礦熱爐介紹及分析

2021-03-04 01:50:14 字數 3288 閱讀 8509

一、礦熱爐簡介

礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐,亦稱還原電爐或礦熱電爐,電極一端埋入料層,在料層內形成電弧並利用料層自身的電阻發熱加熱物料;常用於冶煉鐵合金(見鐵合金電爐),熔煉冰鎳、冰銅(見鎳、銅),以及生產電石(碳化鈣)等。它主要用於還原冶煉礦石,碳質還原劑及溶劑等原料。主要生產矽鐵,錳鐵,鉻鐵、鎢鐵、矽錳合金等鐵合金,是冶金工業中重要工業原料及電石等化工原料。

其工作特點是採用碳質或鎂質耐火材料作爐襯,使用自培石墨電極。電極插入爐料進行埋弧操作,利用電弧的能量及電流通過爐料的因爐料的電阻而產生能量來熔煉金屬,陸續續加料,間歇式出鐵渣,連續作業的一種工業電爐。同時電石爐、黃磷爐等由於使用狀況和工作狀態相同,也可以歸結在礦熱爐內,但是由於黃磷爐的純阻性負載情況,因此也有將黃磷爐歸結到電阻爐的說法。

根據礦熱爐的結構特點以及工作特點,短網的損耗佔據了系統自身損耗的70%以上,而短網是乙個大電流工作的系統,最大電流可以達到上萬安培,因此短網的效能在很大程度上決定了礦熱爐的效能,由於短網的感抗佔整個系統的 70%以上,不論是高菸罩開放式爐、矮煙罩半密閉式爐還是全密閉式爐的短網系統的感抗均較大,基於這個原因,礦熱爐的自然功率因數很難達到0.85以上,絕大多數的爐子的自然功率因數都在0.6~0.

8 之間,較低的功率因數不僅使變壓器的效率下降,消耗大量的無用功,浪費大量電能,且被電力部分加收額外的電力罰款,同時由於電極的人工控制以及堆料的工藝,導致三相間的電力不平衡加大,最高不平衡度可以達到20%以上,這導致冶煉效率的低下,電費增高。因此提高短網的功率因數,降低電網不平衡就成了降低能耗,提高冶煉效率的有效手段。如果採取適當的手段,提高短網功率因數,改善電極不平衡度,將可以達到:

a、降低生產電耗 3%~6%; b、提高產品產量 5%~15%的效果,給企業帶來良好的經濟效益。

為了解決礦熱爐自然功率因數低的問題,減少電網的損耗,提高供電質量,使功率因數達到0.9以上;並且提高礦熱爐的進線電壓,使電爐的冶**率增大,目前國內外均採用大容量礦熱爐加裝無功補償裝置的方法,以提高礦熱爐的功率因數,而投入的費用可以在創造的綜合效益中短期內收回。

四、 礦熱爐無功補償的意義

1、礦熱爐耗能

電路執行時消耗大量的有功功率,這部分有功功率轉化為熱能用以熔煉爐料。同時,電流從電源經線路、變壓器、短網等電抗時還要消耗大量的無功功率。礦熱爐本體可等效為乙個非線性電阻,在執行中會出現三相不平衡和諧波等電能質量問題。

2. 礦熱爐對電能質量的影響

電弧爐做為非線性及無規律負荷接入電網,將會對電網和其他負載產生一系列的不良影響,其中主要是:導致電網嚴重三相不平衡,產生負序電流、產生高次諧波、其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況,使電壓畸變更趨複雜化,功率因素降低,在乙個電網中,電壓的改變會影響所有接於這個電網的負載,因此電弧爐對電網的影響可以稱為電網的環境汙染。必須採取技術措施進行抑制。

當電弧爐功率大於電網短路功率的1/80時,通常需要考慮對電網的影響問題。但由於礦熱爐供電系統的構成形式和冶煉的固有特性,電爐的自然功率因數只能達到0.6~0.

8左右,要提高供電系統功率因數只能通過無功補償方式實現。

3. 礦熱爐無功補償的效果分析下面舉例說明一下:

例1:金昌水泥(集團)****,54000kva電石爐中壓補償和二次低壓無功動態補償採用二次低壓無功補償裝置,補償容量為22000kvar,補償後功率因數≥0.93。

例2:蘭州藍星矽材料****,27000kva工業矽礦熱爐無功動態補償工程採用二次低壓無功補償裝置,補償容量為12600kvar

,補償後功率因數≥0.92。

通過以上分析,電爐變壓器安裝無功補償裝置可以很大改善爐變的執行環境,改善電壓質量,延長裝置的使用壽命,減少裝置日常維護,且具有提高產品質量,增加產量,減少投資等效果。

五、 礦熱爐無功補償的方式

礦熱爐的無功補償方式可分為:高壓或中壓併聯補償,二次低壓補償,高壓或中壓與低壓的混合補償,縱向補償。

1. 高壓、中壓併聯補償

礦熱爐變壓器高壓側電壓一般為10kv、35kv、或110kv,高壓補償是在礦熱爐的10kv、35kv、或110kv電網側加裝高壓補償裝置實施高壓電力無功功率補償,達到提高功率因數和改善執行引數的目的,在技術、配置和執行經驗等各方面均已成熟。它可以降低一次供電網路損耗,提高功率因數,但從根本上解決礦熱爐能耗高和產量低的問題是無能為力的,因其只能解決功率因數問題,對其他執行指標幫助不大,故投入回報較低。

中壓補償,即利用變壓器的中壓線圈補償。中壓併聯補償的作用與高壓補償差不多,中壓併聯補償主要是解決電爐變壓器的高壓側電壓太高不易補償的問題.即採用中壓併聯電容補償。該種補償同樣解決不了電爐變壓器低壓線圈的出力問題。

該裝置將補償電容並接於電爐變壓器的中壓側,就地安裝在電爐變壓器附近。一般電爐變壓器的中壓電壓選擇6 kv、l0 kv或35 kv等電壓等級以便於中壓併聯電容補償。同高壓電容補償一樣,能夠解決因功率因數低而被加收電費力率調整費的問題。

在入爐功率相同的情況下,併聯電容補償裝置投運後.電爐變壓器高、中壓線圈電流減少,低壓電流不變,因而變壓器的負載損耗降低。但因變壓器的負載損耗低壓線圈佔很大比例。因而此時的變壓器總負載損耗下降幅度不是很大.因補償前後低壓線圈電流沒有改變,因而入爐功率變化不大,產量也變化不大。

因高壓電流減少,低壓電壓略有上公升但幅值不大。此種補償裝置通常就地安裝在電爐變壓器附近,採用高壓斷路器控制投運或切除,執行可靠、故障率低、維護簡單。技術簡單成熟.投入回報相對較低。

2. 二次低壓補償

礦熱爐二次低壓無功動態補償裝置是在礦熱爐的短網末端,利用現代控制技術和短網技術將大容量、大電流的超低壓電力電容器組接入礦熱爐二次側的無功補償裝置。大量無功電流將直接經低壓電容器迴路流轉,從而不再經過補償點前的短網、變壓器及供電網路,在提高功率因數的同時,提高變壓器的有功輸出率,降低變壓器、短網的無功消耗。該裝置不僅是就地補償原理的最好體現,還可以使礦熱爐的功率因數在0.

95以上執行、降低短網和一次側的無功消耗、消除5次、7次諧波、調平三相功率、提高變壓器的輸出能力。使礦熱爐的功率中心和爐膛中心相重合,使鉗鍋擴大,熱量集中,提高爐面溫度,使反應加快,達到提高產品質量,增產的目的。 礦熱爐二次低壓動態無功功率補償技術,無論在提高功率因數還是在增產、改善指標的效果上,都有著高壓補償無法比擬的優勢。

屬可靠、成熟技術。

3. 高壓或中壓與低壓的混合補償

如圖8所示,該種補償不僅是就地補償原理的最好體現,還可以使礦熱爐的功率因數在0.92以上執行、降低短網和一次側的無功消耗、消除5次、7次諧波、調平三相功率、提高變壓器的輸出能力。 控制的設計重點採用分相動態補償,使三相功率不平衡度下降,達到三相功率相等,使電爐的功率中心和爐膛中心相重合,使鉗鍋擴大,熱量集中,提高爐面溫度,使反應加快,達到提高產品質量,降耗和增產的目的。

礦熱爐中壓和低壓混合的動態無功功率補償裝置補償技術,無論在提高功率因數、吸收諧波,還是在增產降耗、改善指標的效果上,都有著和高壓補償或單獨的低壓無功補償無法比擬的優勢。屬可靠、成熟技術。

工業電爐 礦熱爐的介紹及應用

礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐。它主要用於還原冶煉礦石,碳質還原劑及溶劑等原料。主要生產矽鐵,錳鐵,鉻鐵 鎢鐵 矽錳合金等鐵合金,是冶金工業中重要工業原料及電石等化工原料。其工作特點是採用碳質或鎂質耐火材料作爐襯,使用自培電極。電極插入爐料進行埋弧操作,利用電弧的能量及電流通過爐料的,因爐料的電阻而產...

礦熱爐的裝置系統介紹抄襲版交作業用

礦熱爐的裝置及 介紹班級 冶金與材料工程 0903班 設計 郝立 材料整理 連星宇 材料收集 周雲峰 執筆 目錄1.礦熱爐的介紹 2.礦熱爐的結構特點 3.礦熱爐主要類別 用途 4.方法及原理 5.最新發展 6.未來方向 礦熱爐的介紹 礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐。它主要用於還原冶煉礦石,碳質還原劑...

鐵合金礦熱爐行業進出口分析報告

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