電弧爐煉鋼合理供電新技術(shù)PPT

1、電弧爐煉鋼合理供電技術(shù)1 超高功率供電 電弧爐的電氣運(yùn)行理論和操作技術(shù)的不斷進(jìn)步：近期采用“高電壓、長(zhǎng)電弧、高功率系數(shù)”的操作制度； 爐襯的熱負(fù)荷大幅度增加，相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展有：提高耐材質(zhì)量、水冷爐壁、泡沫渣等； 二次回路的電流強(qiáng)度大大增加，降低回路阻抗和進(jìn)一步改善三相平衡成了重要問(wèn)題； 熔煉工藝的變化：為了充分利用變壓器的能力，傳統(tǒng)的電弧爐三期操作消亡，電弧爐變成了一臺(tái)高效的熔化爐； 電弧爐機(jī)械結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化系統(tǒng)不斷進(jìn)步，促進(jìn)了高效、優(yōu)質(zhì)、低成本三方面綜合發(fā)展，如底出鋼技術(shù)，過(guò)程計(jì)算機(jī)控制； 熔煉周期縮短，物料輸送和試樣化驗(yàn)等負(fù)擔(dān)大大增加。ac爐的變壓器功率dc爐的有效功率2 合理供電技術(shù) 60

2、年代 400kva/t rp-eafmc 30mva/特殊鋼,合金鋼 冶煉周期:180min 噸鋼電耗:630kwh/t 電極消耗:6.5kg/t 低電壓 大電流 短弧 80年代 700kva/t 90年代 800kva/t 70年代 500kva/t uhp1-eaflfcc(s)br 50mva/30萬(wàn)噸/棒線材 uhp2-eaflfccr 70mva/50萬(wàn)噸/扁平材,管材 uhp3-eaflfcccr 100mva/100萬(wàn)噸/純凈鋼,熱帶 冶煉周期:40min 噸鋼電耗:230kwh/t 電極消耗:1.1kg/t 低電壓 大電流 更短弧 高電壓 小電流 長(zhǎng)弧 更高電壓 小電流 更長(zhǎng)弧

3、 燒嘴 二次冶金 水冷爐壁 dri lf/ebt 泡沫渣 豎爐/用氧 雙爐殼 連續(xù)加料 年代 功率級(jí)別 -400kva/t 流程變遷 變壓器容量/產(chǎn)品 技術(shù)指標(biāo)進(jìn)步 相關(guān)/配套技術(shù) 電氣運(yùn)行 2.1技術(shù)背景近年電爐鋼比約15%，約3200萬(wàn)噸/年大于50t/35mva電爐已有50余座投產(chǎn)引進(jìn)大型電爐，約計(jì)45億美元電爐電耗約占總能耗的60 70%2.2技術(shù)路線基于大型交流電弧爐現(xiàn)有裝備電氣運(yùn)行合理化充分發(fā)揮主變壓器的能力達(dá)到高效、節(jié)能的目的2.3技術(shù)原理電爐變壓器電弧爐bapcc 220kv降壓變壓器電抗器2.52歐爐 前三總降高阻抗電弧爐主電路合理供電技術(shù)的電工學(xué)基礎(chǔ) 電弧爐煉鋼供電制度應(yīng)用

4、的基本公式（電弧爐煉鋼供電制度應(yīng)用的基本公式（1）電弧爐煉鋼供電制度應(yīng)用的基本公式（電弧爐煉鋼供電制度應(yīng)用的基本公式（2）表表觀觀功功率率mva 電電弧弧功功率率mw 電電弧弧電電阻阻m 電電弧弧電電壓壓v電電弧弧弧弧長(zhǎng)長(zhǎng)mm耐耐火火材材料料損損耗耗指指數(shù)數(shù)v.mw/mm222qps23ripparcrrroparcarcarcriu40arcarcul2/ )(lpurarcarce電弧爐電氣特性曲線 970v,x=4.160102030405060708090100110120051015202530354045505560657075電流，ka功率，mva0.000.050.100.15

5、0.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.001.05功率因數(shù)cossqpparc超高功率電弧爐與小電爐電氣運(yùn)行的比較超高功率電弧爐與小電爐電氣運(yùn)行的比較高阻抗與普通阻抗電弧爐比較01020304050607080901001101200102030405060708090100電流，ka功率，mva0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.1功率因數(shù)普通阻抗高阻抗 sqpcosparci2=35.7kai2=50.9kacos=0.842.4關(guān)鍵技術(shù) 確定電氣運(yùn)行的基本參數(shù)

6、操作電抗的非線性(測(cè)定、建模) 可操作(s, pf)的工作點(diǎn)總表 優(yōu)化供電曲線確定電氣運(yùn)行的基本參數(shù)電爐變壓器電抗器電弧爐b計(jì)算機(jī)cm-2250cm-2350rs-485/232 轉(zhuǎn)換口a互感器 (ct pt)互感器 (ct pt)c互感器 ( pt)cm-2250schneider線路監(jiān)控儀(211?？钯?gòu)置) 型號(hào)：型號(hào)：cm-2250 2臺(tái)臺(tái) cm-2350 1臺(tái)臺(tái)精度：精度：0.2級(jí)級(jí)軟件：軟件：sms-1500記錄：筆記本電腦記錄：筆記本電腦功能：硬件、軟件功能：硬件、軟件(下頁(yè)下頁(yè))功能表硬件功能 power logic2000電力參數(shù)線路監(jiān)控儀是一種多功能數(shù)字儀表，集數(shù)據(jù)采集、控制

7、設(shè)備于一體，能替代多種儀表、繼電器、傳感器及其它元件。 軟件功能 sms-1500軟件支持各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，包括表格、直方圖和模擬表盤等。sms-1500軟件面向客戶，包括創(chuàng)建用戶表格，增添電氣參數(shù)等。建立電抗模型的基點(diǎn)(1)基波50赫茲的含有各次諧波的正弦波 (2) 運(yùn)行中三相不平衡系數(shù)為1.66%(3)要求模型滿足電弧爐電極電流從開路到短路的過(guò)程中，操作電抗隨電極電流的變化服從一種變化規(guī)律(4)模型與諧波分析有較好的吻合電氣圓圖020406080100120020406080100120140160180200220240260無(wú)功功率q （mvar）有功功率p （mw）cos=0.866

8、cos=0.1seimax可操作的工作點(diǎn)總表工作電流工作電流curve 1curve 2curve 3curve 4curve 5curve 6級(jí)別級(jí)別u2spfspfspfspfspfspf221050430. .919450. .908480. .897510. .886530. .874550. .862211004450. .911480. .9480. .888500. .876530. .863550. .84920962430. .903450. .891480. .878500. .864530. .850550. .83519924430. .894450. .881480.

9、 .866500. .852520. .836550. .8218888430. .885450. .870470. .855500. .838520. .821550. .80417855420. .874450. .858470. .841500. .824520. .805540. .78616825420. .862450. .845470. .826500. .807520. .786540. .76515800420. .851450. .833470. .813500. .792520. .769540. .746制定電弧爐煉鋼供電制度的基本原則以安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行為依據(jù)，選擇

10、供電曲線的電氣運(yùn)行工作點(diǎn)。即要求： 表觀功率 s sf 功率因數(shù) 0.840.85 0.75 電弧功率近可能大 max parc設(shè)定電能需求量和各階段時(shí)間長(zhǎng)度。要求總通電時(shí)間符合生產(chǎn)節(jié)奏要求。盡量簡(jiǎn)化供電曲線，減少有載切換電壓級(jí)別次數(shù)。優(yōu)化的供電曲線051 01 52 02 53 03 54 04 55 00481 21 62 02 42 88 m in4 m in3 m in5 m in2 m in5 m in2 m in5 m in2 m in1 9 /61 8 /62 1 /61 5 /51 8 /62 1 /61 5 /51 8 /61 5 /5( 精煉 ) ( 二 次 料 )( 加鐵

11、 水) ( 一次 料 )供 電 時(shí) 間 m in 電壓級(jí) 別/電流 級(jí) 別 v/a 3大型電弧爐煉鋼供電制度的研究(1)天津鋼管公司150t/90mva超高功率電弧爐(2)撫順特殊鋼公司50t/35mva超高功率電弧爐(3)南京鋼鐵集團(tuán)公司70t/60mva高阻抗電弧爐煉鋼過(guò)程中電氣運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià) 測(cè)量精度的評(píng)價(jià) 三相電壓、電流、有功、無(wú)功、視三相電壓、電流、有功、無(wú)功、視在功率、功率因數(shù)及對(duì)應(yīng)均值的相對(duì)誤在功率、功率因數(shù)及對(duì)應(yīng)均值的相對(duì)誤差最大值為差最大值為0.97%南鋼100t/60mva三相不平衡評(píng)價(jià) 電流電流a電壓電壓kv平均值平均值1160.5030.69標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 s19.260

12、.11變異系數(shù)變異系數(shù)cv=1.66%0.36%xxs /電抗器上端電壓波形(a相為代表) phase a-n voltagenormal resolutionvoltagemilliseconds-20000-100000100002000030000050100150200250phase a-n voltagenormal resolutionvoltagemilliseconds-30000-20000-1000001000020000050100150200250phase a-n voltagenormal resolutionvoltagemilliseconds-20000-1

13、000001000020000050100150200250起弧期起弧期氧化精煉氧化精煉期期熔化期熔化期電抗器上端電流波形(a相為代表) 起弧期起弧期氧化精煉氧化精煉期期熔化期熔化期phase a currentnormal resolutioncurrentmilliseconds-1000-500050010001500050100150200250phase a currentnormal resolutioncurrentmilliseconds-2000-1000010002000050100150200250phase a currentnormal resolutioncurre

14、ntmilliseconds-1500-1000-5000500100015002000050100150200250電抗器上、下端各次諧波電壓分量 0.002.004.006.008.0010.0012.0014.001357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31諧波次數(shù)諧波電壓占基波電壓百分比 %0.002.004.006.008.0010.0012.0014.001357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31諧波次數(shù)諧波電壓占基波電壓百分比 %電抗器上、下端諧波電流分量 0.002.004.006.008.0010.0012.001

15、4.001357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31諧波次數(shù)諧波電流占基波電流百分比 %0.002.004.006.008.0010.0012.0014.001357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31諧波次數(shù)諧波電流占基波電流百分比 %傅立葉分析式10)sincos()(nnnnwtbnwtaawtu200)()(21wtdwtua20)(cos)(1wtnwtdwtuan20)(sin)(1wtnwtdwtubn式中：式中：電抗率k=xop/xsc xsc 短路電抗(接近于基波下的電抗值) xop 操作電抗(含各次諧波的電抗值)其

16、中，其中，n為諧波次數(shù)為諧波次數(shù)(n=131) an為第為第n次諧波的分量次諧波的分量(an=an/a1,與前面付立葉與前面付立葉公式相同公式相同) scnnnnxnalfnalnax2311311)(nscnnnopxanxx311nnank操作電抗的非線性 撫鋼撫鋼50tuhpeaf工作電抗模型工作電抗模型 y = 39.5x-0.44r=0.754681012202530354045505560電極電流，ka工作電抗，m南鋼南鋼100t100t高阻抗電弧爐的工作電抗模型高阻抗電弧爐的工作電抗模型 天管150t電弧爐的工作電抗模型y = 5.15e-0.0031xr2 = 0.92540.

17、001.002.003.004.005.006.0040.0050.0060.0070.0080.00電流（ka）操作電抗xop(m)電壓電壓u2（v）892865839811786762739717697操作電抗操作電抗xop（m）3.373.373.373.383.383.393.393.403.40電壓電壓u2（v）678651627602579558538520 操作電抗操作電抗xop（m）3.413.423.433.443.453.463.473.48 各級(jí)電壓下所使用的操作電抗值各級(jí)電壓下所使用的操作電抗值 curve1curve2curve3curve4curve5curve6t

18、aptapvoltkamwkamwkamwkamwkamwkamw358926380607858765673547251693486564786277607458735470526833839647663756174587055685366328116572637161695867566553633178663686267596657645462526030762616360625761556053595157297396262606158595658545752552871762596158595756565454525327697615659555754555353525150266785

19、95357525551545051494947 德方提供的德方提供的150t超高功率電弧爐供電工作點(diǎn)總表超高功率電弧爐供電工作點(diǎn)總表天管天管150t電弧爐電氣圓圖電弧爐電氣圓圖天管150t/90mva電弧爐高電壓級(jí)別工作點(diǎn)的評(píng)估級(jí)級(jí)電壓電壓v curve 1 curve 2 curve 3 curve 4 curve 5 curve 635892348653383632811 3119 均可安全穩(wěn)定運(yùn)行均可安全穩(wěn)定運(yùn)行變壓器過(guò)載嚴(yán)重，不宜長(zhǎng)期使用；變壓器過(guò)載嚴(yán)重，不宜長(zhǎng)期使用； 變壓器略有過(guò)載；變壓器略有過(guò)載；cos值太高，不能穩(wěn)定運(yùn)行；值太高，不能穩(wěn)定運(yùn)行； cos值過(guò)高，不宜使用。值過(guò)高，不宜使用?？梢园踩?、穩(wěn)定運(yùn)行?？梢园踩?、穩(wěn)定運(yùn)行。 step1.basketkwh v p2.basketkwh v p3.basketkwh v prefiningkwh v p1.start1000271100027110002711003012.main 353 353 333202111.depar21003422100342200033151912.depar200033120003213000311 3.depar150032117003112000301 4.depar20003112100