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矿热炉的结构特点

关注:249 发表时间:2019-04-02 10:16:27

矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳,炉盖、炉衬、短网,水冷系统,排烟系统,除尘系统,电极壳,电极压放及升降系统,上下料系统,把持器,烧穿器,液压系统,矿热炉变压器及各种电器设备等组成。

根据矿热炉的结构特点以及工作特点,矿热炉的系统电抗的70%是由短网系统产生的,而短网是一个大电流工作的系统,电流可以达到上万安培,因此短网的性能决定了矿热炉的性能,正是由于这个原因,因此矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上,绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8之间,较低的功率因数不仅使变压器的效率下降,消耗大量的无用功,且被电力部门加收额外的电力罚款,同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺,导致三相间的电力不平衡加大,不平衡度可以达到20%以上,这导致冶炼效率的低下,电费增高,因此提高短网的功率因数,降低电网不平衡就成了降低能耗,提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段,提高短网功率因数,可以达到以下的效果:

(1) 降低电耗5~20%

(2) 提高产量5%~10%以上。

从而给企业带来良好的经济效益,而投入的改造费用将可以在节约的电费中短期内收回。

矿热炉系统损耗如下图所示,短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上,而短网是一个大电流工作的系统,电流可以达到上万安培,因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能

如果采取适当的手段,提高短网功率因数,改善电极不平衡度,那么将可以达到以下的效果:

A、、降低生产电耗降低生产电耗降低生产电耗降低生产电耗 3%~~~~6%;

B、提高产品产量提高产品产量提高产品产量提高产品产量 5%~~~15%。

从而给企业带来良好的经济效益,而投入的改造费用可以在创造的综合效益中短期内收回。一般情况下为了解决矿热炉自然功率因数低下的问题,我国多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决,高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数,但是由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动,同时三相不平衡是由于短网的强相(短网较短故感抗较小、所以损耗较小,输出较大故名强相)和弱相造成的,因此高压补偿不能解决三相平衡的问题,也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用,由于短网的感抗占整个系统感抗的70%以上,所以不能降低低压端的损耗,也不能增加变压器的出力,但可以避免罚款,仅仅是对供电部门有意义。 相对高压补偿而言,低压补偿的优势除提高功率因数外,主要体现在以下几个方面: 1)、提高变压器、大电流线路利用率,增加冶炼有效输入功率。 针对电弧冶炼而言,无功的产生主要是由电弧电流引起的,将补偿点前移至短网,就地补偿短网的大量无功消耗,提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的,可以简单表示为P=U2/Z料。由于提高了变压器的载荷能力,变压器向炉膛输入的功率增大,实现增产降耗。 2)、不平衡补偿,改善三相的强、弱相状况。

由于三相短网布置和炉体、炉料等总是不平衡的,三相不同的电压降、不同的功率,就导致了强、弱相现象的形成。采取单相并联的方式进行无功补偿,综合调节各相补偿容量,提高炉心功率密度和坩锅均匀度,使三相电极的有效工作电压一致、平衡电极电压、均衡三相吃料,改善三相的强、弱相状况,达到增产、降耗的目的。同时,改善三相不平衡现象,改善了炉膛工作环境,延长了炉子使用寿命。 3)、降低高次谐波,减少谐波对整个供电设备的危害,减小变压器及网络附加损耗。 4)、提高了电能质量,改善了系统电气参数,提高了产品质量。 下图反应了高压补偿和低压补偿时的无功功率的流动方向。从图中可以清晰的看出高压补偿不能降低



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