一种电石工艺中电石炉生产控制方法与流程

本发明属于电石生产工艺控制，具体涉及一种电石工艺中电石炉生产控制方法。

背景技术：

1、公知的电石生产工艺技术已经很成熟，多采用电热法生产电石，即检测合格的石灰、兰炭、焦球等原料按照一定比例投料入电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石，电石定时出炉，放至电石锅内，经冷却后，破碎成一定要求的粒度规格，得到成品电石。电石炉生产工艺中包括配料、上料和炉顶布料，即合格的原料由原料加工车间经计量、配料后，由斗式提升机送入电炉车间料仓内，由炉顶布料设施、皮带输送机和环形加料机4将料送入炉顶环形料仓。在电石炉上部的平台环形加料机下方设置了 12 个筒型料仓，每个料仓设有料位指示装置，当任意一个料仓的下限位缺料报警时，将缺料仓上方的刮板打开，启动皮带系统，这时环形加料机、小皮带机、长斜皮带机、配料皮带顺序启动，同时启动配料系统；配料结束后，启动卸料系统，计量斗开始卸料并通过仓下皮带机、长斜皮带机、四楼小皮带机、环形加料机，在刮板作用下输至缺料料仓。如果有若干料仓都缺料时，以缺料下限报警时间先后陆续供料；如果因设备问题缺料超过两个小时，必须停电处理；如果各料仓使用的炉料配比不同时，打完一个料仓后必须间隔一定时间后才可向另一个料仓打料，当料仓停止打料后，按照停止配料、停止卸料、停配料皮带、停长斜皮带机、停小皮带机、停环形加料机4的顺序停止上料操作。

2、目前生产中存在如下问题：

3、1、电石上料过程中，因频次较高，且操作节点多，因此人为干预多，依据操作经验判断上料、入料、设备运行等情况，缺乏理论技术，生产控制不稳定；

4、2、三种原料混料不均导致产生残次产品、混料易出现虚料位、滞后料位，导致生产不稳定；

5、3、料仓料位设定的报警，只能起到提醒作用，当操作人员工作繁忙时，可能出现空仓或料仓缺料的现象，导致处理不及时使生产下料不连续，缺料时间较长时，必须停电处理；

6、4、上料过程中，以操作曲线或人为记录时间为依据，存在人为控制比较困难，失误现象较多，难以达到合理上料控制的目的，极大地增加了操作人员的劳动强度，并产生较大的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明适用于电石生产控制技术领域，目的是降低人工操作频率及强度，提供一种连续式加料操作、可实时调控、利于工艺调整，并且降低操作人员劳动强度、提升自动化操作水平，增加安全稳定性，适合电石工艺中电石炉生产控制方法。

2、本发明采用如下技术方案：一种电石工艺中电石炉生产控制方法，由dcs控制电石料料生产系统上料全过程，该控制方法设置dcs控制手动操作模式及自动操作模式，上述手动操作模式为，由dcs控制系统手动控制原料仓、称重仓、配料振打电机、卸料振打电机、仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机通过dcs操作启动及停止；上述选择选择电石炉上料一键切换为自动模式后，依据料仓称重系统、配料混料系统、环形加料系统依次或分段执行：

3、如上所述的一种一种电石工艺中电石炉生产控制方法，所述料仓称重系统，设置原料配方分别为石灰原料称重值设定为a kg、兰炭原料称重值设定为b kg、焦球原料称重值设定为ckg，称重完成后，分别启动石灰配料振打电机、兰炭配料振打电机、焦球配料振打电机，开启振动20s后再次判断；称重石灰原料称重aa kg、兰炭原料称重bb kg、焦球原料称重cckg，并判断实际称重aa、bb、cc反馈值是否分别大于等于石灰原料称重a kg =1000 kg、兰炭原料称重b kg=520 kg、焦球原料称重ckg=60 kg，如果不满足，则继续对应原料仓称重满足条件，重复上述程序；如果某一称重值小于5%称重值的偏差范围，则提示“原料仓称重偏小，请确认是否进入称重仓”，暂停或者急停，执行操作人员检维修操作；

4、如上所述的一种一种电石工艺中电石炉生产控制方法，上述料仓称重系统称重如果满足，则进行所述配料混料系统；分别检测石灰称重料仓、兰炭称重料、焦球称重料仓初始称重值，偏差5%称重值时，提示“称重仓内有残料，请确认是否继续称重”，如果确认后则可手动清零，执行下一步配料混料；并设定分批次数，根据配料及混料情况，可以设置为2〜5次配料及混料过程，优选地，设置为仓下皮带机1混料三次：第一次混料，分别设置t11=5s、t12=10s、t13=20s；设置三台卸料振打电机变频器实现三台料仓的卸料速度分别为v1=0.8m/s、v2=0.70 m/s 、v3=0.6 m/s，确认优先启动石灰卸料振打电机24进行卸料，满足t11=5s后兰炭卸料振打电机34动作进行卸料，满足t12=10s后焦球卸料振打电机34动作开始卸料，满足t13=20s仓下皮带机1正行停止，判断第一次混料称重：判断三个料仓减少的料是否满足大于等于a+b+c称重累计值的三分之一，具体比较过程如下：将三个料仓的瞬时值检测后，赋值至a11、b12、c13，比较a11与原称重前重量差值a111、 b121、c131，此差值累计值a111+b121+c131的和与a+b+c称重累计值的三分之一比较，大于等于满足条件，不满足则返回检测，并增加暂停人工核实；如果测定满足且偏差范围保证在称重累计值的2%内，继续执行第二次混料：延迟5s倒退运行至石灰称重料仓23下，至到达石灰称重料仓限位，进行第二次混料过程，分别设置二次混料时间及速度，即启动正向运行第二循环过程，同时继续延时5s为一时间间隔，并比较称重减少值为设定总量的三分之二，再进行第二循环过程反序倒退继续在仓下皮带机开始第三次混料，混料三次正逆层阶式下料混料为一个循环周期，此时再次进行三个称重料仓瞬时值检测，赋值并计算出称重料仓减少差值分别为a311、b321、c331，比较a311+b321+c331的累计值与a+b+c称重累计值，大于等于满足条件，不满足则返回检测，并增加暂停人工核实；如果测定满足且偏差范围保证在称重累计值的2%内，继续下一步序，连续下料至长斜皮带机、至小皮带机上；从而保证三台料仓原料能完成同步卸料再经过皮带的三次正逆配料与混料转运，使得原料进行了充分混合。

5、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，所述配料混料系统，依据生产工况设置下料仓的大小和间距保证了三种物料的各自比例，再设置料仓的高度和物料的本身物理性质决定了每种物料的下料量和下料速度；设置每一皮带机的移动速度调整，使得物料均匀的铺在仓下皮带机上；设置中间三个物料仓的下落高差及下落速度及通过仓下皮带机的落差存储量达到再次混合的保障；设置优选的倒逆退进的速度，以保证连续且混料均匀。

6、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法，所述环形加料系统，设置优先选择最缺料料仓程序，设置一键切换自动上料模式→选择按设定值自动配料→判定各料原料仓重量及料位情况并提示预警→判定称重料仓重量及料位情况并提示预警→判定环形加料机12个料仓重量及料位情况并提示预警→初步判定各仓最低或最高值→选定环形加料机12个料仓中料位最低的料仓→锁定料仓并伸出刮板→确定锁定料仓的刮板已伸出到位→开始卸料→确认原料全部进入锁定料仓→执行返回刮板指令→确认锁定料仓刮板返回到位→解除当前料仓的锁定→进行下一个料仓的判定→程序循环上料，即电石炉上料一键切换为自动模式后，上料程序按设定值进行自动配料直至配料到设定重量，同时系统判定对最缺料料仓进行判断并进行锁定，锁定完成后伸出该料仓刮板，刮板伸出到位后卸料电机开始自动卸料到皮带系统，通过仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机传输运料送到环形加料机，待所有料全部进入到被锁定的料仓后，执行锁定料仓刮板返回动作，返回信号到位解除料仓锁定程序复位循环。

7、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法，所述环形加料系统，设置优先选择最缺料料仓程序，上料程序按设定值进行自动配料，直至配料到设定重量d1=1590kg，所述环形加料机料仓上安装料位检测装置，实时检测料位数据，即系统采集并判定环形加料机上的12个料仓的初始料位，比较上述料仓1#、2#、3#、4#......至12#中最小料位值，即为最缺料料仓x#；并再次称重衡量，由料仓1#、2#、3#、4#......至12#中分别比较各料仓重量最小料仓y#，两次比较值进行判断，即料位、重量位置分别同时满足后，判断x#是否与y#相同料仓，如果不同，提示现场异常，请核对；如果是同一料仓，即x#= y#，设置自主判断缺料最迫切的缺料料口启动锁定，环形加料机4料仓开始加料并再次准确实时检测料位数据，实际运行中每个料仓有设定料位，大于等于此设定值，在程序中增加了比较函数vlookup(date1、date2，set)，用来计算当前料位和设定值之间的差值，同时引入了取料仓料位最大值max(h1,h2....hn)的函数计算，最大值对应的料口自动开启锁定，物料开始加入，直到料位到达为止，此时程序循环到第一步判断料位，每次只允许加1个料仓，避免加料不均，或者出现重复料加；系统皮带停止加料，并在停止加料瞬时进行料仓称重比较，采用max(w1,w2....wn) 的函数计算最大值，是否满足设定最大值得，进行复核称重并记录，满足条件再进入生产系统。

8、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法，所述优先设置加料满仓位、称重两复核方式进行设定，设定该料仓x#料位最高限位h1=1.50m、最低限位h2=0.35m、称重w1=1590kg，重量允许偏差±5%；如果下料已至料位最高限位h1，则立即停止下料，同时比较该料仓x#重量是否满足1590kg，如果未满足，启动单台电石炉料仓振打电机，再次监测料位最高限位h1、称重w1当前反馈值；其中判断以称重值为主、料位最高限位h1为辅助，增加下料安全性，以防止溢料或加料不足。

9、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法，选择dcs自动控制模式，开始上料启动后根据设定值石灰配料振打电机、兰炭配料振打电机、焦球配料振打电机工作，优选的实施例为：直到石灰配料完成石灰1000kg，兰炭530kg，焦球60kg完成，系统判断需进料的料仓并伸出该料仓的刮板并锁定料仓，待刮板伸出信号出现后卸料振打电机开工作将料卸到仓下皮带机上，卸料时石灰称重料仓下的石灰卸料振打电机先动作，待石灰料随仓下皮带机送到兰炭称重料仓下方时兰炭卸料振打电机动作，待石灰和兰炭的混合料随皮带送到焦球称重料仓下方时焦球卸料振打电机动作，称重至设定值三分之一处时，即比较此时三个料仓的合计值是否大于等于正转停止，延时倒转，循环三次，目的是将三种料充分混合。1590kg的混合料分三次每次530kg在仓下皮带机上均匀混合，实时比较逆序运转前称重有效差值，是否满足设定值，如卸料前三个称重料仓料位分别为0.25m、0.20 m、0.22 m，比较最小值；称重前比较三个称重仓0.25kg、0.10kg、0.15kg，第一次循环完成，检测当前重量334.25kg、177.10kg、20.15kg，卸料差值数据334 kg、177 kg、20 kg，合计值为531 kg，满足下一循环条件，三次累计为石灰1000kg，兰炭530kg，焦球60kg，三次合计总重量为1590 kg并连续随仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机输送到环形加料机内，随环形加料机转动到锁定料仓后由刮板将料刮进料仓，当所有料刮进料仓后刮板执行返回动作，返回信号出现后解除料仓锁定，程序复位循环。

10、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法，三个称重料仓称计量三种物料的按照1000：530：60的比例装入计量斗称量，三种物料下料口安装卸料振打电机，在仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机v=0.8m/s的匀速移动下，调整卸料振打电机下料振幅45-50hz的频率的稳定下料量；兰炭称重料仓与石灰称重料仓的间距l,延时∆t11=l1/vs后，启动兰炭称重料仓给料，给料量设定在35-38hz的下料量，延时∆t12=l2/vs后，开启3#物料，调整下料量10-13hz，另一种实施例的不同之处在于第一次混料，分别设置t11=5s、t12=10s、t13=20s；设置三台卸料振打电机变频器实现三台料仓的卸料速度分别为v1=0.8m/s、v2=0.70m/s 、v3=0.6 m/s，确认优先启动石灰卸料振打电机进行卸料，满足t11=5s后兰炭卸料振打电机动作进行卸料，物料通过斜皮带提升，再经过混料仓落差卸料存储，三次正行及倒行得到了再次均匀混合，使得三种物料充分接触。

11、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，所述料仓振打器、仓下皮带机石灰原料振打器、仓下皮带机兰炭原料振打器、仓下皮带机焦球原料振打器按时间设置进行间歇性振打，或者手动、或者自动启动振打。

12、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，所述仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机正反转接触器都增加电气互锁，在启动任一平皮带机正转、反转时，正反转接触器不可能同时得电。

13、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，其中设定仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机现场硬件允许启动中间继电器，在启动任一平皮带机上料时，允许启动中间继电器闭合闭合传至dcs控制系统方可执行dcs控制手动操作模式或自动操作模式。

14、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，其中原料仓、称重仓、配料振打电机、卸料振打电机、仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机由dcs自动操作全过程结束，增加dcs控制内部开关量，并新增内部开关及阀位置复位程序，其作用是将所有内部功能开关及阀位置为初始位置。

15、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，该控制方法设置dcs控制手动操作模式及自动操作模式，并匹配手动及自动面版；所述自动操作模式选择由dcs控制系统手动控制振动给料机及电机、仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机及其刮板，通过dcs操作启动及停止；上述选择选择电石炉上料一键切换为自动模式后，依据料仓称重系统、配料混料系统、环形加料系统依次或分段执行，分别设置若干配套中控操作面版，并匹配急停面版。

16、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法料，其中上述自动操作模式选择dcs手动操作模式或dcs自动操作模式时，现场增加允许启动按钮并且与仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机启动信号串联，dcs自动操作程序中增加允许启动中间继电器程序并入启动面版dcs控制程序中，以防止检维修中或不能启动时的误操作启动皮带机引发事故。

17、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法，其所述控制方法在判断异常料位、重量时依据料仓情况、皮带运行、环形加料、生产状态及运行情况、依据实际生产性能、生产实际运行而有所不同。

18、如上所述的一种电石工艺中电石炉生产控制方法实现的控制装置，包括依流程的仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机、环形加料机料仓、料仓振打器；石灰原料仓、石灰配料振打电机、石灰称重料仓、石灰卸料振打电机、仓下皮带机石灰原料振打器；兰炭原料仓、兰炭配料振打电机、兰炭称重料仓、兰炭卸料振打电机、仓下皮带机兰炭原料振打器；焦球原料仓、焦球配料振打电机、焦球称重料仓、焦球卸料振打电机、仓下皮带机焦球原料振打器；所述石灰原料仓、石灰配料振打电机、石灰称重料仓、石灰卸料振打电机、仓下皮带机石灰原料振打器依据卸料及进料流程设置；所述兰炭原料仓、兰炭配料振打电机、兰炭称重料仓、兰炭卸料振打电机、仓下皮带机兰炭原料振打器依据卸料及进料流程设置；所述焦球原料仓、焦球配料振打电机、焦球称重料仓、焦球卸料振打电机、仓下皮带机焦球原料振打器依据卸料及进料流程设置；所述石灰原料仓、兰炭原料仓、焦球原料仓及其竖直方向的下料流程是并列而非串联的。

19、所述石灰原料、兰炭原料仓、焦球原料仓及其竖直方向的设施下部有仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机。

20、所述小皮带机依据流程送往环形加料机。

21、所述环形加料机，下部设置有环形加料机料仓，所述环形加料机料仓有12台，其上有料仓振打器。

22、所述控制装置中的仓下皮带机、长斜皮带机、小皮带机、环形加料机、环形加料机料仓、配料及卸料振打电机、料仓振打器通过信号控制线引入dcs控制系统。

23、如上所述的环形加料机料仓有12台。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种连续式加料操作、可实时调控、利于工艺调整，并且降低操作人员劳动强度、提升自动化操作水平，增加安全稳定性，适合电石工艺中电石炉生产控制方法。由dcs控制电石料料生产系统上料全过程，该控制方法设置dcs控制手动操作模式及自动操作模式，上述手动操作模式为，由dcs控制系统手动控制配料振打电机、卸料振打电机、振打器、仓下皮带机、长斜皮带机输送机、短皮带输送机、环形加料机及其刮板，通过dcs操作启动及停止；上述选择选择电石炉上料一键切换为自动模式后，依据料仓称重系统、配料混料系统、环形加料系统依次或分段执行，该程序可依据生产情况进行多次循环配料混料，保证混料均匀，相关辅助振打器、配料振打电机、卸料振打电机为生产提供实时或紧急的振打自动及手动混料过程，可以减轻皮带机负荷，减少检维修次数，降低维修成本，操作方便快捷、减轻工人劳动强度、克服人为因素对产量的影响。新增加控制站现场对皮带机启动正转与反转中间继电器互锁、互感器互锁、允许启动按钮与dcs程序中正转与反转、允许启动同时作用，可以有效解决运行中对皮带机正反转故障及事故的问题，其允许启动增加了安全保障，防止检维修或异常情况下皮带重启引发事故的问题，新增加dcs控制内部开关量，并新增内部开关及阀位置复位程序，其作用是将所有内部功能开关及阀位置为初始位置。设定料位预警、称重预警等，并增加称重与料位双控制程序，实时比较，提高了生产的安全稳定性，减少事故发生率、实现了电石炉生产中关键工序的自动控制、提高了工艺参数检测精度和控制精度等优点。本发明可广泛应用于电石生产系统的不同物料配料及给料控制生产技术。