Способ управления процессомграфитации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>86660О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51}М. t(n. (22) Заявлено17. 04. 79 (21) 2754146/23-26 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

С 01 В 31/04

G 01 0 27/00

Государственный комитет

СССР

fIo делан нзобретеинй н откритнй

Опубликовано 2302,81. Бюллетень Йо 7 (53} УДЫ 66. 012- 2 (088.8) Дата опубликования описания 2 30 81 (72) Авторы изобретения

Ю.М. Поповкин и H.È. Рогалева

Ю

l, Р

Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института

"Цветметавт жати на" (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ГРАФИТАЦИИ

Изобретение относится к способам управления тепловыми объектами и мо. .жет быть применено для управления температурным режимом в электрических печах, например в электродном производстве при управлении процессом графитации в электрических печах сопротивления прямого нагрева.

Известен способ управления печами графитации, заключающийся в том,что до тех пор, пока величина активного сопротивления системы: печь графитации - подводящие шины больше величины реактивного сопротивления, ход процесса графитации контролируют по току, .потребляемому печью, а после достижения величиной активного сопротивления значения, равного величине реактивного сопротивления, поддерживают cos т (коэффнциент активной мощности) равным 0,71 L13.

Однако этот способ пригоден только для печей с регулируемым сопро" тивлением керна, в которых возможно графитирование только пластин небольшого размера.

B основном же в производстве применяются печи с нерегулируемым сопро-. тивлением керна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления процессом графитации, основанный на том, что температура в керне печи находится в прямой зависимости от количества энергии, введенной в печь.

Согласно этому способу процесс графитации ведут по мощности, подводимой к печи (мощность характеризует скорость подъема температуры в печи). Окончание графитации определяют по количеству электроэнергии, введенной в печь. Для того, 15 чтобы вести процесс графитации этим способом, устанавливают экспериментально график мощности, подводимой к печи „ в основе которого лежит получение изделий высокого качества, 20 большой выход годной продукции н относительно невысокие расходы электроэнергии. Далее, периодически измеряют мощность, подводнмую к печи в процессе графитации, и сравнивают ее с соответствующим значением на графике мощности, т.е. заданным значением, и в зависимости от разности сравниваемых величин изменяют напряжение, подводимое к печи. В течение процесса графитации измеряют также

S06600

60 количество электроэнергии, введенное в печь.

Процесс,графитации считают закон° чеяным в том случае; если выдержан график изменения подводимой к печи мощности и количество израсходованной электроэнергии равно заданному (г3 .

Недостатком этого способа является тот факт, что измеряют мгновенное значение мощности, подводимой к печи, которое может измениться в данный момент от изменения общей нагрузки» от кратковременных флюктуационяых процессов в печи и не будет характеризовать реальный ход процесса.

Полученная таким образом недостаточно объективная информация о величине подводимой к печи мощности уменьшает точность управления процессом, что ведет к появлению некачественной продукции, а также приводит к увеличению расхода электроэнергии, так как при неточном управлении процессом может увеличиться время графитации, что ведет к дополнительным потерям электроэнергии на реактивных сопротивлениях системы: короткая сеть-печь графитации.

Цель изобретения — уменьшение расхода электроэнергии за счет повышения точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления процессом графитации путем измерения количества электроэнергии и напряжения, подаваемого к печи, измеряют периодически через интервалы времени, равные времени переходного процесса печи, количество израсходованной за каждый интервал электроэнергии,сравнивают измеренное количество электроэнергии с заданным и в зависимости от разности сравниваемых величин корректируют заданное количество электроэнергии для последующего интервала а в зависимости от скорректированного значения количества электроэнергии и заданного в момент измерения и в конце последующего временного интервала, .изменяют напряжение подводимое к печи.

) Повышение точности управления обеспечивается,. во-первых, тем, что управление процессом ведут по количеству электроэнергии, измеряемому через интервалы времени, равные времени переходного процесса пвчи. Эта величина характеризует не мгновенное состояние процесса (как мощность), а отражает процесс за определенный промежуток времени, а именно за промежуток, равный времени перекодного процесса объекта, и, таким образом, является более объективной для данного процесса.

Во-первых, заданное значение количества электроэнергии в конце каждого последующего временного интер1

1 вала корректируется в ходе процесса графитации с учетом разности текущего и заданного значений количества электроэнергии в момент измерения, т.е. управление ведется с учетом реального хода процесса графитации, что также повышает точность управления. Более точное определение величины изменения напряжения, подводимого к печи, в зависимости от скорректированного значения количества электроэнергии и заданного в момент измерения и в конце последующего временного интервала, препятствует затрате лишнего времени на процесс графитации, что способствует экономии электроэнергии (с уменьшением времени, затраченного на процесс графитации, уменьшаются потери электроэнергии на реактивных сопротивлениях системы: короткая сеть-печь графитации, а также потери энергии от вихревых токов в металлических конструкциях).

Способ заключается в следующем.

Устанавливают экспериментально временной график мощности, подводимой к печи, в основе которого лежит получение изделий высокого качества, большой выход годной продукции и относительно невысокие расходы электроэнергии.

Измеряют периодически через интервалы времени, равные времени переходного процесса печи, количество израсходованной за каждый интервал электроэнергии Q t «и сравнивают его с заданным соответственно графику мощности количеством электроэнергии Q дд.

Заданное соответственно графику мощности количество израсходованной электроэнергии за каждый временный интервал, находят по формуле

Lo 4к

Qq = — — т (1) зад. где T продолжительность временного интервала;

P — значение заданной мощносо ти (соответственно графику мощности) в начале вре-. менного интервала;

Р „ - значение заданной мощности (соответственно графику мощности) в конце времен ного интервала.

Исходя из разности сравниваемых величин, корректируют заданное количество электроэнергии для последую-. щего интервала.

Скорректированную величину ч(+,) д для последующего временного интервала (.<+1) находят как разность между заданным значением количества электроэнергии для последующего интервала соответственно графику мощности (Q (м) qAp,. ) и разностью между текущим значением количества

80бб00

Затем для обеспечения подвода к печи в течение последующего временного интервала количества электроэнергии, равного скорректированному значению 0 (+ „) „д „, изменяют величину напряжения, подаваемого на печь по формуле 15

"() под=0 () под

t зад (1 зад.сх (ь 1)ЗОВ t щек = Опод где ьъад ьо„,д 2au=2u„дх

Сигнал с вычислительного устройства 5, пропорциональный величине изменения напряжения Ь U од поступает на устройство 7 управления исполнительным механизмом 8,который изменяет соответствующим образом подводимое к печи напряжение, а, следовательно, и мощность. Вычислительное устройство 5 вырабатывает также сигнал, пропорциональный скорректированному значению количества электроэнергии в конце последующего временного интервала, который поступает на устройство б управления, устанавливающее задатчик 3 количества электроэнергии в соответствующее положение. электроэнергии (Q> „, „ ) и скорректи рованным заданным значением количества электроэнергии в измеряемый ,мо ент времени (Q > pÄ ) (с+ )сод.ск t Lt.+к1 код стек содe Jl где Л U npA — величина, на которую необходимо из ме нит ь подво- 25 димое к печи напряжение

"под i

Р дд — заданное значение мощности, соответствующее моменту измерения с; Зо

Р(+,)здд- заданное значение мощности, соответствующее КоН цу последующего временного интервала (момент времени t+1), На фиг. 1 изображен график, поясняющий осуществление способа; на фиг 2 — функциональная схема устройства для осуществления способа, Устройство состоит из датчика 1 количества электроэнергии, датчика 40

2 подводимого напряжения, задатчика

3 количества электроэнергии, устройства 4 сравнения, вычислительного устройства 5, устройства .6 управления задатчиком количества энергии и устройства 7 управления исполнительным механизмом 8, изменяющим подаваемое на печь напряжение, а, следовательно, и подводимую мощность. устройство. работает следующим 5р образом.

Для осуществления процесса графитации на печь при помощи исполнительного механизма 8 подается напряжение, обеснечивающев подвод мощности, значение которой соответствует начальной точке заданного графика мощности. Датчик 1 регистрирует количестно израсходованной электроэнергии.

Сигнал с датчика 1 соответствукщий текущему значению количества электро- 60 энергии, поступает на устройство 4 сравнения.

В моменты времени, соответствующие временным интервалам, равным времени переходного процесса печи, 65 сигнал с задатчика 3 количества электроэнергии, соответствующий .заданно.му значению количества электроэнергии для данного момента времени, поступает также на устройство 4 сравнения, которое выдает сигнал, пропорциональный разности сравниваемых величин, поступающий на вычислительное устройство 5, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 2 поднодимого напряжения.

Причем, перед началом работы в вычислительное устройство 5, вводится программа, содержащая заданный график мощности и алгоритм необходимых вычислений.

Вычислительное устройство 5 определяет величину Q(+„) „д с, по формуле (2) а величину. изменения

ЬО pA напряжения U „о, подаваемого на печь, рассчитывают по формуле (3) Р од = lj„pA, -DU 3=(UnpA ) 3i ток, потребляемый печью.

Отсюда ек " noA

Р зсзд О под О

ОД 2а ,-Р («) зад.ck (1 Sop (Т ъад 1

="под 4

-Р к-(к (t+

806600

В носледукщие интервалы времени работа устройства аналогична:описанному.

Использование устройства, реализукщего предлагаемяй способ, позволяет повысить качество графитируемой продукции и снизить расход электроэнергии за счет повышения точности управления процессом графитации. формула изобретения 10 . Способ управления процессом гра« фитацин путем измерения количества электроэнергии и напрякения, подаваемого к печи, о т л и ч а в щ и й- 15 с я тем, что, с целью уменьшения расхода электроэнергии за счет повышения точности управления, измеряют периодически через интервалы време-. ни, равные времени переходного процесса в печи, количество израсходованной за каждый интервал электроэнергии, сравнивают измеренное коли чество электроэнергии с заданным и в зависимости от разности сравниваемых величин корректируют зацанное количество электроэнергии для последующего интервала, а в зависимости от скорректированного значения количества электроэнергии и заданного в момент измерения и в конце последующего временного интервала, изменяют напряжение, подводимое к печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды ВНИ и проектного института электроугольных изделий. 1972, т.2, с. 117-121.

2. Чалых К.Ф. Технология и оборудование электродных и электроугольных предприятий. М., 1972, с. 191.

806600

Составитель Н. Рогалева

Редактор С. Патрушева Техред A.Савка Корректор С. Шекмар

Тираж 516 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.изобретеиий и открытий

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

Эаказ 160/36

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4