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专利名称：多晶硅还原炉快速停炉的方法、系统、计算机设备及可读存储介质

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202310335396.4

专利申请（专利权）人：云南通威高纯晶硅有限公司
权利人地址：云南省保山市昌宁园中园

专利发明（设计）人：江庆云,彭中,杨强,刘真,秦燕,陈锐芳,苏保军

专利摘要：本发明公开了一种多晶硅还原炉快速停炉的方法、系统、计算机设备及可读存储介质，涉及多晶硅生产用还原炉控制技术领域。本发明首先确认停炉的还原炉炉号，输入各个停炉阶段的TCS、氢气和电流的控制参数初始值、目标值及下降时间，根据输入的参数生成对应的控制指令，确认开始停炉后，按照生成的控制指令对还原炉各控制阀进行调控。本发明以标准参考电压和尾气温度的波幅来控制停炉，将纯经验的技术总结，转化为可数据化、可执行性、可操作性较强的控制模式，控制方式的转变给还原生产带来了巨大的收益，直观表现为沉积速率上涨、电耗大幅下降、硅棒致密率及单晶率大幅提升。最终还原炉单炉产值得到提升，经济效益大大增加。

主权利要求：
1.多晶硅还原炉快速停炉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确认停炉的还原炉炉号；
S2、将停炉工序分为四个停炉阶段，分别为停炉阶段一、停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四；分别设置四个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；
其中，在停炉阶段一中，TCS目标值为0，下降时间不超过15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四中TCS初始值和TCS目标值均为0；
停炉阶段一中，氢气下降时间为15min，电流下降时间为15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段中，电流目标值均为0，电流下降时间为0，即在停炉阶段一结束之后立即切断电流；
停炉阶段二和停炉阶段三的氢气初始值和氢气目标值均相同，停炉阶段四的氢气目标值为0，氢气下降时间为5min；
从开始停炉至停炉结束过程中，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变；
S3、停炉控制，根据S2步骤输入的每个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；计算得到每个停炉阶段中TCS平均下降速度、氢气下降速度和电流下降速度，产生对应的控制指令；
S4、确认开始停炉后，以S3步骤产生的对应的控制指令分别控制TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀按照S3步骤计算得到的下降速度进行调控。
2.如权利要求1所述的多晶硅还原炉快速停炉的方法，其特征在于：待停炉阶段四完成后，还原炉进行还原炉封压置换时切除炉筒冷却水并关闭视孔氢流量。
3.如权利要求1或2所述的多晶硅还原炉快速停炉的方法，其特征在于：炉筒回水温度维持在172℃。
4.如权利要求1或2所述的多晶硅还原炉快速停炉的方法，其特征在于：在停炉阶段一的氢气目标值的设定，是根据还原炉内硅芯的高度设置的，正常高度3000mm硅芯时氢气吹扫量在800?1000标方；3000mm?3200mm高度硅芯氢气吹扫量在1000?1200标方；3200mm?
3400mm高度硅芯氢气吹扫量在1200?1400标方。
5.如权利要求1或2所述的多晶硅还原炉快速停炉的方法，其特征在于：停炉阶段一中，
3 3
TCS的初始值为877Nm/h，TCS目标值为0，TCS下降时间为5min；氢气初始值为1122Nm/h，氢3
气目标值为1300Nm/h，氢气下降时间为15min；电流初始值为外圈2998A，内圈2960A，电流目标值为外圈500A，内圈500A，电流下降时间为15min；
3
停炉阶段二中，立即关闭电流，维持氢气1300Nm/h吹扫10min；停炉阶段三中，维持氢气3
1300Nm/h继续吹扫250min；停炉阶段四，氢气目标值为0，氢气下降时间为5min。
6.多晶硅还原炉快速停炉的系统，其特征在于：该系统包括输入输出设备、控制器，以及各还原炉对应的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀，所述输入输出设备、TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀分别与控制器建立数据连接；
所述输入输出设备用于显示还原炉的炉号，通过输入输出设备可选择确认停炉的还原炉的炉号；用于输入停炉工序的四个停炉阶段中，各个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；
所述控制器，根据输入输出设备确定的停炉的炉号，以及输入输出设备输入的四个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；计算得到每个停炉阶段中TCS平均下降速度、氢气下降速度和电流下降速度，并生成对应控制该炉号还原炉的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀的控制指令；待输入输出设备确认开始停炉后，控制器根据生成的控制指令，分别对该还原炉的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀进行控制；
在停炉阶段一中，TCS目标值为0，下降时间不超过15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四中TCS初始值和TCS目标值均为0；
停炉阶段一中，氢气下降时间为15min，电流下降时间为15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段中，电流目标值均为0，电流下降时间为0，即在停炉阶段一结束之后立即切断电流；
停炉阶段二和停炉阶段三的氢气初始值和氢气目标值均相同，停炉阶段四的氢气目标值为0，氢气下降时间为5min；
从开始停炉至停炉结束过程中，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变。
7.如权利要求6所述的多晶硅还原炉快速停炉的系统，其特征在于：待停炉阶段四完成后，还原炉进行还原炉封压置换时控制器切除炉筒冷却水并关闭视孔氢流量。
8.如权利要求6或7所述的多晶硅还原炉快速停炉的系统，其特征在于：停炉阶段一中，
3 3
TCS的初始值为877Nm/h，TCS目标值为0，TCS下降时间为5min；氢气初始值为1122Nm/h，氢3
气目标值为1300Nm/h，氢气下降时间为15min；电流初始值为外圈2998A，内圈2960A，电流目标值为外圈500A，内圈500A，电流下降时间为15min；
3
停炉阶段二中，立即关闭电流，维持氢气1300Nm/h吹扫10min；停炉阶段三中，维持氢气3
1300Nm/h继续吹扫250min；停炉阶段四，氢气目标值为0，氢气下降时间为5min。
9.一种计算机设备，其特征在于：包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1?5任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1?5任意一项所述的方法。 说明书 : 多晶硅还原炉快速停炉的方法、系统、计算机设备及可读存储
介质技术领域[0001] 本发明涉及多晶硅生产用还原炉控制技术领域，更具体地说涉及一种应用于多晶硅还原炉快速停炉的方法、系统、计算机设备及可读存储介质。背景技术[0002] 还原炉正常情况下，一个生长周期结束将进入停炉阶段、冷却阶段、置换阶段、取棒阶段等，不同炉型在设计方向、气场排布、电极排布、尾气出孔排布上是不同的，这就导致还原炉硅棒在生长过程中的形态存在差异。往往在还原炉运行过程中就能观察到，不同炉型的硅棒生长过程，外观形态上差异较大。[0003] 还原炉在运行过程中会出现，炉内气场浑浊、雾化、接地电流高等问题，这与该炉型设计和系统工况有关。例如，外界条件波动（二氯二氢硅含量波动），引起炉内雾化。一旦严重雾化，后续控制难度会非常大，还原炉单位电耗及沉积速率受影响。此外，硅棒因为前、中、后阶段沉积速率不一致，不同时间段沉积的多晶硅致密程度不同，硅棒内应力较大，导致停炉过程中经常发生裂棒、炸裂、硅棒倾斜靠壁等问题，从而导致停炉异常率较高，严重影响了多晶硅产品的外观质量。[0004] 在生产控制不断优化的同时，由于硅棒表面持续需求的反应温度较高，所以持续加载较高电流。一个生产周期运行结束，停炉时间较常规还原炉长；停炉时间越长，所消耗电能越高。因此，为达到减少停炉时的电量消耗，实施快速停炉优化，可以达到节能降耗的目的。但是，停炉方式选择不正确，不适用，极易造成还原炉倒棒的情况出现。[0005] 倒棒的原因可分为以下几点：[0006] ①降电流方式问题，降温过快导致硅棒、横梁应力释放，硅棒炸裂引起；[0007] ②温控过高硅棒爆米花严重，停炉时降温过快，引起倒棒；[0008] ③硅棒断电分闸后，氢气降温过程出现的硅棒炸裂；[0009] ④石墨座，子弹头尺寸问题，硅棒棒径过大，承载力不足。[0010] 现有的还原炉的停炉过程分为三个阶段：①降（三氯氢硅）TCS料量过程；②降氢气量过程；③降电流过程。如公开号为CN113741599A，名称为“一种还原炉停炉控制工艺及其系统和计算机可读存储介质”的发明专利公开文本，该发明专利公开文本公开了一种还原炉停炉控制工艺及其系统和计算机可读存储介质，按开始停炉和停炉阶段分别对H2进气量、TCS进气量和电流值进行程序控制，再进行降温冷却、气体置换后完成整个停炉过程，实际操作时间，可根据控制工艺要求实现自动化的智能控制程序，大大降低因人员操作不便或误操作等因素带来的产品质量和安全问题。[0011] 以申请人实际使用过程中的停炉方案为例，24对棒还原炉停炉方式共计六套方案，不断尝试不同的停炉方案均存在一定的瑕疵。24对棒还原炉停炉用时起初为150分钟，半年后逐步改进为60分钟停炉方式。40对棒还原炉停炉用时起初为240分钟，半年后40对棒还原炉停炉用时为120分钟。但存在每月异常倒炉率居高不下的情况，倒炉严重时一个月停炉176炉次，倒炉42炉次，倒炉率高达23.86%。在不断的改进生产工艺，调整进料配方表后，硅棒形态上的变化，使得停炉工艺跟不上阶段性的要求，导致近几个月倒棒率居高不下，严重影响产品质量和设备安全。发明内容[0012] 为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种多晶硅还原炉快速停炉的方法、系统、计算机设备和可读存储介质，本发明的发明目的在于解决现有多晶硅还原炉停炉时间长，且倒炉率高的问题。本发明的多晶硅还原炉快速停炉的方法，以标准参考电压和尾气温度的波幅来控制停炉，将纯经验的技术总结，转化为可数据化、可执行性、可操作性较强的控制模式，控制方式的转变给还原生产带来了巨大的收益，直观表现为沉积速率上涨、电耗大幅下降、硅棒致密率及单晶率大幅提升。最终还原炉单炉产值得到提升，经济效益大大增加。[0013] 为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的。[0014] 本发明第一方面提供了一种多晶硅还原炉快速停炉的方法，该方法对所有炉型的还原炉均适用，包括以下步骤：[0015] S1、确认停炉的还原炉炉号；[0016] S2、将停炉工序分为四个停炉阶段，分别为停炉阶段一、停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四；分别设置四个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；[0017] 其中，在停炉阶段一中，TCS目标值为0，下降时间不超过15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四中TCS初始值和TCS目标值均为0；[0018] 停炉阶段一中，氢气下降时间为15min，电流下降时间为15min，[0019] 停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段中，电流目标值均为0，电流下降时间为0，即在停炉阶段一结束之后立即切断电流；[0020] 停炉阶段二和停炉阶段三的氢气初始值和氢气目标值均相同，停炉阶段四的氢气目标值为0，氢气下降时间为5min；[0021] 从开始停炉至停炉结束过程中，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变；[0022] S3、停炉控制，根据S2步骤输入的每个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；计算得到每个停炉阶段中TCS平均下降速度、氢气下降速度和电流下降速度，产生对应的控制指令；[0023] S4、确认开始停炉后，以S3步骤产生的对应的控制指令分别控制TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀按照S3步骤计算得到的下降速度进行调控。[0024] 进一步优选的，待停炉阶段四完成后，还原炉进行还原炉封压置换时切除炉筒冷却水并关闭视孔氢流量。[0025] 进一步优选的，炉筒回水温度维持在172℃。[0026] 进一步优选的，停炉阶段二的维持时间为10min，停炉阶段三的维持时间为250min，在停炉阶段二和停炉阶段三，氢气通入量不变。[0027] 在停炉阶段一的氢气目标值的设定，是根据还原炉内硅芯的高度设置的，正常高度3000mm硅芯时氢气吹扫量在800?1000标方；3000mm?3200mm高度硅芯氢气吹扫量在1000?1200标方；3200mm?3400mm高度硅芯氢气吹扫量在1200?1400标方。[0028] 进一步优选的，停炉阶段一中，TCS的初始值为877Nm3/h，TCS目标值为0，TCS下降3 3时间为5min；氢气初始值为1122Nm/h，氢气目标值为1300Nm /h，氢气下降时间为15min；电流初始值为外圈2998A，内圈2960A，电流目标值为外圈500A，内圈500A，电流下降时间为15min；[0029] 停炉阶段二中，立即关闭电流，维持氢气1300Nm3/h吹扫10min；停炉阶段三中，维3持氢气1300Nm/h继续吹扫250min；停炉阶段四，氢气目标值为0，氢气下降时间为5min。[0030] 本发明第二方面提供了一种多晶硅还原炉快速停炉的系统，该系统包括输入输出设备、控制器，以及各还原炉对应的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀，所述输入输出设备、TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀分别与控制器建立数据连接；[0031] 所述输入输出设备用于显示还原炉的炉号，通过输入输出设备可选择确认停炉的还原炉的炉号；用于输入停炉工序的四个停炉阶段中，各个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；[0032] 所述控制器，根据输入输出设备确定的停炉的炉号，以及输入输出设备输入的四个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；计算得到每个停炉阶段中TCS平均下降速度、氢气下降速度和电流下降速度，并生成对应控制该炉号还原炉的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀的控制指令；待输入输出设备确认开始停炉后，控制器根据生成的控制指令，分别对该还原炉的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀进行控制；[0033] 在停炉阶段一中，TCS目标值为0，下降时间不超过15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四中TCS初始值和TCS目标值均为0；[0034] 停炉阶段一中，氢气下降时间为15min，电流下降时间为15min，[0035] 停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段中，电流目标值均为0，电流下降时间为0，即在停炉阶段一结束之后立即切断电流；[0036] 停炉阶段二和停炉阶段三的氢气初始值和氢气目标值均相同，停炉阶段四的氢气目标值为0，氢气下降时间为5min；[0037] 从开始停炉至停炉结束过程中，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变。[0038] 进一步优选的，待停炉阶段四完成后，还原炉进行还原炉封压置换时控制器切除炉筒冷却水并关闭视孔氢流量。[0039] 进一步优选的，停炉阶段二的维持时间为10min，停炉阶段三的维持时间为250min，在停炉阶段二和停炉阶段三，氢气通入量不变。[0040] 进一步优选的，停炉阶段一中，TCS的初始值为877Nm3/h，TCS目标值为0，TCS下降3 3时间为5min；氢气初始值为1122Nm/h，氢气目标值为1300Nm /h，氢气下降时间为15min；电流初始值为外圈2998A，内圈2960A，电流目标值为外圈500A，内圈500A，电流下降时间为15min；[0041] 停炉阶段二中，立即关闭电流，维持氢气1300Nm3/h吹扫10min；停炉阶段三中，维3持氢气1300Nm/h继续吹扫250min；停炉阶段四，氢气目标值为0，氢气下降时间为5min。[0042] 本发明第三方面提供了一种计算机设备，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本发明第一方面中所描述的部分或全部步骤。[0043] 本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其中，上述计算机可读存储介质存储有用于电子数据交换的计算机程序，其中，上述计算机程序使得计算机执行如本发明第一方面中所描述的部分或全部步骤。[0044] 与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：[0045] 1、经过不断的摸索、试验，申请人还原炉工艺控制方式已从半自动化控制，升级至以标准参考电压和尾气温度的波幅来控制的全自动化控制模式，将纯经验性的技术总结、转化为可数据化、可执行性、可操作性较强的控制模式。控制方式的转变给还原生产带来了巨大的收益，直观表现为沉积速率上涨、电耗大幅下降、硅棒致密率及单晶率大幅提升。最终还原炉单炉产值得到提升，经济效益大大增加。[0046] 2、通过自动化程序的应用、推广，还原炉停炉自动化程序在我司不断研究、摸索、验证。目前还原装置停炉方案优化逐步提上议程，通过计算机自动化智能控制，减少人为操作频次，杜绝因人为误操作产生的异常，从而保证停炉结果的稳定性及重现性。通过自动化项目的实施从而保证停炉时间优化，达到迅速停炉来降低生产成本和提高效率的目的。[0047] 3、本发明的多晶硅还原炉快速停炉的方法，可以实现15分钟快速停炉，而15分钟快速停炉必须优先解决硅棒倒棒问题，避免倒棒带来的设备伤害和影响产品质量影响。遵循提质降耗的原则，有效的进行。而通过30炉次试验炉验证，使用15分钟快速停炉未出现倒棒的情况，未存在使用15分钟快速停炉凸显出来的停炉工艺问题，证实了本发明15分钟快速停炉的可靠性和经济性。停炉期间还原炉耗电量可以节省小时用电量的四分之三，停炉时间的缩短，相应的还原炉运行时间即会增加，24对棒还原炉节约45分钟用电量，40对棒节约105分钟用电量，还原炉非运行时间缩短，生产效率提高，还原年产量增加。[0048] 4、本发明中，将TCS料和电流控制在15min内切断，使得停炉总时间压缩至15min以内，其中停炉的总时间是指停炉开始至还原炉断电的时间，停炉阶段三和停炉阶段四的氢气吹扫时间并不计算在内。之所以在还原炉断电之后，仍通入氢气进行长时间的吹扫，避免通入氢气量过大而带走更多的任亮，硅棒出现裂纹，当氢气量较小时，硅棒冷却速度慢，影响还原正常拆棒，从而影响还原炉正常生产。[0049] 5、本发明与现有技术相比，在停炉阶段，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变；还原炉运行过程中炉筒冷却水是根据工况进行的回水温度与炉筒水上水流量串级联锁控制，只要不解除串级联锁，就可以确保炉筒冷却水回水温度不变。待还原炉停炉结束，电气系统断电后，炉筒冷却水回水流量控制在20Nm?/H就可以。[0050] 6、与现有技术相比，本发明的停炉总时间压缩至15分钟以内，现有技术的停炉时间在2.5小时。本发明主要阐述的是还原炉停炉总停炉时间上的优化和自动降料程序的开发应用上。停炉时间缩短可以有效节约用电成本，提高经济收益。同时解决还原炉停炉过程因停炉工艺复杂造成的还原炉倒炉现象，避免倒棒带来的还原炉设备损害和系统的破坏。同时，自动化降料程序的使用，可以有效避免人为操作造成的误操作，减少或杜绝生产安全隐患。[0051] 7、本发明通过四个停炉阶段的设置，且分别控制四个停炉阶段的时间及TCS目标值、氢气目标值和电流目标值，可以使硅棒不同位置的起始下降温度是一直的，再通过氢气流量的吹扫冷却，可以减少硅棒炸裂的情况发生。[0052] 8、本发明是在保证硅棒质量的前提下，缩短还原炉停炉过程的总时间，达到节省用电，降低生产成本的目的；另外停炉时间如果缩短1小时，相应的还原炉正常运行时间就会增加1小时，提高生产效率从而增加单炉年产量，保障了正常生产运行和运行成本控制，提供了切实可行的方法。附图说明[0053] 图1为本发明快速停炉的逻辑关系图。具体实施方式[0054] 下面将结合本发明说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0055] 实施例1[0056] 作为本发明一较佳实施例，参照说明书附图1所示，本实施例公开了一种多晶硅还原炉快速停炉的方法，包括以下步骤：[0057] S1、确认停炉的还原炉炉号；[0058] S2、将停炉工序分为四个停炉阶段，分别为停炉阶段一、停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四；分别设置四个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；[0059] 其中，在停炉阶段一中，TCS目标值为0，下降时间不超过15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四中TCS初始值和TCS目标值均为0；[0060] 停炉阶段一中，氢气下降时间为15min，电流下降时间为15min，[0061] 停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段中，电流目标值均为0，电流下降时间为0，即在停炉阶段一结束之后立即切断电流；[0062] 停炉阶段二和停炉阶段三的氢气初始值和氢气目标值均相同，停炉阶段四的氢气目标值为0，氢气下降时间为5min；[0063] 从开始停炉至停炉结束过程中，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变；[0064] S3、停炉控制，根据S2步骤输入的每个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；计算得到每个停炉阶段中TCS平均下降速度、氢气下降速度和电流下降速度，产生对应的控制指令；[0065] S4、确认开始停炉后，以S3步骤产生的对应的控制指令分别控制TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀按照S3步骤计算得到的下降速度进行调控。[0066] 在本实施例中，以24对棒还原炉为例，其快速停炉的四个停炉阶段中输入的参数如下表所示：[0067][0068] 上述四个阶段是按照阶段逐步进行的，其中下降氢气量、下降TCS量和下降电流值是同步进行的。[0069] 在本实施例中，TCS下降时间，根据炉型的不同，设置是不同的，例如24对棒的下降时间为5min，40对棒的下降时间为15分钟，总时长不能超过15min。[0070] 还原炉运行过程中炉筒冷却水是根据工况进行的回水温度与炉筒水上水流量串级联锁控制，只要不解除串级联锁，就可以确保炉筒冷却水回水温度不变。待还原炉停炉结束，电气系统断电后，炉筒冷却水回水流量控制在20Nm?/H就可以。[0071] 在本实施例中，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四的氢气目标值吹扫冷却量，是根据不同高度硅芯在生产过程中，根据进气量流速进行计算的。正常高度3000mm硅芯时氢气吹扫量在800?1000标方；3000mm?3200mm高度硅芯氢气吹扫量在1000?1200标方；3200mm?3400mm高度硅芯氢气吹扫量在1200?1400标方。[0072] 实施例2[0073] 作为本发明又一较佳实施例，本实施例是在上述实施例1的基础上，对本发明的技术方案作出进一步详细的补充和阐述。[0074] 在还原炉停炉调控中，控制方式是关键，本发明引入停炉自动化程序，将停炉方式从手动调整氢气，TCS、电流改变为系统化程序停炉，以规范还原炉的停炉，杜绝人为因素导致的停炉速度快慢的影响，使停炉方式稳定，有序进行，达到标准化停炉的目的。[0075] 还原炉进料气体对硅棒供料、降温及炉内气体循环起到关键作用：经喷气孔喷出，喷气孔上部的圆锥面体，用来保证主喷气孔喷出的气体离圆心近处流速快，靠近主喷漆孔边缘的流速略有降低，停炉过程中的气量调整是关键。[0076] 降氢气时期：氢气量的调整，氢气量过大会带走更多的热量，硅棒易出现裂纹，此阶段是还原炉停炉的重要阶段，在此期间，如何在电流快速降低，硅棒急速降温中减少硅棒裂纹产生尤为重要。调整理念：多晶硅停炉过程中，氢气量的大小对多晶硅的裂棒有很大的影响。氢气量太大带走了更多的热量，硅棒易出现裂纹，裂纹增多影响拆装炉人员安全稳定拆棒，甚至易发生倒棒的情况。当氢气量较小时，硅棒冷却速度慢，影响还原正常拆棒，从而影响还原正常生产。[0077] 因此，氢气量要在一个合理的范围内。氢气终值吹扫冷却量，是根据不同高度硅芯在生产过程中，根据进气量流速进行计算的。正常高度3000mm硅芯时氢气吹扫量在800?1000标方；3000mm?3200mm高度硅芯氢气吹扫量在1000?1200标方；3200mm?3400mm高度硅芯氢气吹扫量在1200?1400标方。[0078] 降TCS料量过程，本发明之前的降TCS时间24对棒用时15?20分钟，40对棒用时10?15分钟，本发明的降TCS时间总体控制在15min以内，具体的24对棒为5min，40对棒为15min，均在停炉阶段一完成降料。[0079] 炉筒水在还原炉运行和停炉过程初期，炉筒水带走炉内热量，加剧了硅棒的降温幅度，在停炉断电后将炉筒水流量进行调控，使得炉筒回水温度维持172℃，保证炉内温度场稳定降低，减少硅棒裂纹，从而提高硅棒整体稳固性。[0080] 根据四个月时间的生产调整，试验炉的开展，停炉过程的跟踪，研究发明完成停炉总用时15分钟的快速停炉方案，缩短还原炉停炉过程的总时间，节省用电，以达到降本增效目的。“阶段三和阶段四”是还原炉断电以后的冷却阶段，不包含15分钟快速停炉内。15分钟快速停炉指的是还原炉从开始停炉到断电分闸的总用时。[0081] 15分钟快速停炉操作步骤：[0082] ①确认准备停炉的还原炉炉号，汇报现场巡检、调度、工段管理员[0083] ②打开自动停炉小程序，进入设置界面[0084] ③输入TCS初始值、下降时间、目标值[0085] ④输入氢气初始值、下降时间、目标值[0086] ⑤炉筒水串级联锁维持：主操人员不去切除炉筒水串级联锁就可以了[0087] ⑥视孔氢流量维持不变：外操人员不去动作视孔氢流量手阀就可以了[0088] ⑦总电量输入初始值、下降时间、目标值[0089] ⑧点击自动开始按钮，进入停炉阶段。[0090] 在保证硅棒质量的前提下，缩短还原炉停炉过程的总时间，达到节省用电，降低生产成本的目的；另外停炉时间如果缩短1小时，相应的还原炉正常运行时间就会增加1小时，提高生产效率从而增加单炉年产量，保障了正常生产运行和运行成本控制，提供了切实可行的方法。[0091] 实施例3[0092] 作为本发明又一较佳实施例，本实施例提供了一种多晶硅还原炉快速停炉的系统，该系统包括输入输出设备、控制器，以及各还原炉对应的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀，所述输入输出设备、TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀分别与控制器建立数据连接；[0093] 所述输入输出设备用于显示还原炉的炉号，通过输入输出设备可选择确认停炉的还原炉的炉号；用于输入停炉工序的四个停炉阶段中，各个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；[0094] 所述控制器，根据输入输出设备确定的停炉的炉号，以及输入输出设备输入的四个停炉阶段的TCS初始值、TCS下降时间、TCS目标值、氢气初始值、氢气下降时间、氢气目标值、电流初始值、电流下降时间和电流目标值；计算得到每个停炉阶段中TCS平均下降速度、氢气下降速度和电流下降速度，并生成对应控制该炉号还原炉的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀的控制指令；待输入输出设备确认开始停炉后，控制器根据生成的控制指令，分别对该还原炉的TCS进料调节阀、氢气进气阀、电流控制器、炉筒冷却水流量阀和视孔氢流量阀进行控制；[0095] 在停炉阶段一中，TCS目标值为0，下降时间不超过15min，停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段四中TCS初始值和TCS目标值均为0；[0096] 停炉阶段一中，氢气下降时间为15min，电流下降时间为15min，[0097] 停炉阶段二、停炉阶段三和停炉阶段中，电流目标值均为0，电流下降时间为0，即在停炉阶段一结束之后立即切断电流；[0098] 停炉阶段二和停炉阶段三的氢气初始值和氢气目标值均相同，停炉阶段四的氢气目标值为0，氢气下降时间为5min；[0099] 从开始停炉至停炉结束过程中，设置炉筒冷却水串级不解除，炉筒回水温度维持在设定温度，视孔氢流量保持不变。[0100] 待停炉阶段四完成后，还原炉进行还原炉封压置换时控制器切除炉筒冷却水并关闭视孔氢流量。停炉阶段二的维持时间为10min，停炉阶段三的维持时间为250min，在停炉阶段二和停炉阶段三，氢气通入量不变。四个停炉阶段是按照阶段逐步进行的，其中TCS、氢气和电流的控制是同步进行的。[0101] 实施例4[0102] 作为本发明又一较佳实施例，为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例1或实施例2所述的基于中子?密度包络面积的页岩镜质体反射率确定方法的步骤。[0103] 在本实施例中处理器可以为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field?ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。[0104] 存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及单元，如本发明上述方法实施例中对应的程序单元。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及作品数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。[0105] 存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。[0106] 所述一个或者多个单元存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行上述实施例1或实施例2中的方法。[0107] 实施例5[0108] 作为本发明又一较佳实施例，本实施例公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例1或实施例2或中的步骤。

专利地区：云南

专利申请日期：2023-03-31

专利公开日期：2024-06-14

专利公告号：CN116443881B