[00360063]电熔镁炉智能优化运行控制技术

辽宁省是重工业生产基地，生产企业中有大量的高耗能炉窑设备在运转，其中以在中国占有绝对储量优势的菱镁矿的冶炼设备的耗能问题尤为突出。菱镁矿的冶炼设备主要为三相交流电熔镁炉，产品为电熔镁砂，整个熔炼过程中劳动强度大、电能消耗极高，单台炉年耗电量约为600万kWh。辽宁省有电熔镁炉上千百台，由于电耗占电熔镁砂生产成本的60﹪以上，所以如何降低电耗是电熔镁砂企业最关心的问题。影响电熔镁炉熔炼过程电耗的因素是电熔镁炉生产控制方式和手段，大多数企业采用人工升降电极方式，不能满足节能和品位提高的工艺要求，电熔镁炉熔炼过程的自动控制是企业的关注点和节能关键点。电熔镁炉的自动控制难点在于三相电极电流变化迅速、频繁，且精确的数学模型难以建立，常规的基于机理模型的控制方法无法实现。根据以上现状，课题组开展了针对电熔镁炉的智能优化控制技术研究和电熔镁群炉监控技术研究，将规则推理、案例推理等智能控制算法相结合，设计了以降低能耗为目的的电熔镁炉混合智能控制系统。智能控制系统的软件方面主要包括上位机优化软件和下位机控制软件；硬件方面主要使用西门子系列PLC和工业控制计算机。该系统主要针对在中国广泛应用的一步法、二步法电熔镁砂生产工艺，实现了熔炼过程的自动化。系统的控制目标为：在保证产品品位的前提下尽量减小反映产品能量消耗的指标-产品单吨电耗。该课题设计的电熔镁炉智能控制系统自投入使用以来，显著地降低了电熔镁砂的单位电耗，提高了电熔镁砂的高品位率，提高了企业的劳动生产率，极大地降低了工人的劳动强度，满足了国际市场对电熔镁砂产品质量的要求。经过测算，实施自动化系统后，产品单吨能耗平均降低了5.12个百分点，产品高品位率提高了2.5个百分点，电极消耗2.7个百分点，推广应用了39台，创造了巨大的经济效益和社会效益，降低了企业的生产成本，提高了企业的市场竞争力。