电弧炉炼钢合理供电新技术PPT.ppt

电弧炉炼钢合理供电技术 1超高功率供电 电弧炉的电气运行理论和操作技术的不断进步 近期采用 高电压 长电弧 高功率系数 的操作制度 炉衬的热负荷大幅度增加 相应的技术发展有 提高耐材质量 水冷炉壁 泡沫渣等 二次回路的电流强度大大增加 降低回路阻抗和进一步改善三相平衡成了重要问题 熔炼工艺的变化 为了充分利用变压器的能力 传统的电弧炉三期操作消亡 电弧炉变成了一台高效的熔化炉 电弧炉机械结构 自动化系统不断进步 促进了高效 优质 低成本三方面综合发展 如底出钢技术 过程计算机控制 熔炼周期缩短 物料输送和试样化验等负担大大增加 AC炉的变压器功率 DC炉的有效功率 2合理供电技术 2 1技术背景 近年电炉钢比约15 约3200万吨 年 大于50t 35MVA电炉已有50余座投产 引进大型电炉 约计4 5亿美元 电炉电耗约占总能耗的60 70 2 2技术路线 基于大型交流电弧炉现有装备 电气运行合理化 充分发挥主变压器的能力 达到高效 节能的目的 2 3技术原理 高阻抗电弧炉主电路 合理供电技术的电工学基础 电弧炉炼钢供电制度应用的基本公式 1 电弧炉炼钢供电制度应用的基本公式 2 电弧炉电气特性曲线 超高功率电弧炉与小电炉电气运行的比较 高阻抗与普通阻抗电弧炉比较 2 4关键技术 确定电气运行的基本参数 操作电抗的非线性 测定 建模 可操作 S PF 的工作点总表 优化供电曲线 确定电气运行的基本参数 Schneider线路监控仪 211专款购置 型号 CM 22502台CM 23501台精度 0 2级软件 SMS 1500记录 笔记本电脑功能 硬件 软件 下页 功能表 硬件功能PowerLogic2000电力参数线路监控仪是一种多功能数字仪表 集数据采集 控制设备于一体 能替代多种仪表 继电器 传感器及其它元件 软件功能SMS 1500软件支持各种实时数据显示 包括表格 直方图和模拟表盘等 SMS 1500软件面向客户 包括创建用户表格 增添电气参数等 建立电抗模型的基点 1 基波50赫兹的含有各次谐波的正弦波 2 运行中三相不平衡系数为1 66 3 要求模型满足电弧炉电极电流从开路到短路的过程中 操作电抗随电极电流的变化服从一种变化规律 4 模型与谐波分析有较好的吻合 电气圆图 可操作的工作点总表 制定电弧炉炼钢供电制度的基本原则 以安全 稳定 高效运行为依据 选择供电曲线的电气运行工作点 即要求 表观功率S SF功率因数 0 84 0 85 0 75电弧功率近可能大MaxParc 设定电能需求量和各阶段时间长度 要求总通电时间符合生产节奏要求 尽量简化供电曲线 减少有载切换电压级别次数 优化的供电曲线 3大型电弧炉炼钢供电制度的研究 1 天津钢管公司150t 90MVA超高功率电弧炉 2 抚顺特殊钢公司50t 35MVA超高功率电弧炉 3 南京钢铁集团公司70t 60MVA高阻抗电弧炉 炼钢过程中电气运行状态的评价测量精度的评价 三相电压 电流 有功 无功 视在功率 功率因数及对应均值的相对误差最大值为0 97 南钢100t 60MVA三相不平衡评价 电抗器上端电压波形 A相为代表 起弧期 氧化精炼期 熔化期 电抗器上端电流波形 A相为代表 起弧期 氧化精炼期 熔化期 电抗器上 下端各次谐波电压分量 电抗器上 下端谐波电流分量 傅立叶分析式 式中 电抗率K Xop XscXsc短路电抗 接近于基波下的电抗值 Xop操作电抗 含各次谐波的电抗值 其中 n为谐波次数 n 1 31 An为第n次谐波的分量 An an a1 与前面付立叶公式相同 操作电抗的非线性 抚钢50tUHP EAF工作电抗模型 南钢100t高阻抗电弧炉的工作电抗模型 天管150t电弧炉的工作电抗模型 各级电压下所使用的操作电抗值 德方提供的150t超高功率电弧炉供电工作点总表 天管150t电弧炉电气圆图 天管150t 90MVA电弧炉高电压级别工作点的评估 变压器过载严重 不宜长期使用 变压器略有过载 cos 值太高 不能稳定运行 cos 值过高 不宜使用 可以安全 稳定运行 OPERATINGDIAGRAMELECTRIC03 供电曲线的分析 能量积分 Start100027 1MainE35 3Depar210034 2Depar200033 1Depar150032 1Depar200031 1 OPERATINGDIAGRAMELECTRIC新03 加入铁水的供电曲线 南钢 全废钢的供电曲线 抚钢 4智能电弧炉 神经元 神经网络 智能电弧炉控制特征 智能电弧炉的效果 美国依阿华 Iowa 州的北星 NorthStar 钢厂与米尔切克 Milltech HOH 公司合作研究用神经网络技术改善电弧炉的电极控制 1991年9月在一台80吨交流电弧炉炼钢生产中投入运行 所取得的成绩是 生产率提高10 20 电极消耗量降低0 4 0 6kg t 电能消耗减少18 20kwh t 年效益216万美元