制系统在相应的控制段发生一个相应的变频调节动作。解决了变频自动控制系统调节过于频繁，导致炉膛内压力变化较大从而引发电炉煤气体系氧气超标的问题。3、在罗茨风机回流管线上设计了可自行开闭的导流板。正常情况下挡板挡住导流孔，相当于完全关闭回流管线。当体系负压大于16000Pa时，挡板在负压作用下自动打开，将风机的进口和出口相连，使得这个空间不能产生过高负压。当体系负压小于16000Pa时，挡板自动关闭。该装置解决洗涤塔封塔过程，因出现局部密闭空间，从而产生的风机入口吸力过大，入口管道出现震颤，从而产生煤气管网的开裂，变形等破坏性损害，确保系统安全平稳运行。该导流板完全自动无需人工操作开闭，同时结构简单，故障率低。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置的结构示意图；图2为导流板结构示意图；图3为导流板处于开启状态的示意图；图4为导流板的正视图；图5为导流板的后视图；图6为本专利技术变频自动控制锰硅电炉煤气压力的方法的控制流程图；图7为使用压力段控制方案时电炉煤气压力曲线图；图8为使用压力点控制方案时电炉煤气压力曲线图。图中：1、硅锰电炉，101、炉膛内压力传感器，2、回收净化系统，201回收净化系统的入口处压力传感器，3、控制系统，4、罗茨风机，5、回流管线，6、导流板，601、导流孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置，包括依次相连的硅锰电炉、回收净化系统和罗茨风机，所述硅锰电炉的炉膛内设置炉膛内压力传感器，在回收净化系统的入口处设置回收净化系统的入口处压力传感器，所述炉膛内压力传感器和回收净化系统的入口处压力传感器与控制系统相连，控制系统与罗茨风机相连，所述控制系统为PLC控制器，其特殊之处是：所述罗茨风机的入口与出口通过回流管线相连，回流管线内设置导流板，导流板靠近罗茨风机的入口一侧设置挡板，挡板上部通过压缩弹簧与导流板固定连接，导流板被挡板下部覆盖部分设有导流孔，所述压缩弹簧在导流板两侧压差大于16000Pa时可被拉伸。

【技术特征摘要】
1.一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置，包括依次相连的硅锰电炉、回收净化系统和罗茨风机，所述硅锰电炉的炉膛内设置炉膛内压力传感器，在回收净化系统的入口处设置回收净化系统的入口处压力传感器，所述炉膛内压力传感器和回收净化系统的入口处压力传感器与控制系统相连，控制系统与罗茨风机相连，所述控制系统为PLC控制器，其特殊之处是：所述罗茨风机的入口与出口通过回流管线相连，回流管线内设置导流板，导流板靠近罗茨风机的入口一侧设置挡板，挡板上部通过压缩弹簧与导流板固定连接，导流板被挡板下部覆盖部分设有导流孔，所述压缩弹簧在导流板两侧压差大于16000Pa时可被拉伸。2.如权利要求1所述变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置，其特征在于所述导流孔数量为3个。3.如权利要求1所述变频自动控制锰硅电炉煤气压力的装置，其特征在于罗茨风机的出口与煤气回收系统相连。4.一种变频自动控制锰硅电炉煤气压力的方法，其特征在于，步骤如下：(1)炉膛内压力传感器显示的数值为炉膛压力,回收净化系统的入口处压力传感器显示的数值为总净化吸力,首先采用手动控制方式将炉膛压力调节至0Pa，此时总净化吸力为稳定状态下总净化吸力；(2)将控制方式由手动切换至自动控制；(3)控制炉膛压力在0Pa，通过炉膛压力传感器监控炉膛压力，当炉膛压力大于或小于0Pa时，则判定炉膛压力出现异常；(4)当炉膛压力出现异常时，以稳定状态下总净化吸力为基准...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海田，崔传海，杨文成，张丰平，周成，王刚，冯志宏，金东凯，龙遇海，徐凤龙，王勇，卜宁，鞠业亮，张丹，
申请(专利权)人：中信锦州金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21