[发明专利]基于计算炉内电极有效负载电阻的矿热炉电极控制方法

摘要

本发明属于冶金行业矿热炉控制领域，具体涉及一种基于计算炉内电极有效负载电阻的矿热炉电极控制方法。该技术方案中实现了硅锰矿热炉用电系统等值电路建模，并根据等值电路模型计算出炉内有效负载电阻等所有电路参数，发现了炉内有效负载电阻、电极控制、供电关口有功三者之间的控制关系，实现了有效负载电阻指导电极控制的技术方案。根据计算电极有效负载电阻来控制电极移动，计算结果精确，误差小；使得用电系统三相电极操作相互影响较小，三相有功平衡收敛速度快；即某一相电极移动时，对另外两相电极有效负载电阻的影响较小。另外，根据本发明所述的方法还可以判断电极是否发生塌料事故，并给出塌料后控制策略。

主权项

1.一种基于计算炉内电极有效负载电阻的矿热炉电极控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、记录矿热炉的工作数据，所述工作数据包括矿热炉堵眼时刻、产量和电耗；步骤2、统计矿热炉工作时的历史相关数据，根据最节电、产量最高、炉况稳定的历史冶炼工况，拟合成电极有效负载电阻的最优控制曲线；步骤3、采集矿热炉三相供电系统相关数据，计算矿热炉三相电极有效负载电阻和电抗；步骤3.1、根据用电系统中电路电缆、变压器、短网、电容器和电极的相关参数，通过“△—Y”方法对用电系统中变压器和电容器的部分线路进行变换，简化为三个相同的单相等值电路模型；所述单相等值电路模型包括主干电路、电容器支路和负载电阻支路；步骤3.2、采集低压补偿系统的电容器投入组数，再结合电容器支路短网阻抗参数，计算电容器支路阻抗；步骤3.3、采集供矿热炉供电关口的一次电压、一次电流和功率因素，计算单相等值电路关口的一次电压和主干电路电流向量，然后计算出供电关口的等效阻抗；步骤3.4、根据单相等值电路模型，运用正序分解法和三相向量法，结合步骤3.3中得到的供电关口的一次电压和主干电路电流，计算单相等值电路二次侧的电压向量和等效阻抗；步骤3.5、根据步骤3.2中得到的电容器支路阻抗和步骤3.4中得到的单相等值电路二次侧的电压向量，计算得到电容器支路的电流向量；步骤3.6、根据步骤3.5中得到的电容器支路的电流向量和步骤3.3中得到的主干电路电流向量，计算得出负载电阻支路电流向量；步骤3.7、根据步骤3.6中得到的负载电阻支路电流向量和步骤3.5中得到的单相等值电路二次侧的电压向量，计算得出单相电极有效负载电阻和电抗；步骤3.8、重复步骤3.1～3.7，得到矿热炉三相电极有效负载电阻和电抗；步骤4、根据步骤3中得出的三相电极有效负载电阻，对塌料事故进行判断；所述判断标准为，当某一电极有效负载电阻在2秒内的变化值|ΔRF|大于等于0.3mΩ、小于0.6mΩ时，判断出该电极发生轻微塌料事故，该电极下降50mm，炉况逐步恢复正常；当某一电极有效负载电阻在2秒内的变化值|ΔRF|大于等于0.6mΩ时，判断出该电极发生严重塌料事故，该电极下降100mm以上，炉况逐步恢复正常；步骤5、判断各相等值电路中主干电路电流、关口功率或三相电极有效负载电阻是否有越限报警，若否，执行步骤6；若是，对各相等值电路中主干电路电流、关口功率和三相电极有效负载电阻进行越限控制后，执行步骤8；步骤6、判断各电极操作间隔是否合理，若否，延迟2s后返回步骤3；若是，执行步骤7；步骤7、判断三相电极有效负载电阻是否平衡，若是，延迟2s后返回步骤3；若否，执行步骤8；步骤8、判断堵眼后时间是否小于2小时，若是，执行步骤9，若否，执行步骤10；步骤9、结合总位移、有功功率和最优电阻控制曲线，提升有效负载电阻最小的电极，使得三相有效负载电阻平衡，从而实现三相有功功率和三相一次电流达到平衡，然后延迟2s后返回步骤3；步骤10、判断是否开眼，若是，执行步骤11；若否，执行步骤12；步骤11、判断是否堵眼，若是，返回步骤1；若否，延迟2s后返回步骤3；步骤12、结合总位移、有功功率和最优电阻控制曲线，降低有效负载电阻最大的电极，使得三相有效负载电阻平衡，从而实现三相有功和三相一次电流达到平衡，然后延迟2s后返回步骤3。