[发明专利]矿热炉安全生产预警及紧急停车系统

说明书

矿热炉安全生产预警及紧急停车系统，本发明涉及矿热式电阻电弧炉技术领域；它以计算机和测量仪表为硬件，通过对测量数据进行计算和逻辑判断，超标引发预警和紧急停车；其操作方法如下：通过应用高精度流量测量仪表对进入和流出炉内的冷却水进行实时测量；电极糊液面高度测量仪表对糊柱高度进行测量；大电流测量仪表对电极电流进行测量，检测其电流突变；对炉内温度进行测量，并对温度趋势进行分析；通过对电炉高压侧电流、电压的测量；通过对以上检测仪表数据超标，就要发出报警信号，超出安全预警定额，就启动紧急停车。更彻底实现实时对引起安全事故的工艺和设备运行参数进行连续检测、自动监视、提前预警，联锁紧急停车，安全可靠性更高。

技术领域

本发明涉及矿热式电阻电弧炉技术领域，具体涉及矿热炉安全生产预警及紧急停车系统。

背景技术

中国是目前世界的冶炼大国，全世界80%以上电石、硅铁、硅钙、硅锰和铬铁等铁合金产自中国，超99%的工业硅产自中国。宁夏是中国的冶炼大省，主要冶炼产品的比例占全国产能的20%以上，全区超过60%的工业用电消耗在矿热炉上，全区GDP和税收的一半以上来自冶炼产业，矿热炉及其产业链的安全生产一直是区安全生产系统的重中之重，也是安全事故的高发区域。

引起安全生产事故的现象及特征参数有如下几种：电炉冷却水大量泄漏到炉膛及反应区的现象及特征参数：这是因炉内设备损坏所致。使得大量冷却水灌入高温反应区，快速汽化，引发爆炸，造成严重设备损坏及操作工人伤亡，这种现象的特征参数是进入炉内的冷却水量和流出冷却水量不等量；电极软硬断的现象及特征参数：电极软断是因为电极的自焙烧速度赶不上消耗的速度，操作者仍然按照既定操作办法压放电极，造成电极电流通过外面电极筒流过，产生击穿流糊。同时抱紧装置不能抱到硬电极而电极自己下滑，引发炉内高温产品及炉气喷到炉面，引燃炉面高挥发分的熔化电极糊，发生高温燃爆。造成矿热炉设备大面积烧坏，甚至报废，同时威胁电炉操作面及周围操作工人生命造成大量人员伤亡，这种现象的特征参数是电极糊液面快速下降，电极电流突变，其他反应都在事故发生后了，电极硬断是因为电极烧结速度大于消耗速度，使得电极在抱紧装置以下太长，自重太大，超过了电极自身前度而发生断裂，也有其他原因造成的电极硬断。造成电极断头插入炉内，引发炉内高温产品及炉气喷到炉面，发生喷炉，引发设备烧毁和人员烧伤，这种现象的特征参数是电极电流突然降为零；电极不能很好的插入炉料内的现象及特征参数，由于不能选择好的原料及操作工人违规操作电炉，使得电极不能很好的插入炉料内，引起高温反应区上移，料层不能形成完好结构，引发多次不等时塌料，有时大塌料，高温气体喷出，造成喷炉，烧坏设备及烧伤操作工人，这种现象的特征参数是炉内温度升高，且升高趋势越来越高；电气设备超负荷、超温、超压引起的设备烧毁及人员伤亡：许多生产企业为了增产、调炉等目的，违反科学常识及操作规程，长期严重超负荷达30%以上，甚至超50%。同时对矿热炉供电回路的谐振问题放任不管，造成电气设备严重发热，绝缘水平迅速降低，引发主变烧毁，冷却油爆燃，开关爆炸，从而造成严重的财产损失及人员伤亡。供电部门为了自身利益放任企业自管设备安全运行，这种现象的特征是超电流、超负荷、超电压、超温，均可进行检测、报警及停车处理；特种冶炼炉如密闭电石炉、真空冶炼炉等煤气泄漏和氧气吸入炉内的现象特征参数，由于特种冶炼炉如密闭电石炉、真空冶炼炉等对炉气的回收利用，炉内或回收装置要求有压力，容易引起煤气泄漏和空气进入炉内，引起煤气燃烧、人员中毒、煤气爆炸等事故，造成设备损坏和人员伤亡，这种现象的特征参数是设备附近有煤气及炉内负压减弱或消失，检测仪表数据超标。

目前状况是只对部分引起安全事故的问题进行了特征参数检测，并进行了预警。而且特征参数的选择还不明显，造成预警不正确。比如冷却水泄漏事故，只选择了温度特征，出现的问题是温度测量反应时间长，对事故预警起不到大作用。对炉变电流过大引起的设备损坏事故，只检测了高压电流，保护了炉变，但对电极软硬断造成的恶性事故无法预警等。全面的对矿热炉生产过程安全预警系统还没有出现。

发明内容