一种还原炉雾化的预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种还原炉雾化的预测方法和装置，涉及多晶硅生产技术领域。该方法包括：根据预测模型，确定第一时间的还原尾气理论排出温度；根据获取第一时间的还原尾气实际排出温度与还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度；第二时间为第一时间之后的时间；根据预测温度，预测第二时间的还原炉的雾化反应。本发明专利技术的方案，根据预测温度，准确判断还原炉的雾化程度，以便操作人员及时掌握还原炉内雾化程度及进行调整，实现一定程度的雾化边界卡边运行，以达到既降低电耗又保证还原炉产品质量的目的。量的目的。量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种还原炉雾化的预测方法和装置


[0001]本专利技术涉及多晶硅生产
，特别是指一种还原炉雾化的预测方法和装置。

技术介绍

[0002]在长达110个小时的多晶硅生产过程中，如何及时感知炉内状态，并提前做出调整，以防止出现雾化等异常现象是目前本领域最关心的问题，然而作为一个灰盒系统，硅棒的表面温度很难通过传感器直接获得，但现场工作人员往往通过一些间接指标进行观测评估，例如还原炉尾气出口温度，该数据代表了还原炉内部的稳定性，当还原炉内由于某些扰动或异常升温时，中控室可以通过数字化控制系统(Digital control system，简称DCS)中采集到的部分关键数据进行判断。
[0003]人工判断具有滞后性，即当判断发生异常时，炉内出现雾化情况，此时低质量的多晶硅已经沉积在硅棒上，虽然可以通过及时调整恢复正常生产，但部分低质量的多晶硅已经完成了沉积，它们会严重影响后续的硅参与反应，最终导致这一批次的多晶硅质量大幅下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种还原炉雾化的预测方法和装置，以解决目前技术无法准确预测还原炉内雾化反应的问题，以改善雾化条件难以定量的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种还原炉雾化的预测方法，包括：
[0006]根据预测模型，确定第一时间的还原尾气理论排出温度；
[0007]根据获取所述第一时间的还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度；所述第二时间为所述第一时间之后的时间；
[0008]根据所述预测温度，预测所述第二时间的还原炉的雾化反应。
[0009]可选地，所述方法还包括：构建预测模型，其中，构建预测模型包括：
[0010]根据预设时间段内的输入热量等于输出热量，构建预测模型；其中，所述预设时间段为还原工艺中总电功率经过由上升到下降的拐点到停炉的时间段；所述输入热量包括通过电流将硅芯加热并散发的热量；所述输出热量包括炉桶水得到的热量、底盘水得到的热量、还原尾气排出热量与反应热。
[0011]可选地，所述输入热量是根据输入端的电流数值、导体实时电阻和反应时间确定的；所述导体实时电阻是硅芯与经气相沉积反应所累积的多晶硅的电阻大小；
[0012]其中，获取导体实时电阻，包括：
[0013]获取经验参数；所述经验参数是由输入的总电功率曲线进行反向推算得出的；所述总电功率曲线由料表确定，并经过多次预设实验得出；
[0014]获取硅芯的长度、硅芯的横截面积和硅芯的电导率；
[0015]根据所述经验参数和所述硅芯的长度的第一乘积，与所述硅芯的横截面积和所述硅芯的电导率的第二乘积之间的比值，并将所述比值确定为所述导体实时电阻。
[0016]可选地，所述还原尾气排出热量是根据物质的量、气体常数和温度差值之间的乘积确定的，其中，所述物质的量、所述气体常数均为常数，所述温度差值为炉内温度与尾气温度的差值。
[0017]可选地，根据获取所述第一时间的还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度，包括：
[0018]确定所述还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度之间的第一差值；
[0019]根据所述第一差值和总电功率曲线进行预设函数拟合，确定出偏差方程；所述总电功率曲线由料表确定，并经过多次预设实验得出；
[0020]根据所述偏差方程和当前时刻还原尾气温度，确定第二时间的预测温度。
[0021]可选地，根据所述预测温度，预测所述第二时间的还原炉的雾化反应，包括：
[0022]确定进入还原炉内发生雾化反应的第一进料的反应温度和第二进料的含量占比；所述第二进料的反应温度大于所述第一进料的反应温度；所述第一进料和所述第一进料在还原炉内分解均会生成无定形硅；
[0023]根据所述预测温度，确定还原炉的炉内实时温度；
[0024]根据所述炉内实时温度、所述第一进料的反应温度和所述第二进料的含量占比，预测所述第二时间的还原炉的雾化反应。
[0025]可选地，确定进入还原炉内发生雾化反应的第一进料的反应温度和第二进料的含量占比，包括：
[0026]根据还原尾气管道的粉尘检测仪，确定无定形硅的浓度；
[0027]根据所述无定形硅的浓度，通过第一预设算法进行标定，确定进入还原炉内发生雾化反应的第一进料的反应温度和第二进料的含量占比。
[0028]可选地，在启炉后的第一预设时间内的炉内反应与雾化反应无关，在启炉后的第二预设时间内的炉内反应与雾化反应相关，所述第二预设时间为所述第一预设时间之后的时间。
[0029]为达到上述目的，本专利技术的实施例还提供一种尾气雾化的预测装置，包括：
[0030]第一确定模块，用于根据预测模型，确定第一时间的还原尾气理论排出温度；
[0031]第二确定模块，用于根据获取所述第一时间的还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度；所述第二时间为所述第一时间之后的时间；
[0032]第一处理模块，用于根据所述预测温度，预测所述第二时间的还原炉的雾化反应。
[0033]为达到上述目的，本专利技术的实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上任一项所述的还原炉雾化的预测方法中的步骤。
[0034]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0035]本专利技术实施例中，根据预测模型，确定第一时间的还原尾气理论排出温度；根据获取第一时间的还原尾气实际排出温度与还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度；第二时间为第一时间之后的时间；根据预测温度，预测第二时间的还原炉的雾化反应，这里，利用预测温度，准确判断还原炉的雾化程度，以便操作人员及时掌握还原炉内雾化程度及进行调整，实现一定程度的雾化边界卡边运行，以达到既降低电耗又保证还原炉产品质量的目的。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例提供的还原炉雾化的预测方法的流程示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例提供的还原炉雾化的预测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0039]应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
[0040]在本专利技术的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本专利技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0041]如图1所示，本专利技术的实施例提供一种还原炉雾化的预测方法，包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种还原炉雾化的预测方法，其特征在于，包括：根据预测模型，确定第一时间的还原尾气理论排出温度；根据获取所述第一时间的还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度；所述第二时间为所述第一时间之后的时间；根据所述预测温度，预测所述第二时间的还原炉的雾化反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：构建预测模型，其中，构建预测模型包括：根据预设时间段内的输入热量等于输出热量，构建预测模型；其中，所述预设时间段为还原工艺中总电功率经过由上升到下降的拐点到停炉的时间段；所述输入热量包括通过电流将硅芯加热并散发的热量；所述输出热量包括炉桶水得到的热量、底盘水得到的热量、还原尾气排出热量与反应热。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输入热量是根据输入端的电流数值、导体实时电阻和反应时间确定的；所述导体实时电阻是硅芯与经气相沉积反应所累积的多晶硅的电阻大小；其中，获取导体实时电阻，包括：获取经验参数；所述经验参数是由输入的总电功率曲线进行反向推算得出的；所述总电功率曲线由料表确定，并经过多次预设实验得出；获取硅芯的长度、硅芯的横截面积和硅芯的电导率；根据所述经验参数和所述硅芯的长度的第一乘积，与所述硅芯的横截面积和所述硅芯的电导率的第二乘积之间的比值，并将所述比值确定为所述导体实时电阻。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原尾气排出热量是根据物质的量、气体常数和温度差值之间的乘积确定的，其中，所述物质的量、所述气体常数均为常数，所述温度差值为炉内温度与尾气温度的差值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取所述第一时间的还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度，确定第二时间的预测温度，包括：确定所述还原尾气实际排出温度与所述还原尾气理论排出温度之间的第一差值；根据所述第一差值和总电...

【专利技术属性】
技术研发人员：狐政恺，呼维军，宋永刚，陈卫卫，刘开军，徐玉玲，海东，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：