Способ контроля внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфорной печи

 

) 1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕГО СОСТОЯНИЯ САМЗОБЖЙГАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРОДА ФОС«ЮРНОЙПЕад, при котором П0ддержйва1от УЕ овень зоны коксо- ; вания электррда1 путем, измерения, сравнения с заданньол и поддержания величины тока электррдца, активного сопротивления фазы и величины перепуска элёктро ца, изйеряют дополни тельно электрический параметр и пр нему : контролир -г в {утреннее состояние электрода, о т л и ч а ю щ и йо я тем, что, с целью повышения надежности крнтроля, в качестве указанного электрического параметра испРльзуют высшие гармрники тока электрода , а контроль прговодят по отнсяаению величины высших rai3Mo ни к к первой гармонике тока электрода. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и а я тем, что при достижении указанным отношением третьей гармоники к первой величине 2-3%;фиксируют наличие трещин и сколов рабочего концаэлектрода. I 3i Способ tio п. I, о т л и ч, а ю щ:и и с я тем, что при достижение указанным отношением Jpeтьeй гармонк ки к первой величине 3-5% и одновре (И менном скачкообразном изменении активного сопротивления фазы фиксируют с облом или обрыв электрода. г 4. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что с целью повышения точности контроля, измеряют относительное значение третьей гармо НИКИ в производной тока Электрода и при достижении им величины 6-10% фик сируют облом или обрыв электрода. ел

(191 (11)

ЗСЮ Н 05 В 7 09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРОТВЕННМЙ НОМ14ТЮ СССР

Мя м меям

К АВТОРСКОМ,Ф СЮЦДЕТЕЛЬСТВУ а (Ж ) 3433428 /24-07 (22 ) 28. 04„82 (46) 07.01. 84.. Бюл ° 11 1 (72) .Г. М. Жилов, С. 8. Короткин,, N.- N."Лифсон, A. Б. Баркан, В. В. Та- . расов,:Л. М. Воложин и.Е. A..Ñåëèö- . кий ,: (71 ) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проект,йяй ийститут основной химической промышленности (53:) 621.365.23(088.8) (56) 1. Злектротермия, И., Йнформэлектро, 1973, 9 9 133., с. 9-10..

2. Патент ФРГ 9 1583469, кл. Г. 27 .и 11/08 1971. (54)(57,) 1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВнутРеННЕГО СОСТОЯНИЯ СМЮОБЖИГАЮЩЕГОСЯ . ЭЛЕКТРОДА ФОСФОРНОЙ ПЕЧИ, при котором,поддерживают уровень эоны коксо-. вания:электрода путем измерения, сравнения с заданным и поддержания величины тока электрода, активного. сопротивления фазы и величины пере.пуска электрода, измеряют дополни-тельно электрический параметр и по нему:контролируют внутреннее состояние электрода, о т л и ч а ю щ и йя с я тем, что, с .целью повышения надежности контроля, в качестве указанного электрического параметра используют высшие гармоники тока электрода, а контроль проводят по отношению величины высших гармоник к первой, гармонике тока электрода.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся :тем, что при достижении указанным отношением третьей гармоники к первой величине 2-3%,фиксируют наличие трещин и сколов рабочего конца электрода °, 3. Способ по п. 1, о т л и ч. а— ю щ;и и с я тем, что при достижении. указанным отношением третьей .гармони ж ки к первой величине 3-5% и одновременном скачкообразном изменении ак тинного сопротивления фавн Фиксируют облом или обрыв электрода.. : С

4. Способ по и. 1, о т л и ч а— я а ю шийся тем, что, с целью повы- Я шения точности контроля, измеряют относительное значение третьей гармо ники в производной тока электрода и при достижении им величины 6-10% фик сируют облом или обрыв электрода.

1066045

Изобретение относится к электрожфрмии, .в частности к электропечным установкам, например фосфорным, карбидным, ферросплавиым, оборудованнЫм .самообжигающимися. электродами, и может быть использовано в системах упрааления электропечными установками в АСУ ТП фосфорного производства, иреимущественйо для мощных электроИечных усхаааоаох закрытого типа.

ИадежнОсть работы электропечной >0 установки в значительной степени зависит от процесса коксования самообжигающегося.электрода, поэтому во-, просы:нормальной эксплуатации его определяае технико-экономические по- 35 казатели электропечной установки. 8 рвзультате обрыва электрода печь останавливают иа длительное время, что существенно снижает ее производительность . 20

Положение зоны коксования полно-. стью не гарантирует надежной работы электрода, так как электрод может оборваться из-за термических перегрузок, в результате которых в теле 25

Электрода образуются трещины и возможны обломы и т.п. Это происходит из-за резкого повышения градиента температуры ннутрн электрода при остайовке и подогреве печи. Необходи- 30 мо.исиользовать другие, параметры, которые в какой-либо мере характеризуют работоспособность электрода.

: Известен способ контроля предаварийиого состояния электрода, в котором определяют эффективное значение напряжения и тока на электроде, вычисляют на их основе эффективное значение сопротивления и сравнивают его. с заданным. Изменение величины сопротивления подэлектродного пространства40 используют в качестве сигнала начала разрушения электрода СИ .

Однако достонериость данного способа низка, так как сопротивление подэлектродного пространства зависит от 45 многих других факторов, например, положения электрода, состава и гранулометрии шихты, режима слива и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому

rio технической сущности является спо- 5О соб контроля внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфорной печи, при котором поддерживают уровень зоны, коксования электрода путем измерения, сравнения с заданным и поддержания величины тока элек трода, активного сопротивления фазы и величины пзрепуска электрода, измеряют дополнительно электрический параметр и по нему контролируют внутреннее состояние электрода Е23.

Недостатком известного способа является отсутствие контроля за состоянием рабочей части электрода (наличия трещин., сколов и т.д.1, что снижает надежность контроля. цель изобретения - повышение надежности контроля.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля внутреннего состаайия самообжигающегося электрода фосфорной печи, при котором поддерживают уровень зоны коксования электрода путем измерения, сравнения с заданным и поддержания величины тока электрода, активного сопротивления фазы и величины перепуска электрода, измеряют дополнительно электрический параметр .и по нему контролируют внутреннее состояние электрода, в качестве указанного электрического параметра используют высшие гармоиики тока электрода, а контроль проводят по отношению величины высших гармоник к первой гармонике тока электрода.

При достижении укаэанным отношением третьей гармоники к первой величине 2-3Ъ фиксируют наличие трещин и сколов рабочего конца электрода.

При достижении укаэанным отношением третьей гармоники к .первой величине 3-5% и одновременном скачкообразном изменении активного сопро тивления фазы фиксируют облом или обрыв электрода.

Кроме того, для повыщения точности контроля измеряют относительное значение третьей гармоники в производной тока электрода и при достижении им величины б-10% фиксируют облом или обрыв электрода, При эксплуатации печи возникают аварийные ситуации, требующие остановок лечи или снижения ее мощности, что вызывает термические перегрузки электрода и на его.ïoâeðõíoñòè и внутри образуются, трещины в скоксованной части электрода. Особенно опасны простои печи более 3-4 ч.

И дальнейшем вследствие токовой перегрузки трещийы увеличиваются, образуются сколы с появлением дугового разряда и затем обрыв электрода с вытеканием электродной массы. Кроме того, причиной образования сколов электродов могут служить резкие об-. рушения шихты или низкая механическая прочность электродов из-за сегрегации электродной массы. Появление резкого выраженного дугового разряда с .нелинейной- зависимостью сопротивления.от тока и прямоугольной формой напряжения вызывает появление третьей и других высших гармонических составляющих в токе электрода.

Аналиэ причин обрывов электродов показывает, что обрыву и облому электродов предшествует развитие дугово-. го процесса в ванне фосфорной печи.

Опыт эксплуат.-.ции фосфорных печей показал, что при нормальных отклонениях сопротивления ванны печи от за

1066045

Турпак

Корректор 10. Макаренко

Заказ 11061/59 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"-, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 данной величины и даже большом содер-, .жании Р О в шлаке (.3-7%) величина, тока первой (рсновной) гармоники. Кроме.того, такие отклонения удается устранить, скорректировав электрический режим и гранулометрию углеродистого материала.

При.наличии же значительных трещин .и сколов уменьшить величину третьей гармоники тока не удается, а с развитием сколов она растет. При обрыве 10 электрода резко изменяется активное сопротивление соЬтветствующей Фазы печи и величина: тока третьей гармони. ки составляет 2-5% и более.

С целью повышения точности опреде-15 ления аварийной ситуации можно измерять относительное значение высших, например третьей, гармоник в производной тока электрода. В этом случае относительное значение третьей гармо 20 .ники возрастает в 3 раза. Производную тока можно измерять с помощью магнитных поясов (пояс Роговского), в кото-! рых ЭДС пропорциональна производной I измеряемого тока.

На основании указанного выше можно о состоянии рабочего конца электрода судить цо величине высшей, например третьей, гармоники тока электрода и отклонению активного. сопротивления фазы печи.

Рассмотрим осуществление.предлагаемого способа на примере работы.фосфйрйой печи РКЗ-80ф.

Печь имеет три самосцекающихся электрода диаметром 1700 мм, рас- 35 положенных по..треугольнику с диаметром распадд 4800 мм, круглую ванну с внутренним диаметром 10500 мм и . высотой 565С мм, "Печь оборудована тремя однофазными печными трансфор- 40 маторами общей мощностью .80 МВт.

Оптимальные-параметры электротехнологического режима могут быть выбраны в соответствии.с известными методическими указаниями. Пусть, на- 4 пример, они будут. такими: активйая мощность.Р = 50 МВт, cosg = 0,920, ток электрода I3. = 68 кА, линейное напряжение U = 466 В содержание

Р Ок — Ск = 1,2Ъ, модуль кислотно- сти Ng = 0,69,-температура Под св ;. дом печи Т = 2809С, отношение выI

Составитель О.

Редактор Ю. Ковач Техред A.Ач соты подэлектродного пространства к диаметру электрода h>q = 0,7-0,8, Тогда R = 3,65 МОм.

ГервоначальнО в печь подают шихту с доменным коксом со,средним размером куска 7 = L;55 см. При соблюдении .этого электротехнологического режима величина третьей гармоники была менее

1% от величины первой гармоники.- Рабочая длина электрода составляет 390 см.

При изменении Ск с 1,17 до 1,78 и ь "„ с 0,74 до 0,9 модуль. кислотно- . сти стал Ny, = 0,85, температура под сводом взчи увеличивается до 410 С мощность снижается до 47 МВт, сопротивление.ванны увелйчивается до

4,2 NOM, aos ф станет равным 0,910,длина рабочего конца электрода составляет 410 см. Третья гармоника составляет 1,0t от первой гармоники тока.

Отработка отклонения тока электрода от заданного значения .к оптимальному положению электрода (h 0,75) производят регулятором электрического режима..

В случае, если бы содержание Р Ог в шлаке превысило регламентное значение 2%, необходимо было бы откоррек тировать количество восстановителя, т.е. Управление работбй печи осуществляется путем. перемещения электродов переключением ступеней напряжения трансформатора и корректировки шихты.

При превышении величины тока третьей гармонике 3-5Ъ от первой и рез,ком умень|пении сопротивления ванны необходимо сбросить напряжение илн остановить печь, так как это,будЕт свидетельствовать об обрыве нли об-, ломе электрода. Если утечки электрод-, ной -массы нет, то останавливать печь не надо, а достаточно работая на низком напряжении, сработать отколов- . шуюся часть электрода, и, перепуская. электрод, восстановить его рабочий конец.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить, надежность. работы самоспекающегося электрода, так как поддерживает оптимальную длину рабочей части электрода, контролирует ее состояние и предотвращает аварийную ситуацию, т.е. обрыв или облом электрода..