CN107117619A - 电石炉使用氧气喷吹的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电石炉使用氧气喷吹的控制系统和方法，其中，系统包括：检测装置，用于检测电石炉的当前状态；执行机构，用于对电石炉使用氧气喷吹进行控制；控制器，控制器分别与检测装置和执行机构相连，控制器在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据当前状态控制执行机构执行相应动作，以完成氧气喷吹工作。该系统可以实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，有效降低电石的生产成本，并且改善用能结构，具备稳定、安全、高效的特点，提高系统的自动化和可靠性，简单易实现。

Description

电石炉使用氧气喷吹的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及电石冶炼技术领域，特别涉及一种电石炉使用氧气喷吹的控制系统和方法。

背景技术

相关技术中，电石的生产方法有氧热法和电热法，一般多采用电热法生产电石，主要生产过程是：首先把符合电石生产需求的石灰经破碎、筛分后和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)按规定的配比进行配料，经输送料管加料至电石炉内，其次将电极插入电石炉内通电，电极电弧垫和炉料的电阻热反应所产生的热把炉料加热至1900-2200℃，炉料在电石炉内发生化学反应生成电石，最后冷却破碎后，得到成品电石。

需要说明的是，电石冶炼炉氧气喷吹是大幅度改变电石冶炼炉用能结构的关键技术，其可以降低电石的生产成本。具体地，氧气喷吹工艺可以提高焦炭周围局部区域的氧浓度，改善传质过程，实现氧煤直接燃烧，从而有效提高焦炭的燃烧率。然而，作为氧气喷吹工艺的关键技术，其控制系统不但要符合正常的工艺生产需要，还要具备保护氧煤喷枪和电石冶炼炉安全生产的功能，因此相关技术有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电石炉使用氧气喷吹的控制系统，该系统可以实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，简单易实现。

本发明的另一个目的在于提出一种电石炉使用氧气喷吹的控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电石炉使用氧气喷吹的控制系统，包括：检测装置，用于检测电石炉的当前状态；执行机构，用于对所述电石炉使用氧气喷吹进行控制；控制器，所述控制器分别与所述检测装置和所述执行机构相连，所述控制器在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据所述当前状态控制所述执行机构执行相应动作，以完成氧气喷吹工作。

本发明实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据当前状态控制执行机构执行相应动作，实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，有效降低电石的生产成本，并且改善用能结构，具备稳定、安全、高效的特点，提高系统的自动化和可靠性，简单易实现。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述当前状态包括氧枪位置、回水温度、进水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、阀后氧气压力和阀前氧气压力中的一种或多种。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测装置包括氧气流量变送器、氧气阀前压力变送器、氧气阀后压力变送器、氮气压力变送器、进水温度变送器、回水温度变送器、冷却水流量变送器、氧枪位置传感器和烟气温度传感器，其中，所述氧气流量变送器、所述氧气阀前压力变送器和所述氧气阀后压力变送器均设置在氧气管道上，所述氮气压力变送器设置在氮气管道上，所述进水温度变送器、所述回水温度变送器和所述冷却水流量变送器均设置在氧枪冷却水管道上，所述氧枪位置传感器检测氧枪的位置变化，以及所述烟气温度传感器设置在烟气管道上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述执行机构包括氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀、进水切断阀、回水切断阀、紧急放散阀和升降电机，其中，所述氧气切断阀、所述氧气调节阀、所述紧急放散阀设置在氧气管道上，且所述氮气切断阀设置在氮气管道上，并且所述进水切断阀、所述回水切断阀设置在氧枪冷却水管道上，以及所述升降电机通过卷扬升降氧枪；其中，所述氧气切断阀包括第一氧气切断阀和第二氧气切断阀，所述氧气阀前压力变送器、所述第一氧气切断阀、所述氧气流量变送器、所述氧气调节阀、所述紧急放散阀、所述第二氧气切断阀和所述氧气阀后压力变送器依所述氧气管道内气体流向设置于所述氧气管道上，所述紧急放散阀设置于所述氧气调节阀、所述第二氧气切断阀之间的与所述氧气管道连通的氧气紧急放散支路上，所述氮气管道包括氮气总管道及其分支管道的第一氮气支管道和第二氮气支管道，所述第一氮气支管道连接于所述氧气调节阀和所述氧气紧急放散支路之间的氧气管道上，所述第二氮气支管道连接于所述第二氧气切断阀和所述氧气阀后压力变送器之间的氧气管道上，并且所述氮气切断阀包括第一氮气切断阀和第二氮气切断阀，所述第一氮气切断阀设置于所述第一氮气支管道，所述第二氮气切断阀设置于所述第二氮气支管道，以控制所述氮气管道和和所述氧气管道之间导通或关闭，所述进水温度变送器、所述进水切断阀、所述回水切断阀、回水温度变送器和冷却水流量变送器依所述氧枪冷却水管道内液体流向设置于所述氧枪冷却水管道上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在执行所述氧气喷氧操作之前，关闭所述第二氧气切断阀、氮气切断阀和紧急放散阀，并开启所述第一氧气切断阀、所述进水切断阀和所述回水切断阀；在开始执行所述氧气喷氧操作，且所述氧枪位置位于开氧点时，开启所述第二氧气切断阀，并且在所述氧枪位置位于关氧点时，关闭所述第二氧气切断阀，停止喷氧；在出现紧急故障时，所述升降电机紧急提枪，并且关闭所述氧气切断阀和所述氧气调节阀，并打开所述氮气切断阀和所述紧急放散阀，以及在所述氧枪位置处于上极限点时，关闭所述进水切断阀和回水切断阀。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述氧气喷氧操作包括氧枪自动下降过程、氧枪喷氧过程和氧枪自动提升过程，其中，在所述氧枪自动下降过程中，当所述氧枪位置下降到所述开氧点时，所述第二氧气切断阀开启，开始喷氧作业，且当所述氧枪位置下降到停止点时，氧枪下降自动停止；在所述氧枪喷氧过程中，当所述氧枪位置在所述关氧点以下时，通过所述氧气调节阀调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件；在所述氧枪自动提升过程中，当所述氧枪位置提升到所述关氧点时，所述第二氧气切断阀关闭，停止喷氧作业，且所述氧枪继续上升到等待点时，氧枪提升自动停止。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述氧气喷氧操作还包括紧急故障过程，所述控制器控制执行紧急提枪，关闭所述第一氧气切断阀、所述第二氧气切断阀和所述氧气调节阀，开启所述第一氮气切断阀、所述第二氮气切断阀和所述紧急放散阀，并且在所述氧枪提升到所述上极限点后，关闭所述进水切断阀和所述回水切断阀。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：与所述控制器相连的人机交互模块，以接收用户的控制指令。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述人机交互模块为人机接口设备HIMI。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电石炉使用氧气喷吹的控制方法，采用上述的系统，其中，方法包括以下步骤：检测所述电石炉的当前状态，所述当前状态包括氧枪位置、回水温度、进水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、阀后氧气压力和阀前氧气压力中的一种或多种；在开始执行所述氧气喷氧操作之前，关闭第二氧气切断阀、氮气切断阀和紧急放散阀，并开启第一氧气切断阀、进水切断阀和回水切断阀；在氧枪自动下降过程中，当所述氧枪位置下降到开氧点时，所述第二氧气切断阀开启，开始喷氧作业，且当所述氧枪位置下降到停止点时，氧枪下降自动停止；在氧枪喷氧过程中，当所述氧枪位置在关氧点以下时，通过氧气调节阀调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件；在氧枪自动提升过程中，当所述氧枪位置提升到所述关氧点时，所述第二氧气切断阀关闭，停止喷氧作业，且所述氧枪继续上升到等待点时，氧枪提升自动停止。

本发明实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制方法，在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据当前状态控制执行机构执行相应动作，实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，有效降低电石的生产成本，并且改善用能结构，具备稳定、安全、高效的特点，提高系统的自动化和可靠性，简单易实现。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制系统的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制系统的工作原理示意图；

图3为根据本发明一个具体实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制系统的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电石炉使用氧气喷吹的控制系统和方法，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电石炉使用氧气喷吹的控制系统。

图1是本发明实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制系统的结构示意图。

如图1所示，该电石炉使用氧气喷吹的控制系统10包括：检测装置100、执行机构200和控制器300。

其中，检测装置100用于检测电石炉的当前状态。执行机构200用于对电石炉使用氧气喷吹进行控制。控制器300分别与检测装置100和执行机构200相连，控制器300在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据当前状态控制执行机构200执行相应动作，以完成氧气喷吹工作。本发明实施例的系统10可以实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，有效降低电石的生产成本，并且改善用能结构，具备稳定、安全、高效的特点，提高系统的自动化和可靠性，简单易实现。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的系统10还包括：人机交互模块。其中，人机交互模块与控制器300相连，以接收用户的控制指令。

可选地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，人机交互模块可以为人机接口设备HIMI，控制器300可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)系统。

可以理解的是，本发明实施例的系统10可以分为三部分：一、上位机系统是HMI(人机接口设备)；二、PLC系统，包括：电源模块、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)模块，数字信号输入模块，数字信号输出模块，模拟量信号输入模块，模拟量信号输出模块等，为减少冗余，在此不作详细赘述；三、现场仪表及执行机构，包括：氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀、进水切断阀、回水切断阀、紧急放散阀、升降电机、氧枪位置传感器，冷却水进水回水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、氧气阀前压力和氧气阀后压力等等，下面进行详细描述。

其中，在本发明的一个实施例中，如图2所示，当前状态包括氧枪位置、回水温度、进水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、阀后氧气压力和阀前氧气压力中的一种或多种。

进一步地，在本发明的一个实施例中，检测装置100包括氧气流量变送器1、氧气阀前压力变送器2、氧气阀后压力变送器3、氮气压力变送器4、进水温度变送器5、回水温度变送器6、冷却水流量变送器7、氧枪位置传感器和烟气温度传感器8，其中，氧气流量变送器1、氧气阀前压力变送器2和氧气阀后压力变送器3均设置在氧气管道上，氮气压力变送器4设置在氮气管道上，进水温度变送器5、回水温度变送器6和冷却水流量变送器7均设置在氧枪冷却水管道上，氧枪位置传感器检测氧枪的位置变化，以及烟气温度传感器8设置在烟气管道上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，执行机构包括氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀11、进水切断阀12、回水切断阀13、紧急放散阀14和升降电机15，其中，氧气切断阀、氧气调节阀11、紧急放散阀14设置在氧气管道上，且氮气切断阀设置在氮气管道上，并且进水切断阀12、回水切断阀13设置在氧枪冷却水管道上，以及升降电机15通过卷扬升降氧枪。

其中，氧气切断阀包括第一氧气切断阀91和第二氧气切断阀92，氧气阀前压力变送器2、第一氧气切断阀91、氧气流量变送器1、氧气调节阀11、紧急放散阀14、第二氧气切断阀92和氧气阀后压力变送器3依氧气管道内气体流向设置于氧气管道上，紧急放散阀14设置于氧气调节阀11、第二氧气切断阀92之间的与氧气管道连通的氧气紧急放散支路上，氮气管道包括氮气总管道及其分支管道的第一氮气支管道和第二氮气支管道，第一氮气支管道连接于氧气调节阀11和氧气紧急放散支路之间的氧气管道上，第二氮气支管道连接于第二氧气切断阀92和氧气阀后压力变送器3之间的氧气管道上，并且氮气切断阀包括第一氮气切断阀101和第二氮气切断阀102，第一氮气切断阀101设置于第一氮气管道，第二氮气切断阀102设置于第二氮气支管道，以控制氮气管道和和氧气管道之间导通或关闭，进水温度变送器5、进水切断阀12、回水切断阀13、回水温度变送器6和冷却水流量变送器7依氧枪冷却水管道内液体流向设置于氧枪冷却水管道上。

可以理解的是，氧气切断阀，氧气调节阀11，紧急放散阀14，氧气流量变送器1、氧气阀前压力变送器2和氧气阀后压力变送器3安装在氧气管道上，氮气压力变送器4、氮气切断阀安装在氮气管道上，进水切断阀12、回水切断阀13和进水温度变送器5、回水温度变送器6、冷却水流量变送器7安装在氧枪冷却水管道上，升降电机15通过卷扬升降氧枪，氧枪位置传感器测量氧枪的位置变化。烟气温度传感器8安装在烟气管道上，所有现场仪表及执行机构连接PLC系统，PLC系统的程序控制现场执行机构及电机的运行，采集现场仪表的返回值，检测及记录相关数据及报警以备查询。HMI作为监控器，PLC系统通过数据通讯线连接HMI，系统的运行不依赖HMI。

下面对本发明实施例的控制系统的工作原理进行详细描述。

其中，在本发明的一个实施例中，在执行氧气喷氧操作之前，关闭第二氧气切断阀92、氮气切断阀和紧急放散阀14，并开启第一氧气切断阀91、进水切断阀12和回水切断阀13；在开始执行氧气喷氧操作，且氧枪位置位于开氧点时，开启第二氧气切断阀92，并且在氧枪位置位于关氧点时，关闭第二氧气切断阀92，停止喷氧；在出现紧急故障时，升降电机15紧急提枪，并且关闭氧气切断阀和氧气调节阀11，并打开氮气切断阀和紧急放散阀14，以及在氧枪位置处于上极限点时，关闭进水切断阀12和回水切断阀13。

进一步地，在本发明的一个实施例中，氧气喷氧操作包括氧枪自动下降过程、氧枪喷氧过程和氧枪自动提升过程，其中，在氧枪自动下降过程中，当氧枪位置下降到开氧点时，第二氧气切断阀92开启，开始喷氧作业，且当氧枪位置下降到停止点时，氧枪下降自动停止；在氧枪喷氧过程中，当氧枪位置在关氧点以下时，通过氧气调节阀11调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件；在氧枪自动提升过程中，当氧枪位置提升到关氧点时，第二氧气切断阀92关闭，停止喷氧作业，且氧枪继续上升到等待点时，氧枪提升自动停止。

可以理解的是，如图3所示，系统运行前，电加热炉启动，通过调节加热炉功率给定改变输出功率来给电石炉加热，使电石冶炼炉加热到一定的温度，可以执行氧枪喷氧操作。各执行机构状态：关闭第二氧气切断阀92，氮气切断阀和紧急放散阀14，开启第一氧气切断阀91、进水切断阀12和回水切断阀13，并确保冷却水流量满足工艺的要求，否则，氧枪处于联锁状态，不允许操作。

氧枪的位置放置在等待点(上极限点、等待点、关氧点、开痒点、停止点、下极限点是氧枪的位置点，在启动之前已经标定完毕，且高度自上而下排列，后文如上不再赘述)。氧枪的升降过程的速度和第二氧气切断阀92开关的动作由PLC系统执行程序自动控制。

氧枪自动下降：PLC通过变频器控制升降电机15，升降电机15通过卷扬控制氧枪升降，当氧枪的位置下降到开氧点时，第二氧气切断阀92自动打开，开始喷氧作业，当氧枪下降到停止点，氧枪下降自动停止，等待下一步操作。

氧枪喷氧：氧枪在关氧点以下可以手动通过调节氧气调节阀11来调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件，同时配合手动微调升降氧枪，以实现最佳的能耗比和工艺条件。

氧枪自动提升：PLC通过变频器控制升降电机15，升降电机15通过卷扬控制氧枪升降，当氧枪的位置提升到关氧点时，第二氧气切断阀92自动关闭。停止喷氧作业，氧枪继续上升到等待点，氧枪提升自动停止，等待下一步操作。

另外，在本发明的一个实施例中，氧气喷氧操作还包括紧急故障过程，控制器控制执行紧急提枪，关闭第一氧气切断阀91、第二氧气切断阀92和氧气调节阀11，开启第一氮气切断阀101、第二氮气切断阀102和紧急放散阀14，并且在氧枪提升到上极限点后，关闭进水切断阀12和回水切断阀13。

可以理解的是，如图3所示，紧急故障：如发生氧枪漏水，氧气阀前阀后压差骤增等，PLC控制执行紧急提枪，高速提升氧枪，关闭第一氧气切断阀91、第二氧气切断阀92和氧气调节阀11，打开第一氮气切断阀101、第二氮气切断阀102和紧急放散阀14，在氧枪提升到上极限点后，关闭进水切断阀12和回水切断阀13，保证设备及人员安全。

举例而言，控制系统安装设备包括：1、HMI可以是计算机或者触摸屏，如采用工业PC，包括：显示器，主机及键盘等输入设备；2、PLC系统，包括：电源模块、CPU模块，数字信号输入模块，数字信号输出模块，模拟量信号输入模块，模拟量信号输出模块等；3、现场仪表及执行机构，包括：氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀11、进水切断阀12、回水切断阀13、紧急放散阀14、升降电机15、氧枪位置传感器，进水温度变送器5、回水温度变送器6、烟气温度传感器8、冷却水流量变送器7、氧气流量变送器1、氮气压力变送器4、氧气阀前压力变送器2和氧气阀后压力变送器3等等。

现场仪表和执行机构安装位置按照如图3所示，电加热炉可以选定中频感应加热炉，所有现场仪表及执行机构连接PLC系统，PLC系统通过数据通讯线连接工业PC，编制PLC系统控制程序及上位机工业PC的监控程序。PLC系统通过采集氧枪位置传感器，进水温度变送器5、回水温度变送器6、烟气温度传感器8、冷却水流量变送器7、氧气流量变送器1、氮气压力变送器4、氧气阀前压力变送器2和氧气阀后压力变送器3等现场的参数实时控制氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀11、进水切断阀12、回水切断阀13、紧急放散阀14、升降电机15等执行机构，从而实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制。

具体而言，系统运行前，电加热炉启动，通过调节加热炉功率给定改变输出功率来给电石炉加热，使电石冶炼炉加热到一定的温度，可以执行氧枪喷氧操作。各执行机构状态：关闭第二氧气切断阀92，氮气切断阀和紧急放散阀14，开启第一氧气切断阀91、进水切断阀12和回水切断阀13，并确保冷却水流量满足工艺的要求，否则，氧枪处于联锁状态，不允许操作。

氧枪的位置放置在等待点(上极限点、等待点、关氧点、开痒点、停止点、下极限点是氧枪的位置点，在启动之前已经标定完毕，且高度自上而下排列，后文如上不再赘述)。氧枪的升降过程的速度和第二氧气切断阀92开关的动作由PLC系统执行程序自动控制。

氧枪自动下降：PLC通过变频器控制升降电机15，升降电机15通过卷扬控制氧枪升降，当氧枪的位置下降到开氧点时，第二氧气切断阀92自动打开，开始喷氧作业，当氧枪下降到停止点，氧枪下降自动停止，等待下一步操作。

氧枪喷氧：氧枪在关氧点以下可以手动通过调节氧气调节阀11来调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件，同时配合手动微调升降氧枪，以实现最佳的能耗比和工艺条件。

氧枪自动提升：PLC通过变频器控制升降电机15，升降电机15通过卷扬控制氧枪升降，当氧枪的位置提升到关氧点时，第二氧气切断阀92自动关闭。停止喷氧作业，氧枪继续上升到等待点，氧枪提升自动停止，等待下一步操作。

紧急故障：如发生氧枪漏水，氧气阀前阀后压差骤增等，PLC控制执行紧急提枪，高速提升氧枪，关闭第一氧气切断阀91、第二氮气切断阀102和氧气调节阀11，打开第一氮气切断阀101、第二氮气切断阀102和紧急放散阀14，在氧枪提升到上极限点后，关闭进水切断阀12和回水切断阀13，保证设备及人员安全。

根据本发明实施例提出的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，采用PLC系统作为核心来保障系统正常运行，通过采集氧枪位置传感器，冷却水进水回水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、氧气阀前压力和氧气阀后压力等现场的参数实时控制氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀、进水切断阀、回水切断阀、紧急放散阀、升降电机等执行机构，即在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据当前状态控制执行机构执行相应动作，实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，有效降低电石的生产成本，并且改善用能结构，具备稳定、安全、高效的特点，提高系统的自动化和可靠性，简单易实现。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电石炉使用氧气喷吹的控制方法。

图4是本发明实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制方法的流程图。

如图4所示，该电石炉使用氧气喷吹的控制方法包括以下步骤：

步骤S401，检测电石炉的当前状态，当前状态包括氧枪位置、回水温度、进水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、阀后氧气压力和阀前氧气压力中的一种或多种。

步骤S402，在开始执行氧气喷氧操作之前，关闭第二氧气切断阀、氮气切断阀和紧急放散阀，并开启第一氧气切断阀、进水切断阀和回水切断阀。

步骤S403，在氧枪自动下降过程中，当氧枪位置下降到开氧点时，第二氧气切断阀开启，开始喷氧作业，且当氧枪位置下降到停止点时，氧枪下降自动停止。

步骤S404，在氧枪喷氧过程中，当氧枪位置在关氧点以下时，通过氧气调节阀调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件。

步骤S405，在氧枪自动提升过程中，当氧枪位置提升到关氧点时，第二氧气切断阀关闭，停止喷氧作业，且氧枪继续上升到等待点时，氧枪提升自动停止。

需要说明的是，前述对电石炉使用氧气喷吹的控制系统实施例的解释说明也适用于该实施例的电石炉使用氧气喷吹的控制方法，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的电石炉使用氧气喷吹的控制方法，采用PLC系统作为核心来保障系统正常运行，通过采集氧枪位置传感器，冷却水进水回水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、氧气阀前压力和氧气阀后压力等现场的参数实时控制氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀、进水切断阀、回水切断阀、紧急放散阀、升降电机等执行机构，即在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据当前状态控制执行机构执行相应动作，实现电石炉使用氧气喷吹系统的自动控制，有效降低电石的生产成本，并且改善用能结构，具备稳定、安全、高效的特点，提高系统的自动化和可靠性，简单易实现。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，包括：

检测装置，用于检测电石炉的当前状态；

执行机构，用于对所述电石炉使用氧气喷吹进行控制；以及

控制器，所述控制器分别与所述检测装置和所述执行机构相连，所述控制器在开始执行电石炉的氧气喷氧操作后，根据所述当前状态控制所述执行机构执行相应动作，以完成氧气喷吹工作。

2.根据权利要求1所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，所述当前状态包括氧枪位置、回水温度、进水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、阀后氧气压力和阀前氧气压力中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，所述检测装置包括氧气流量变送器、氧气阀前压力变送器、氧气阀后压力变送器、氮气压力变送器、进水温度变送器、回水温度变送器、冷却水流量变送器、氧枪位置传感器和烟气温度传感器，其中，所述氧气流量变送器、所述氧气阀前压力变送器和所述氧气阀后压力变送器均设置在氧气管道上，所述氮气压力变送器设置在氮气管道上，所述进水温度变送器、所述回水温度变送器和所述冷却水流量变送器均设置在氧枪冷却水管道上，所述氧枪位置传感器检测氧枪的位置变化，以及所述烟气温度传感器设置在烟气管道上。

4.根据权利要求3所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，所述执行机构包括氧气切断阀、氮气切断阀、氧气调节阀、进水切断阀、回水切断阀、紧急放散阀和升降电机，其中，所述氧气切断阀、所述氧气调节阀、所述紧急放散阀设置在氧气管道上，且所述氮气切断阀设置在氮气管道上，并且所述进水切断阀、所述回水切断阀设置在氧枪冷却水管道上，以及所述升降电机通过卷扬升降氧枪；

其中，所述氧气切断阀包括第一氧气切断阀和第二氧气切断阀，所述氧气阀前压力变送器、所述第一氧气切断阀、所述氧气流量变送器、所述氧气调节阀、所述紧急放散阀、所述第二氧气切断阀和所述氧气阀后压力变送器依所述氧气管道内气体流向设置于所述氧气管道上，所述紧急放散阀设置于所述氧气调节阀、所述第二氧气切断阀之间的与所述氧气管道连通的氧气紧急放散支路上，所述氮气管道包括氮气总管道及其分支管道的第一氮气支管道和第二氮气支管道，所述第一氮气支管道连接于所述氧气调节阀和所述氧气紧急放散支路之间的氧气管道上，所述第二氮气支管道连接于所述第二氧气切断阀和所述氧气阀后压力变送器之间的氧气管道上，并且所述氮气切断阀包括第一氮气切断阀和第二氮气切断阀，所述第一氮气切断阀设置于所述第一氮气支管道，所述第二氮气切断阀设置于所述第二氮气支管道，以控制所述氮气管道和和所述氧气管道之间导通或关闭，所述进水温度变送器、所述进水切断阀、所述回水切断阀、回水温度变送器和冷却水流量变送器依所述氧枪冷却水管道内液体流向设置于所述氧枪冷却水管道上。

5.根据权利要求4所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，

在执行所述氧气喷氧操作之前，关闭所述第二氧气切断阀、氮气切断阀和紧急放散阀，并开启所述第一氧气切断阀、所述进水切断阀和所述回水切断阀；

在开始执行所述氧气喷氧操作，且所述氧枪位置位于开氧点时，开启所述第二氧气切断阀，并且在所述氧枪位置位于关氧点时，关闭所述第二氧气切断阀，停止喷氧；以及

在出现紧急故障时，所述升降电机紧急提枪，并且关闭所述氧气切断阀和所述氧气调节阀，并打开所述氮气切断阀和所述紧急放散阀，以及在所述氧枪位置处于上极限点时，关闭所述进水切断阀和回水切断阀。

6.根据权利要求5所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，所述氧气喷氧操作包括氧枪自动下降过程、氧枪喷氧过程和氧枪自动提升过程，其中，

在所述氧枪自动下降过程中，当所述氧枪位置下降到所述开氧点时，所述第二氧气切断阀开启，开始喷氧作业，且当所述氧枪位置下降到停止点时，氧枪下降自动停止；

在所述氧枪喷氧过程中，当所述氧枪位置在所述关氧点以下时，通过所述氧气调节阀调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件；

在所述氧枪自动提升过程中，当所述氧枪位置提升到所述关氧点时，所述第二氧气切断阀关闭，停止喷氧作业，且所述氧枪继续上升到等待点时，氧枪提升自动停止。

7.根据权利要求5所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，所述氧气喷氧操作还包括紧急故障过程，所述控制器控制执行紧急提枪，关闭所述第一氧气切断阀、所述第二氧气切断阀和所述氧气调节阀，开启所述第一氮气切断阀、所述第二氮气切断阀和所述紧急放散阀，并且在所述氧枪提升到所述上极限点后，关闭所述进水切断阀和所述回水切断阀。

8.根据权利要求1所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器相连的人机交互模块，以接收用户的控制指令。

9.根据权利要求8所述的电石炉使用氧气喷吹的控制系统，其特征在于，所述人机交互模块为人机接口设备HIMI。

10.一种电石炉使用氧气喷吹的控制方法，其特征在于，采用根据权利要求1-9任一项所述的系统，其中，方法包括以下步骤：

检测所述电石炉的当前状态，所述当前状态包括氧枪位置、回水温度、进水温度、烟气温度、冷却水流量、氧气流量、氮气压力、阀后氧气压力和阀前氧气压力中的一种或多种；

在开始执行所述氧气喷氧操作之前，关闭第二氧气切断阀、氮气切断阀和紧急放散阀，并开启第一氧气切断阀、进水切断阀和回水切断阀；

在氧枪自动下降过程中，当所述氧枪位置下降到开氧点时，所述第二氧气切断阀开启，开始喷氧作业，且当所述氧枪位置下降到停止点时，氧枪下降自动停止；

在氧枪喷氧过程中，当所述氧枪位置在关氧点以下时，通过氧气调节阀调节氧气的给定量，以达到最佳的燃烧条件；以及

在氧枪自动提升过程中，当所述氧枪位置提升到所述关氧点时，所述第二氧气切断阀关闭，停止喷氧作业，且所述氧枪继续上升到等待点时，氧枪提升自动停止。