电石炉炉压智能化运行控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电石炉炉压智能化运行控制方法，具体包括以下步骤：设定电石炉压P

【技术实现步骤摘要】
电石炉炉压智能化运行控制方法
本专利技术涉及电石炉自动控制
，特别是一种电石炉炉压智能化运行控制方法。
技术介绍
电石生产是采用电热法工艺，将原料生石灰(CaO)和焦炭(C)放入埋弧式电炉(电石炉)内，通过电弧、电阻产生的高温热反应制得，同时生成副产物一氧化碳(CO)。原料在贮存和生产加工、配料并通过电炉上端的入口将混合料(炉料)加入电炉内的过程中，空气和水分生成一部分氢氧化钙和石灰粉末。石灰石与碳素原料(炉料)中的粉末多了，会使炉料透气性不好，破坏了炉料的配比，并容易使电极附近料层结成硬壳，而碳素原料中的挥发靠近反应区，形成半融粘结状。这会使反应区的炉料下落速度减慢，产生的一氧化碳气体不能顺利排出，减缓电石生成的反应速度，同时，棚料现象增大炉内压力，防爆孔被高压炉气冲开，最终导致喷料和塌料等现象出现，密闭炉内压力极不稳定(波动)，使电石生产过程的操作十分困难。电石炉在正常运转时，需要将炉内气体压力控制在－10～10Pa内，当炉内压力过高时，炉盖会出现冒火现象，炉内的一氧化碳会外溢，引起中毒；当炉内气压过低(高负压)时，空气倒灌使炉内氧量增加，在净化系统内与一氧化碳反应会发生爆炸，如何稳定电石炉压是生产电石操作安全运行的基本保证。目前电石生产的电石炉压操作方面，基本以人工手动调节变频器频率时，缓慢增加调节，当电石炉炉盖出现冒火时，通过增加风机转速，增大炉气抽出量来降低炉压，在炉压下降后改变风机转速，直至炉压恢复到正常范围内。在电石炉正常负荷下，设置净化风机变频工作频率基本增量和调整频率限值，可基本实现塌料造成炉压波动的泄压控制过程。但是人工手动调节炉压的过程中，突发性的喷料和塌料会使电炉运行具有高危险性，操作人员精力高度紧张、劳动强度大。根据目前电石生产过程中电石炉的操作现状，经过对电石炉运行及电石生产过程中的各种干扰因素影响，进行实际动态测试分析，采用传统的PID控制组合、多变量前馈—反馈等方法，无法控制和稳定炉内压力的突发变化，给电石炉运行带来了极大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种电石炉炉压智能化运行控制方法，及时响应电石炉内气压变化，及时给出控制指令，抑制电石炉压的突发变化，保证电石炉安全可靠运行。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。电石炉炉压智能化运行控制方法，具体包括以下步骤：A.设定电石炉压P炉压的变化范围以及正常运行的压力标准值Pset，计算偏差e以及偏差变化率△e；设定电石炉压压力限值，包括压力下限P1、压力低限Pmin、压力上限Ph和压力高限Pmax；B.实时采集电石炉炉压信号，并对炉压信号进行预处理；C.分析炉压变化，通过平移限值的方法来进行模糊推理，选择相应的控制策略，并通过输出模块驱动抽风风机动作来调整电石炉气压。上述电石炉炉压智能化运行控制方法，步骤C具体包括以下内容：C1.设定炉压变化状态；C2.设定控制策略；C3.判断当前控制周期T内炉压的变化处于步骤C1中的哪种状态，对应选择步骤C2中的控制策略输出。上述电石炉炉压智能化运行控制方法，步骤C1具体包括以下内容：X1＝P炉压＞工作上限；X2＝P炉压＜工作下限；X3＝(P炉压＞平移上限i)并△e上升；X4＝(P炉压＜平移下限j)并△e下降；X5＝(P炉压＜平移上限i)并△e下降；X6＝(P炉压＞平移下限j)并△e上升；X7＝(工作下限＜P炉压＜工作上限)；X8＝(P炉压＞工作上限)并△e上升；X9＝(P炉压＜工作下限)并△e上升；其中，i＝1，2，…，n；j＝-1，-2，…，-n。上述电石炉炉压智能化运行控制方法，步骤C2中所述的控制策略是根据炉压变化的轻重，自动调整推理、修正和平移的次数；具体包括以下形式：策略u1，(u1)＝K·u+C线性递增；策略u2，(u2)＝K·u－C线性递减；策略u3，(u3)＝增平移上限；策略u4，(u4)＝减平移上限；策略u5，(u5)＝减平移下限；策略u6，(u6)＝增平移下限；策略u7，(u7)＝Reset；其中，K为比例因子；C为调节常数。上述电石炉炉压智能化运行控制方法，步骤C3具体包括以下内容：当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X1和X3，并且偏差变化率△e上升时，运行策略u1和u3；当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X2和X4，并且偏差变化率△e下降时，运行策略u2和u5；当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X1和X5，并且偏差变化率△e下降时，运行策略u2和u4；当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X2和X6，并且偏差变化率△e上升时，运行策略u1和u6；当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X7，运行策略u7；当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X8，运行策略u7；当控制周期T内炉压P炉压的变化状态为X9，运行策略u7。由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。本专利技术通过对炉内气压进行实时监控，及时消除外部干扰导致的炉压变化，通过对抽气风机进行控制，达到快速补偿修正的目的，有效的克服炉内棚料现象导致的喷料、塌料、炉内压力突发变化以及防爆孔被高压炉气冲开的危险发生，实现了电石炉内压力的稳定，为电石炉的可靠运行提供可靠保证。附图说明图1为本专利技术的控制原理框图；图2为本专利技术设置的电石炉炉压线示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。电石炉炉压智能化运行控制方法，引用人工智能的理念，通过模糊算法(趋势分析)实施智能控制，具体包括以下步骤：A.设定电石炉压P炉压的变化以及正常运行的压力标准值Pset，计算偏差e以及偏差变化率△e；设定电石炉压压力限值，包括压力下限P1、压力低限Pmin、压力上限Ph和压力高限Pmax，如图2所示。P炉压的变化范围[-100,100]，Pset的设定范围[-100,100]，e的变化范围[-60,60]，△e的变化范围[-30，30]。当电石炉炉压位于压力上限Ph与压力下限Pl之间时，为正常压力波动区域；当电石炉炉压位于压力上线Ph与压力高限Pmax之间或者位于压力下限Pl与压力低限Pmin之间为异常压力区域；当电石炉炉压高于压力高限Pmax或低于压力低限Pmin，为危险压力区域。B.实时采集电石炉炉压信号，并对炉压信号进行预处理。在电石生产过程中，炉内气压控制稳定是至关重要的，涉及到电石生产的质量、产量、安全和环保等工艺参数。将电石炉内气压变化通过压力变送器将炉压转换成电信号，引入DCS集散控制系统进行数据预处理。C.分析炉压变化，通过平移限值的方法来进行模糊推理，选择相应的控制策略，并通过输出模块驱动抽风风机动作来调整电石炉气压。具体包括以下内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电石炉炉压智能化运行控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/nA.设定电石炉压P

【技术特征摘要】
1.电石炉炉压智能化运行控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A.设定电石炉压P炉压的变化范围以及正常运行的压力标准值Pset，计算偏差e以及偏差变化率△e；设定电石炉压压力限值，包括压力下限P1、压力低限Pmin、压力上限Ph和压力高限Pmax；
B.实时采集电石炉炉压信号，并对炉压信号进行预处理；
C.分析炉压变化，通过平移限值的方法来进行模糊推理，选择相应的控制策略，并通过输出模块驱动抽风风机动作来调整电石炉气压。


2.根据权利要求1所述的电石炉炉压智能化运行控制方法，其特征在于，步骤C具体包括以下内容：
C1.设定炉压变化状态；
C2.设定控制策略；
C3.判断当前控制周期T内炉压的变化处于步骤C1中的哪种状态，对应选择步骤C2中的控制策略输出。


3.根据权利要求2所述的电石炉炉压智能化运行控制方法，其特征在于，步骤C1具体包括以下内容：
X1＝P炉压＞工作上限；
X2＝P炉压＜工作下限；
X3＝(P炉压＞平移上限i)并△e上升；
X4＝(P炉压＜平移下限j)并△e下降；
X5＝(P炉压＜平移上限i)并△e下降；
X6＝(P炉压＞平移下限j)并△e上升；
X7＝(工作下限＜P炉压＜工作上限)；
X8＝(P炉压＞工作上限)并△e上升；
X9＝(P炉压＜工作下限)并△e上升；
其中，i＝1，2，…，n...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广鑫，刘占查，
申请(专利权)人：河北国超热力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13