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礦熱爐節電技術措施的研究與探討
來源:中國節能產業網 時間:2009-12-29 18:13:01 用手機瀏覽

[摘 要] 本文針對該供電轄區已投入運行生產的數臺35KV—110KV電壓等級的6300、9300、12500KVA高能耗礦熱爐損耗較大的實際情況,進行了原因分析,認為電力部門只有從礦熱爐設計、安裝、運行上協助冶煉企業采取有效節能技術措施,才能達到電力節能降損的目的。
[關鍵詞]礦熱爐 節電 降耗 措施 
 
0.引言:隨著國民經濟的快速發展和國家產業政策的調整,電爐變壓器單臺容量在6300 KVA以下的被徹底淘汰,而6300—12500KVA,電壓等級在35KV—110KV電弧爐的用電負荷在工業用電中所占的比例越來越大,就我局而言,近幾年來,年供電量達22.5億千瓦時,礦熱爐爐負荷所占比例在75% 左右,對礦熱爐設計、安裝、運行生產過程進行節能技術的深入了解和研究,最大限度地利用有限的電力能源和資源,更好地服務地方經濟發展,是我局長期關注并積極研究探索的課題。筆者就礦熱爐節電技術措施作粗淺探討,供同行參考并祈請指正。
1. 礦熱爐爐變壓器具有的工作特性:
1.1 變壓器輸出電壓較低,一般為幾十伏,最多幾百伏,而輸出電流則很大,往往達幾萬安培;
1.2 安全可靠,瞬時過載能力較大,能經受長期最大負荷或短時間超負荷;
1.3 變壓器二次輸出電壓有較寬的調節范圍;
1.4 變壓器線圈采用特殊繞制方式,結構牢固,機械性能好,一般設計為開口三角形,并能承受短時短路時電動力的沖擊。
2. 礦熱爐 (電石爐、鐵合金爐) 的生產特點:
礦熱爐運行中主要靠電弧產生巨大的熱量來熔化礦料。它的電極埋在爐料中,爐料受電弧和爐料自身通過電流而產生的電阻熱量的聯合加熱。
2.1礦熱爐的組成:由爐體、電源、控制設備及冷卻系統、電極升降系統、液壓系統、上下料系統、把持器等附屬設備所組成。
爐體包括爐殼、爐蓋、爐襯、電極、電極升降機構等。爐襯按其部位(如爐蓋、爐墻、爐底和出料槽)和其工作條件的不同,選用不同的耐火材料。常用的耐火材料有硅磚、鎂磚、白云石、高鋁磚、耐火混凝土等。隔熱材料主要用石棉板。電極是電熱元件。
電弧爐的電源設備包括短路器、互感器、電弧爐變壓器及短網。小容量的電弧爐變壓器還帶有電抗器。
3. 礦熱爐短網的功率損耗:
所謂的短網是指電弧爐變壓器二次端子到電極一段電路的通稱。電爐的短網由導電母線和電極組成,導電母線用銅質材料制成。根據電爐工藝操作的要求和改善短網電氣性能的需要,小容量電爐可用銅排或銅管作成,大容量電爐采用水冷銅管或水冷電纜,它們與其它部分都采用螺釘連接,螺釘用非磁性材料作成。短網是一個大電流工作系統,最大電流可達數萬安培以上,短網在數萬電流工作的情況下,電阻稍有增加,就會引起很大的功率損耗。
4. 電爐短網功率損耗的計算:
短網造成的功率損耗為:   P=3I2R(瓦)
式中:I—短網流過的電流(安); R—短網的有效電阻(歐)。
由上式可知,要減少短網損耗,一是減少短網的有效電阻;二是減少流過短網的電流。
短網的有效電阻可按下式求出
    
式中:ρ20—20攝氏度時的電阻率,銅為0.0175歐毫米2/米;
ɑ—導體電阻的溫度系數,銅為0.0043;
Δt—導體溫度與20攝氏度環境溫度的差值(攝氏度);
S—導體的截面(毫米2);      L—導體的長度(米);
K j—導體的集膚效應系數;取1—1.2
Ke—導體的鄰近效應系數。取1.0
5. 造成礦熱爐損耗增大的原因
5.1 在進行礦熱爐短網設計時,冶煉企業往往為了降低工程投資,要求設計部門偏重考慮對有色金屬的節約,而忽視了電能耗的降低,因而造成所設計短網的電流密度往往偏大;
5.2 隨著市場的供需變化,冶煉企業為了適應市場變化,不斷的對爐體局部進行技術改造,以生產適應市場的需要的產品來獲取最大的利潤。在設計,改造周期較短的情況下,若考慮不周,常常導致在技術層面上顧此失彼,而使爐子達不到設計出力和節能技術要求;
5.3部分地方政府主管部門只重視發展新上工業項目,對企業應必備的節電技術裝置和措施重視不夠,再加上部分冶煉企業為降低前期工程造價,只考慮設備能出產品就行,而忽視電力技術節能裝置的設計安裝和運行;
5.4 冶煉企業廠址選址不合理,距電源點較遠,線路損耗大;
5.5 員工對新產品生產操作工藝不熟練。
 

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