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行業(yè)資訊

高鈦渣電爐溫度控制系統(tǒng)的節(jié)能途徑有哪些

 

    我國(guó)高鈦渣電爐溫度控制系統(tǒng)普遍存在耗電高，單爐容量小，工藝設(shè)備落后，效率低，生產(chǎn)成本偏高等問(wèn)題。通過(guò)改進(jìn)設(shè)備，選擇合理參數(shù)(例如改變短網(wǎng)布置，縮短其長(zhǎng)度，調(diào)整極心圓，減少電抗，使電流密度適當(dāng)?shù)?，適當(dāng)提高設(shè)備水平和機(jī)械化、自動(dòng)化控制程度，進(jìn)一步對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備實(shí)行監(jiān)控，就能保證生產(chǎn)穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率。
 
 
    為了挖掘設(shè)備節(jié)能潛力，以某廠12．5MW高鈦渣矮煙罩電爐溫度控制系統(tǒng)為例，繪制出該電爐能源分布圖，如圖1，從圖中可以看出，從電網(wǎng)輸入的能量為12．5MW，經(jīng)高壓斷路器、電爐變壓器、短網(wǎng)至電極輸入電爐內(nèi)，是電熱法冶煉過(guò)程的主要能源，其輸入過(guò)程中已損耗2．5MW。入爐料中還原礦石中氧化物的碳質(zhì)材料潛熱為12MW。電爐內(nèi)原料還原過(guò)程中消耗能量為5．5MW，占輸入爐膛內(nèi)總能量(22MW)的25％，此能量與散熱損失的1MW是正常生產(chǎn)必然消耗，是無(wú)法回收的。但隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，其他的損耗如電力損耗可通過(guò)一些有效措施降低；750℃的煙氣潛熱、循環(huán)冷卻水、產(chǎn)品中鈦生鐵潛熱可通過(guò)余熱回收技術(shù)來(lái)利用。
 
1電爐溫度控制系統(tǒng)降低電力損耗的措施
1．1選擇超載型電爐變壓器
 
    多年以來(lái)生產(chǎn)實(shí)踐表明使用HSSPZ一12500／110型高鈦渣電爐控制變壓器可以解決鈦渣電爐二次電流波動(dòng)大的特點(diǎn)。該變壓器要求低壓繞組都由多個(gè)線圈幾路并聯(lián)，首尾相間的水冷銅管側(cè)部引出箱外，既降低了引線中的附加渦流損耗又便于安裝和散熱。此外，電爐變壓器需具有較低阻抗、良好的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度以及有載電動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)壓，以適應(yīng)每爐不同期工作電壓。增大變壓器通磁鐵芯和線組銅線截面，確保鈦渣爐過(guò)載能力達(dá)30％～40％，既保證了安全，又降低了變壓器銅損，提高了電爐溫度控制系統(tǒng)的電效率。雖然增加了變壓器的制造成本，但其長(zhǎng)期效益顯著。
 
    從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度看，12．5MW鈦渣電爐選用單臺(tái)三相變壓器控制更經(jīng)濟(jì)；從節(jié)能角度考慮，******電爐變一次側(cè)進(jìn)線為110kV，這樣可省去110kV變10kV、35kV的電力變損和10kV、35kV電纜斷路器等建設(shè)投資和這段線路的電力損耗。110kV較10kV、35kV可節(jié)電能約1％～2％，且可享受110kV電網(wǎng)電價(jià)優(yōu)惠0．03元／kW·h。兩項(xiàng)合并每臺(tái)電爐每年可節(jié)省電費(fèi)300萬(wàn)元左右。3年就可收回投資費(fèi)用，并可以長(zhǎng)期受益。
 
1．2電爐控制系統(tǒng)改進(jìn)短網(wǎng)結(jié)構(gòu)
 
    電爐的短網(wǎng)是指電爐變壓器低壓側(cè)至電爐的大電流的全部傳導(dǎo)裝置。短網(wǎng)的主要作用是傳輸大電流，故必須具備足夠斷面及載流能力，應(yīng)該有一定的短期過(guò)載能力和良好的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)功率損耗與其電流的平方及其電阻乘積成正比，所以短網(wǎng)電阻值必須很小，又因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)無(wú)功電壓是電流與感抗的乘積，所以短網(wǎng)感抗值必須足夠小。常規(guī)的短網(wǎng)結(jié)構(gòu)，功率因數(shù)一般為0．75～0．85，如圖2。改進(jìn)型短網(wǎng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，功率因數(shù)可達(dá)0．90～0．93。
 

     在短網(wǎng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后兩個(gè)方案中，電爐控制變壓器安裝的位置有所差別。圖3的電爐變壓器必須布置在比爐臺(tái)加料層平面高3m的靠近矮煙罩上側(cè)方專設(shè)的電爐爐變室內(nèi)，這樣可將變壓器盡量靠近三相電極，實(shí)現(xiàn)電爐短網(wǎng)最短化，使其長(zhǎng)度之和僅為圖2常規(guī)配置的1／2左右，且圖3中的A、C相完全對(duì)稱布置。由于短網(wǎng)最短，所以可直接用5m長(zhǎng)的水冷電纜連接爐變和電極導(dǎo)電夾銅管，中間再無(wú)其他接頭的接觸電阻。B相經(jīng)c相電纜上方跨越安裝；B相、c相由于跨越交叉產(chǎn)生互感效應(yīng)，相位角互不相同而抵消各自的感抗數(shù)值，有利于功率因數(shù)進(jìn)一步提高。正因?yàn)閳D3較圖2短網(wǎng)短，又有互補(bǔ)作用，因而功率因數(shù)可達(dá)0．93。而常規(guī)設(shè)計(jì)的短網(wǎng)結(jié)構(gòu)線路較長(zhǎng)，電抗數(shù)值較大，造成功率因數(shù)下降。電抗增加消耗有用功，浪費(fèi)大量電能，導(dǎo)致冶煉電耗增高，且會(huì)被電力部門加收額外電力罰款。