Управление фосфорной руднотермической печью закрытого типа

• Автор: Шилина, Яна Михайловна
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА ФОСФОРА
1.1 Особенности процесса производства фосфора
1.1.1 История промышленного производства и области применения фосфора
1.1.2 Физико-химические и конструктивные особенности процесса
1.1.2.1 Требования к сырью
1.1.2.2 Требования к качеству готового продукта
1.1.2.3 Физико-химические свойства фосфора
1.2.2.4 Фосфорная руднотермическая печь (РТП)
1.1.3 Зонное строение реакционного пространства печи
1.2 Анализ существующих методов и систем управления производством фосфора
1.3 Постановка задачи исследования
1.4 Выводы к главе
Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА
2.1 Фосфорная печь закрытого типа как объект управления
2.2 Анализ химического взаимодействия компонентов шихты в
процессе получения фосфора
2.3 Материальный баланс руднотермической печи
2.4 Энергетический баланс руднотермической печи
2.5 Структура математической модели процесса получения фосфора
2.6 Описание программной реализации математической модели на

2.7 Выводы к главе

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
3.1 Оценка адекватности математической модели получения
фосфора
3.2 Влияние содержания примесей сырья на выход продуктов плавки, расход сырья и энергии
3.3 Влияние качества сырья и модуля кислотности на выход фосфора, расход сырья и энергии
3.4 Выводы к главе
Глава 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА
4.1 Постановка задачи системы управления
4.2 Выбор критерия управления и метода его определения
4.3 Разработка алгоритма управления
4.4 Структура системы управления процессом получения фосфора
4.5 Анализ качества работы системы управления
4.6 Выводы к главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
РТП - руднотермическая печь;
шм - содержание 1-го компонента в ]-ом потоке, %;
Входные потоки РТП: БН - шихта; Р - фосфорит; КУ - кварцит; V -восстановитель (кокс); Е_таь8а - электродная масса;
Выходные потоки РТП: 8Ь - шлак; РТ - пыль; § - газ; М - феррофосфор;
05Н, 0Р, Оку, Су - расходы шихты, фосфорита, кварцита, восстановителя (кокса) на дозаторе, т/ч;
Лбу,кор - корректирующая дозировка кокса, т/ч;
- удельный расход )-го потока на одну тонну фосфора, т/т;
М; - вес кой молекулы, г;
Ц - стехиометрический коэффициент компонента в химической реакции;
К; - коэффициент восстановления оксида;
Мк - модуль кислотности;
т(Р) - выход фосфора, %;
тУз1 - масса углеродистого слоя, т;
Ашуз, - изменение массы углеродистого слоя (дисбаланс углерода), т;
ту5|,1 суммарное изменение массы углеродистого слоя за весь период наблюдения, т;
Ртах - максимальная электрическая мощность, потребляемая печным трансформатором, кВт;
Р и I - текущие значения мощности печи и силы тока в электродах соответственно, кВт и кА;
- затраты электроэнергии на осуществление кой химической реакции в реакционном пространстве РТП, кВт-ч/т;
¥общ - общий удельный расход электроэнергии на получение одной тонны фосфора, кВт-ч/т;
¥с - расход электроэнергии (по данным измерителя мощности), кВт-ч.

В статье /66/ описана система управления дозаторами непрерывного действия в производстве желтого фосфора. Указанные дозаторы отличаются хорошим качеством регулирования подачи материалов в широком диапазоне производительности.
Работа /67/ посвящена рассмотрению системы управления загрузки шихтой бункеров фосфорных печей, которая обеспечивает поддержание уровня шихты в бункерах в заданных пределах. Система управления осуществляет последовательную загрузку рядов бункеров до отметки верхнего уровня. Испытания системы показали, что она в достаточной мере стабилизирует поступление шихты в печь.
Решение частной задачи взаимного влияния технологических параметров фосфорной печи при статическом режиме описано в работе /68/.
Приведенные в данном разделе сведения показывают, что при моделировании и управлении фосфорной печью возникает ряд сложностей. Анализ состояния фосфорного производства свидетельствует о том, что задача повышения эффективности ведения процесса получения фосфора, а именно разработка системы управления производством на основе математической модели, адекватно описывающей реальный процесс, является актуальной. С учетом вышеизложенного, в следующем разделе сформулирована задача исследования.
1.3 Постановка задачи исследования
Проведенный анализ физико-химических и конструктивных особенностей процесса получения фосфора, рассмотрение зонного строения реакционного пространства печи, а также существующих методов и систем управления процессом позволяет сформулировать цель работы и задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели в ходе выполнения диссертационной работы.
Целью диссертационной работы является создание системы управления фосфорной руднотермической печью закрытого типа на основе математической модели, применяемой для оценки изменения массы