密闭电石炉生产装置的自控方案包含哪些系统？
大多数的电石生产企业的电石生产过程自动控制都比较落后，尤其是以内燃式电石炉为主，主要靠人为经验观察和处理料面，来调整电石生产中的工况，自动化控制一般仅有上料、电极压放、变压器系统等主要控制系统。为了使电石炉的生产运行管理处于最佳状态，在本电炉的自控系统优化中，除电石出炉系统需要人工操作外，其他系统都由计算机控制，该控制系统提高了电石炉作业率和自然功率因素，避免了因人为操作失误造成的炉况波动及设备事故。本控制系统具备了电极工作长度自动测量功能、计算机仿真自动控制系统和电极运行参数优化控制等功能，使电石炉自动化程度提升到一个新的高度。
密闭电石炉生产装置的自控方案是比较复杂的，联锁和顺序控制很多。主要包括：物料上料系统、变压器系统、电极压放系统、电极升降系统、炉气成分在线监测、炉压控制和炉气直燃输送系统。
物料上料系统
电石炉物料的消耗情况可由电石炉上的13个料仓的料位来反应。料位仪的正确显示对电石炉的正常生产是十分重要的。当料位低时，必须及时上料，否则造成从料仓至下料管料放空，使炉气从料管进入空料仓，直接与空气接触发生爆炸;当料位高时，继续上料导致料仓满仓，损坏环形加料机从而造成电石炉停炉，降低生产效益。目前通常选用的是雷达料位仪，如倍加福雷达料位仪，使用效果较好。电石生产中当料位低时，可由操作工或者DCS系统决定是否启动一次上料过程，具体上料系统可由配料系统、皮带系统、卸料系统这三个子系统组成。
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配料系统
石灰和碳材按照一定的比例，由配料仓下振动给料机加入称量料斗中，当下料阀和混合给料机开启后，将两个计量料斗下面的振动给料机按照一定的频率开启，则开始配料过程。在生产过程中，按照提前设定好的比例将碳材和石灰加入称量料斗，先将石灰的振动给料机的频率固定，再根据实时的配比独断的调整碳素振动给料机的频率大小。当有一个料仓重量已到达，另一个延时时间后，未到达设定重量，则报警提示出现卡料等情况。
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皮带系统
电石炉的13个料仓安装在电石炉顶部，物料经过向下延伸的料管及炉盖上的进料口靠重力连续进入炉中，而物料的称重斗安装在原料的配料站，离电石炉有一定的距离，需要经过一系列的皮带输送才能把物料送到电石炉顶部。皮带系统在输送过程中，当后面的设备出现故障时联锁前面的设备也停止，以防止堆料、卡料而损坏设备。
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卸料系统
当电石炉料仓加料时，首先伸出求料料仓上环形加料机的刮板，再打开称重料斗下的卸料给料机，经过皮带系统输送到环形加料机内，通过伸出的刮板把物料阻隔从而进入求料料仓内。卸料过程中，为保证在仓下皮带上均匀的混料，打开石灰卸料给料机后，延时5秒后打开碳材卸料给料机，再延时3秒后打开碳材卸料给料机，具体时间和启动顺序可根据具体的设备来调整。卸料系统启动后，如果60秒内未卸料完毕，则报警。
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自动上料系统
电石炉根据三根电极的位置可分为内角和外角区域，三根电极所构成的三角型范围内俗称内角，三角形范围外俗称外角，内角的物料消耗比外角的消耗要快一点，料仓根据所处区域不同而在配料时需设定不同的配比。手动上料时，可根据物料消耗情况来人工完成三个子系统的启动。自动上料时，DCS系统根据料仓料位自动完成三个子系统的串联工作。自动上料过程中，只允许一个刮板处于伸出状态，其余刮板都全部处于收回状态。每个料仓只允许上一次料，直到下次料位低于求料料位值。
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上料系统联锁
a、皮带设备联锁
设备启动顺序是：环形加料机小皮带长斜皮带仓下皮带。
设备停止顺序是：仓下皮带长斜皮带小皮带环形加料机。
b、振动给料机联锁
加料振动给料机启动时，卸料振动给料机必须停止。卸料振动给料机启动时，加料振动给料机必须停止。
变压器系统
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变压器档位调节
根据生产负荷情况，在有载调压开关电源就绪的条件下，如果选择调节单项变压器则只对单个变压器的档位进行调节，如果选择调节三项变压器则对三个变压器的档位同时进行调节，同时记录总变压器档位调节的次数。档位的显示主要由RS-485通讯方式或者BCD码的方式传送显示。
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变压器安全联锁
变压器作为核心设备，安全保护是十分关键的。在DCS设计时需设置报警提示和联锁保护，同时把联锁信号在报表中记录。
变压器报警信号主要为：
A相、B相、C相变有载开关油位低报警
A相、B相、C相变主油柜油位低报警
A相、B相、C相变绕组温度高报警
A相、B相、C相变油温高报警
A相、B相、C相变主变轻瓦斯报警
A相、B相、C相变压器有载调压合闸报警
A相、B相、C相变压器滤油器合闸报警
A相、B相、C相变压器风冷器合闸报警
变压器联锁信号主要为：
A相、B相、C相变主变压力释放阀动作
A相、B相、C相变主变重瓦斯跳闸
A相、B相、C相变有载开关重瓦斯
液压及电极压放系统
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液压系统
电石生产所用到的执行机构中，液压设备占有很大比重。比如电炉的主要部件——电极的控制系统中，把持器、抱闸环都是由液压系统提供动力。这一方面是因为电石生产的特点所决定，像电极自身重量为20多吨，要将电极把持住、不让其下滑所需要的力是非常大的，同时让电极升降所需要的力也是惊人的，这种情况只有液压设备能够满足要求。另一方面，电石生产对安全性和设备可靠性的要求是非常高的。在电石生产中，如果出现电极把持不住下滑到炉底，将导致强烈的爆炸，严重威胁人的设备的安全。因此一般的气动或电动的执行机构很难满足要求。为了保证电极安全操作，需对液压系统做必要的保护。液压系统主要由2个液压油泵(一工一备)、1个冷却油泵、油箱、蓄能器组、阀站等组成。
液压系统主要控制方案为：
a、当工作油泵出现故障，启动备用油泵替换故障油泵的全部功能。
b、当液压系统油温高于55℃时，启动冷却油泵;油温低于38℃时，停止冷却油泵。
c、当系统油压低时报警提示，同时不允许电极升降或者压放动作。
d、当液压油箱低于低限时，液压油泵联锁停止。
e、把持器中锥形环拉紧油缸的压力传输至中控室监测并设置失压报警系统。
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电极压放系统
电石炉在生产过程中，电极是逐步在消耗的，所以大家又把电石炉戏称为“熔铁炉”。工艺技术人员根据电极的消耗情况，每隔一定时间把电极向下压放20mm左右刻度，经过一段时间生产后需要重新焊接电极外壳来保持一定的长度。电极是通过锥形环、上下抱闸、压放缸、升降缸控制压放，电极压放是一个严格的顺控程序，动作的顺序和条件判断以及各动作间的延迟时间都必须严格遵守，否则将可能出现重大的安全事故。
压放操作方式可由三种模式，现场手动压放、DCS手动压放、DCS自动压放，手动压放和自动压放的程序之间有互锁，不能有两个电极同时压放，自动压放间隔时间可根据工艺情况调整，采用倒计时的方式到时报警提示。把持器严格按照顺序动作各个电磁阀。压放过程中不能有两个或以上的把持器组同时动作。压放结束后记录压放量、累积量，生成报表。
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电极升降系统
电石炉是将电能主要电弧和电阻发生的热来进行加热的装置。电能(超高电流100000A)由变压器和导电系统经自焙电极输入炉内，石灰和炭素原料在电弧电阻产生的高温(2000~2200℃)下转变成电石，电极的插入或者上拔必定会引起电气参数的改变，从而影响炉况，正常情况下，电极的电流和电极插入到炉料的深度成反比。即如果电流升高，则需要将电极升起来一些;而当电流下降时，则需要将电极下降一些。
电极升降的方式主要有：恒电流、恒流压比。
电极上升：当电极电流大于(或者流压比小于)设定数值时，电极上升电磁阀通电，上升一定时间后电磁阀断电。
电极下降：当电极电流小于(或者流压比大于)设定数值时，电极下降电磁阀通电，下降一定时间后电磁阀断电。
电极升降控制规则：当三相电流与给定的电流的差值超过允许偏差时，调节偏差最大的那个电极，不能有两个或三个电极同时升降。
根据经验，对电流控制或流压比控制回路的输入值进行适当的处理，使之既能反映变化的趋势，又能避免在短时间内的剧烈波动。通常采用滤波+连续取6个系统扫描周期的平均值来实现。
电极升降控制中最难的是塌料的处理。塌料是指电石生产过程中，炉内高温气体伴随着红料、半成品瞬间从电石炉内快速喷出的现象。塌料规模比较大的，即称作大塌料。塌料时电极电流急剧上升10KA，经过一段时间后逐步恢复到正常值。同时塌料也是不可预知的，这对电极升降自动控制带来困难。目前采用的办法是:当电极电流急剧变化达到10KA时，把电极升降切到手动，延时一定时间后，恢复自动控制。
