矿热炉能效优化 - 短网功率优化补偿
POWERMEX矿热炉冶炼能效优化控制技术是美国鲍尔麦斯公司经过矿热炉冶炼专家长期的摸索和研究,探索并设计出专为满足在矿热炉低压侧针对短网无功引起电压降导致电效率损失,或由于短网布置特性导致的三相不平衡,使炉冶炼过程中出现的影响冶炼稳定性而实施的一套综合性电能质量优化管理装置, 该装置无论在提高功率因数、吸收谐波,补偿电压降,还是在增产、降耗上,在技术都有革命性的突破。通过平衡、提高三相电极入炉功率, 动态地调节三相电极的平衡做功面, 从而在根本上解决了长期以来困扰工业矿冶炉存在的电极漂浮下插困难,喷料,三相电极做功不均衡,炉底上涨等一系列严重影响炉内热效率的问题, 达到提高产量质量和降低电单耗的目的。一般增产达到5-10%、单耗可降低3%以上。综合效益可以达到5-10%。
POWERMEX短网电效率优化补偿技术的优势主要体现在以下几个方面:
● 提高并稳定电极电压,有效提高入炉功率
矿热炉无功的产生主要是由电弧电流引起的,通过补偿短网的无功,能有效减少短网的电压降,提高并动态稳定电极电压,增加入炉功率。为提高产量创造了必要条件。
● 不平衡补偿,改善三相的强、弱相状况,有效平衡三相电极做功面
由于冶炼过程出现的非均衡电压降就导致了强、 弱相现象的形成。从理论上来讲, 炉料的熔化功率是与电极电压和炉料比电阻成函数关系的, 可以简单表示为 P=U2/R。
在低压侧实施三相等量补偿是显而易见的工程方法,其设计思想是在该相补偿容量内再依据补偿点的运行电压水平调节补偿容量,但在运行中可以发现--三相补偿容量实际是不一致的,这一点从矿热炉高压补偿上可以得到验证,即:高压无功补偿的实际运行电流三相不等。
Qc=Qe(Uc/Ue)2 Ic=Qc/Uc
Uc-电容器端电压 Ic-电容器电流 Qc--电容器实际容量Qe--电容器额定容量 Ue--电容器额定电压 导致以上的根本原因是补偿点的电压不同,而电容器的额定电压相同因此各相实际的补偿容量是不一致的(受电容器电压的钳制),所以在高压侧的无功补偿表现为实际运行电流三相不等,而低压侧三相等量无功补偿则表现为约1/3的补偿容量处于备用状态。如果在设计时即能省去这1/3的补偿容量,那么设备的造价将降低 1/3,客户的投资回收期必将大大缩短。 基于此,美国鲍尔麦斯的技术研究人员在单相补偿的基础上,引入了不平衡补偿概念。通过实现三相不平衡补偿,使三相电极的入炉功率基本同,做功面基本重叠,炉内热效率达到最佳状态。POWERMEX个性化的量体裁衣的设计使电容器在安全、接近最大容量运行的情况下,三相短网的补偿点运行电压水平基本一致,从而节约投资成本、缩短回收期。
● 降低高次谐波值,减小短网附加损耗,保证电容器的安全长效运行
关于谐波的分析:冶炼变压器励磁需要3次谐波,同时电弧冶炼时会产生5-7次高次谐波,尤其以3、5、7、11次最为严重,如不对此加以限制和吸收,无论对冶炼设备还是补偿装置,都会产生不利的影响。因此在装置中,我们会根据冶炼的谐波状况将并联电容器设计成滤波回路。根据公式
Un=In(nXL-XC/n)→ 0
Un—谐波电压 In--谐波电流 XL--电抗器感抗值 XC--电容器容抗值。
为抑制和吸收n次以上谐波,应使L-C调谐频率小于n×50Hz。针对3、5次谐波,我们将调谐频率分别设计为134Hz、189、325、413Hz,以吸收3、5、7、11次谐
波。 以确保系统能在相对的纯净稳定的状态下运行。
●矿热炉的有效做功,要求有稳定的电功率。
POWERMEX矿热炉能效优化管理系统主要在短网上,实施动态无功补偿,不仅就地补偿了短网和变压器?乃鸷模芄煌ü鹘诓钩ト萘看锏蕉髡肼β?/span>的目的,使得电极平稳做功时间达到最大化,炉内热效率得以有效发挥。从根本上解决矿冶炉因电力波动导致的炉况恶化引起低产量,高单耗现象。