大容量冶金矿热炉低压动态无功补偿装置推广技术
中朋达关于矿热炉低压无功补偿作用的理解

成都市中朋达电气有限公司关于矿热炉低压无功补偿作用的理解通过青海某高碳铬铁冶金公司1#矿热炉低压无功补偿的成功的增产降耗经验,对于矿热炉加装低压无功补偿红设备的有了较深入的理解和感受。
矿热炉安装低压无功补偿必须实现自动上料为前提。
理解1:矿热炉加装低压无功补偿对于矿热炉冶炼是一种极其重要的调节冶炼工况的技术手段,能够更好的稳定炉况,从而产生巨大的节能、增产的效果。
1.1低压补偿安装后,对于矿热炉的负荷调整来说,增加了一个极其重要手段,能有效的改善矿热炉的冶炼特性,配合操作工艺、炉料匹配变化等因素,产量提升和单耗下降是必然。
从青海某高碳铬铁冶金公司的生产报表分析,近两个月1#炉的炉况最为稳定,稳定连续时间最长,产量和单耗最好。
1.2低压补偿安装后短网电流显著下降,电压调高,损耗下降明显。
低压补偿投入运行后,运行电流降低20%-30%,大大提高短网与变压器利用率,减少线路和短网损耗,有利于炉变的稳定运行。
1.3 低压补偿节能原理低压短网侧大电流(几万安)、低电压的特征决定了电弧电流产生的大量无功主要以无功电流的形式体现在短网、变压器及供电网络上,从而造成这些电路中大量的无功损耗,无功功率严重占用变压器有效荷载,制约了变压器输送有功的能力,同时到导致三相功率不平衡。
这样,矿热炉的自然功率因数就比较低。
而在炉变低压侧针对短网无功消耗和三相不平衡现象而实施的动态、就地无功补偿,将使无功电流直接经低压电容器和电弧形成的回路流过,不再经过补偿点前的短网、变压器及供电网路,从而达到提高功率因数,增产、降耗的目的。
理解2:矿热炉加装低压无功补偿设备自身的稳定性是影响补偿效果重要因素。
2.1矿热炉加装低压无功补偿设备可靠性,包括可靠投切电容器、晶闸管冷却、实际补偿量、可靠的三相不平衡补偿(分相补偿)、设备自身的冷却效果。
2.2从目前青海省和宁夏调研结果得出,矿热炉加装低压无功补偿设备自身的稳定性是很多矿热炉企业安装低压无功补偿设备后,效果不理想、退出投运等主要因素、部分设备需要检修量大,造成炉况波动,使用效果不明显。
矿热炉低压无功补偿技术规范

矿热炉低压无功补偿技术规范1.总则1.1 为了降低矿热炉短网的无功补偿损耗,促进矿热炉行业的节能,提高矿热炉炉变和短网电效率,充分发挥矿热炉低压无功补偿的节能效果。
2. 矿热炉低压无功补偿工作原理1 矿热炉低压无功补偿装置并联于短网末端,由低压交流滤波电容器、滤波电抗器组成LC滤波补偿回路进行分相就地补偿。
减少短网无功功率损耗,同时吸收因不平衡负载和电弧冶炼产生的谐波(以3、5次特征谐波为主),降低其三相的不平衡度,有效提高功率因数。
2.1 主回路由补偿短网、隔离开关、熔断器、接触器、低压交流滤波电容器、滤波电抗器等组成。
2.2控制系统由控制器、高压侧信号变送、控制指令信号、投切驱动单元、现场指令信号、界面信息控制及低压侧保护信号等组成。
3技术要求3.1 电压3.1.1 电容器电抗器两端工作电压不大于其额定电压。
3.1.2 电抗器两端工作电压和电容器两端工作电压之比(回路的实际电抗率)应符合表规定:3.1.2.1 针对3次谐波,实际电抗率应不小于12%。
3.1.2.2针对5次谐波,实际电抗率应不小于7%。
4.谐波矿热炉低压无功补偿装置不应该放大高压侧系统谐波,并符合GB/T14549的规定。
4.1 温度设备正常运行时,工作环境温度应不大于50℃,与环境温度相比,电容器的外表最高温升和电抗器的外面及其热点最高温升(B级绝缘)应符合:4.1.1 电容器外表最高温升≦10℃。
电抗器外表面最高温升≦20℃。
电抗器热点最高温升≦32℃。
5. 功率因数5.1 功率因数月平均值不低于0.90.5.2 滤波电容器应符合GB3983.1要求,两端运行电压应长期低于其额定电压的95%。
5.3 滤波电抗器应符合GB10229要求,两端运行电压应长期低于其额定电压的95%。
5.4 接触器其支路投切涌流应不大于额定电流的2倍,在现场供电电压波动、磁场或其它干扰时应可靠投切,不能产生跳动和误动。
5.5 隔离开关其额定电流选取不低于该支路最大运行电流的1.3倍。
实施矿热炉二次侧低压无功补偿的应用

实施矿热炉二次侧低压无功补偿的应用发表时间:2009-09-19T15:41:19.653Z 来源:《魅力中国》2009年第10期作者:艾俊[导读] 对电力供电网进行无功补偿可以提高功率因数,降低供电网路的无功损耗损,提高供电质量,具有极大的经济效益。
(贵州红枫冶金技术有限公司,贵州省贵阳 550000)中图分类号:TF806.7 文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2009)10-082-01一、实施低压无功补偿的原因对电力供电网进行无功补偿可以提高功率因数,降低供电网路的无功损耗损,提高供电质量,具有极大的经济效益。
目前国内一部分矿热炉在35KV侧或10KV和110KV侧进行了一定容量的无功补偿,以使矿热矿运行的功率因数提高至供电职能部门规定的指标以上,避免因功率因数较低而被罚款,但这种补偿方式在应用于矿热炉无功补偿时只能提高矿热炉电量计量点的功率因数,对提高产量和降低能耗意义不大,无功补偿的性能和效益还存一定缺陷。
针对矿热炉而言,系统无功主要是由电弧和短网引起的,而短网的大电流特征决定了无功的消耗将绝大部份以无功电流的形式体现在短网上,另一方短网到达电极所产生的压降必然不同,在冶炼上就存在我们通常所说的强、弱相之分,就在冶炼上形成炉膛中心,热力中心和功率中心相互错位,这不仅增加了工艺操作的难度,因三个中心的不统一使熔池扩大受到一定的限制,炉膛利用率难以提高;还由于高压或中压补偿只是补偿变压器前供电线路的无功损耗,对改善高压侧的供电状况、提高运行功率因数是有好处的,效果也是明显的。
但由于它的接入点决定了高压或中压补偿不能降低低侧短网上大量的无功损耗,对改善因三相短网布置造成的三相不平稳状况更是无能为力的。
基于矿热炉短网布置的不平稳性及其短网上大量的无功损耗,以及在炉变高压侧或中压侧实施无功补偿的局限性,我们可以得出以下两点推断:将补偿接入点选择在靠近短网与电极连接处对低压短网进行无功补偿,具有极大的节能潜力。
《国家重点节能技术推广目录》第1-6批技术清单

第一批
中央空调智能控制技术
通用技术空调制冷系统
用人工智能模糊控制方式代替传统的静态控制方式,实现动态控制,达到节能目的
49
第一批
外动颚匀摆颚式破碎机
通用技术广泛应用于有色、冶金、建材、化工、水利等领域的矿石或岩石破碎
通过外动颚技术、负悬挂机构、大偏心距、串级倾斜破碎腔结构,实现破碎机的低矮、大破碎比和高生产能力,降低功耗
化工行业大型电石生产企业
提高炉料比电阻,从而提高电石炉自然功率因数,达到节约电能的目的
34
第一批
合成氨节能改造综合技术
化工行业中小型氮肥装置
通过对原装置进行改造,实现能量的梯级利用,并采用先进成熟、适用的综合技术降低能耗
35
第一批
燃煤催化燃烧节能技术
化工行业各种工业用燃煤锅炉
通过提高炉内燃煤燃烧速率,使燃烧更充分,达到节能目的;优化燃煤颗粒的表面性能,促进煤中灰分与硫氧化物反应,达到脱硫作用;有效减少燃煤锅炉焦垢的生成并除焦、除垢、改善燃烧器工作状况
14
第一批
低热值高炉煤气燃气—蒸汽联合循环发电
钢铁行业企业自发电
合理、高效、无污染地利用钢铁厂剩余的低热值高炉煤气发电和供热
15
第一批
炼焦煤调湿风选技术
焦化厂备煤系统
采用流化床技术,利用焦炉烟道废气,对炼焦煤料水分进行调整,并按其粒度和密度的不同进行选择粉碎。达到提高焦炭质量、降低炼焦耗热量、节能减排等目的
50
第一批
高效双盘磨浆机
通用技术适合造纸行业、化纤行业化学木浆、机械浆、废纸浆等浆种的连续打浆工序
应用高效传动装置,配用高性能长寿命造纸打浆磨盘和先进的自动控制系统,实现恒功率或恒能耗控制
科技成果——矿热炉低压动态无功补偿技术

科技成果——矿热炉低压动态无功补偿技术适用范围铁合金、电石等高耗能行业成果简介该技术根据电炉冶炼系统无功功率和谐波电流的实际问题和特点,提出科学、先进的技术解决方案,使得电炉冶炼系统在冶炼过程中交流母排、电炉装置等部分需要的无功功率,不需要经过低压交流侧通过交流母排、变压器、供电网络流转后和一次侧电网或高压侧的无功补偿装置交换;通过动态实时综合控制,使无功功率大部分的交换发生在电炉低压交流侧无功功率补偿装置中,达到动态实时补偿无功功率的目的,减小无功电流和总电流,能有效动态地控制电炉冶炼系统的无功功率,减小无功消耗。
同时,电炉冶炼装置等产生的5次、7次、11次、13次、17次等谐波电流,通过静止无功功率发生器(SVG),利用可控的大功率半导体器件向交流母排注入与谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使交流母排上的总谐波电流为零并使无功功率趋于无限小。
电炉变压器产生的谐波电流不经过交流母排和电炉变压器流转,大幅度缩短了流转路径、减小了谐波电流幅值和总电流,能有效动态地控制冶炼系统的谐波电流,使得谐波产生的消耗大幅度减小。
总之,通过连接在低压交流侧无功补偿和静止无功功率发生器(SVG)的作用,有效降低了无功功率和谐波电流的流转路径和交换幅值,并通过减小三相功率不平衡,解决企业电耗高、效率低的问题。
主要技术指标1、补偿系统进入自动投切模式后,功率因数最高可达到0.98;2、补偿系统投入前后三相有功率的偏差小于单项平均功率的5%,即系统三相功率不≤5%;3、超标谐波电压与谐波电流均不超过国家标准;4、补偿系统进入自动投切模式后功率有功功率增加16%以上;5、补偿系统进入自动投切模式后无功功率减小40%以上。
投资规模25000kVA矿热电炉投资额350万元,12500kVA矿鼎电炉投资额150万元。
项目节电量按25000kVA矿热电炉冶炼75硅铁计算540万-1440万kWh/a。
矿热炉低压无功补偿系统

( fr t na dC nrl n ier g co l Xia iesyo c i c r dTc n lg,Xia 0 5 hn ) I omai o t gn e n ,Sh o, ’n vri f ht t ea eh oo y n o n oE i Un t Ar e u n ’l 7 5 ,C ia l 1 0
lv l o t mp o e e h oo o h UT c s eyi o tn .I i ap o r s ta u iga t m t al e c v o e s t no b r e rc e e,h w oi r v tc n l g ntef l a ei v r mp r t t s r g e s h t n u o y l a s a i l c yra t ec mp n a o n s meg da i i u
如下[ 3 ]
Pu= U2 Au o ru u cs p
() 3 () 4
作者简介 :朱 贺(92 ) 18一 ,男,河南许昌人,硕士研究生,从事
控 制理 论 与控 制工程 研究 .
3 0
பைடு நூலகம்
P v= u v c s v 2Lvo r p Pw= U w w o t 2 L csw 0 ,
2 矿热炉低压无功补偿 的原理分析 . 2 矿热 炉的三相短 网不 可能完全一致 ,短网压降也就
不 同,这 样三相 电极在 炉 内就会 出现强相和弱相 ,各相
功 率 因数也不相 同,容易导致炉 况变坏 。各相有 功功率
图 2 并联 电容补偿无功功率的电流矢量 图
收稿 日期 :20 -1 0 修 回 日期 :080 -3 0 80- ; 3 2 0 - 0 3
刍议矿热炉无功补偿新技术

刍议矿热炉无功补偿新技术作者:包金国来源:《中国新技术新产品》2011年第02期摘要:本文介绍了矿热炉的工作原理以及无功补偿三种补偿方式的优缺点,重点阐述低压并联电容系统在实际中的应用,最后以某电石厂的一台矿热炉为例说明低压无功补偿在电热炉生产中需要注意的问题。
关键词:矿热炉;无功补偿;低压无功补偿中图分类号:TH17文献标识码:A1矿热炉的节能原理矿热炉电气系统主要由冶炼变压器、短网、电极和熔池四部分组成。
交流电流分别由三根电极导入炉内,电流经电极与电极间的炉料在电极下方产生电弧,在电弧高温作用下,炉料产生化学反应生成各种化合物比如硅铁、电石、单晶硅等等。
冶炼变压器、短网部分是感性负载,需耗掉大量的无功功率。
而无功的损耗又需要消耗有功,不仅影响产品的质量与产量,并且使冶炼变压器的使用效率降低,产品能耗升高。
如果在电极和短网之间通过并联电容组对无功进行补偿,那么,就可以提高功率因数,减小线损,提高电极对地电压,从而达到节能减耗的目的,这就是下面重点所讲的无功补偿中的低压并联电容器补偿的工作原理。
2无功补偿的方式根据电工基本知识知道,功率因数COS θ=R/,R是炉子电阻。
包括四个部分:变压器电阻、电流网路电阻、炉料电阻和熔池电阻。
x是炉子电抗,包括三方面:变压器电抗、设备电抗和炉内电抗。
要提高COS θ,一是要提高电阻R。
但如果提高变压器电阻、电流网路电阻,只能使导体变热,损失的功率增加,使电效率降低,因此,这两部分要尽量降低,所以要提高R只能从工艺上采取措施来提高熔池电阻和电炉炉料电阻;二是要降低炉子电抗,占主导地位的电炉变压器二次侧电流回路中设备的电抗值占总电抗值的60%~70%,因此电炉变压器的电抗应尽可能低。
在电炉工艺参数和设备参数已定的情况下,要有效提高系统的功率因数,最有效的办法就是增加电力电容器无功补偿。
对电炉来说,无功补偿有三种方式,高压补偿、中压补偿和低压补偿。
高压补偿是在电炉变压器一次侧接入并联串接10KV电容器组进行功率因数补偿,它能降低供电线路电能损失,释放供电设备容量,减少线路压降,满足供电部门对功率因数的要求。
矿热炉无功低压补偿及谐波治理技术发展和应用

维普资讯
冶
金
能
源
Vo . 5 No. I2 1
ENERGY DR 匝『 AI 瓜 G I L NDUS F 1 _ LI ( I TI Y
陈 巍 李 实 闫青林
( 中钢集 团鞍山热能研究院)
摘
徐上元
( 长治市电业局)
要 从矿热炉无功低压补偿及谐波治理技 术实 际应 用及发 展历程 ,论述 其基 本概念及 在
冶炼过程中功率因数提高后矿热炉几何参数与操作工艺的匹配和注意事项。 关键词 有功功率 感性无功功率 畸变无功功率 几何参数 操作工艺
Kewod at ep w r id ca c e ciep we a ern erat ep we g 【 er a'1e y r s ci o e n u t eratv v n o r b ra c e ci o r v e耵lt cp i1 — i 81
t r o e a ig p o e u e e p r t r c d r n
J n.0 6 a 2 0
业 用户 的无功 进行 计量 收费 。 主要依 据相 应 的功
置 ,但正 常运 行一 年 以上 的企业 还不 多 ,主要原
率 因数分别为 O 9 ,09 或 0 8 .5 . 0 .5时,免收或收 取相当有功计费的百分 比。 所有量 ( 功率 因数 es ̄ 移 因数 、视在 oq 、相 D)之间的关系可通过直角坐标来体现。 各功率间关系如下:
随着化工及钢铁行业的发展 ,对铁合金及电
石等产品的需求景越来越大 , 从而刺激高耗能产 业的发展 ,增加电力需求 ;同时。生产厂家的增
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编号: JNSH-2009-01
青海国泰节能技术研究院
大容量冶金矿热炉低压动态无
功补偿装置推广应用
审核机构:青海省节能监测中心
负责人:吴斌翔
编写人:李永宁赵宝峡付大鹏
编制日期:二〇〇九年六月十六日
目录
节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表
3
一、项目及承担单位基本情况 (5)
1、项目承担单位基本情况 (5)
2、项目基本情况 (5)
3、项目建设投资情况 (7)
二、审核过程 (8)
1、审核的部门及人员 (8)
2、审核的时间安排 (8)
3、审核实施 (8)
三、审核内容 (9)
1、项目实施前能源消耗情况 (9)
2、项目实施前、后生产运行情况 (10)
3、项目能源计量和监测情况 (10)
四、项目节能量 (11)
1、项目边界描述 (11)
3、项目改造后预计能耗指标核实情况 (11)
4、影响项目节能量的其他因素 (11)
5、项目节能量计算步骤及结果 (11)
6、项目节能量审核结论 (12)
附:被核查单位意见表 (12)
节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表
一、项目及承担单位基本情况
1、项目承担单位基本情况
青海友明盐化有限公司位于青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县茶卡镇,主要产品为精制盐和高品位氯化钾。
公司成立于2005年1月,是盐湖化工股份制企业。
现有在职职工58人,其中研发人员12人。
企业现有资产总值5460万元。
项目建成投产并达到设计能力后,年可新增产值3000万元,新增利润1000万元,新增税金300万元。
年耗电量为500万Kwh左右。
2、项目基本情况
工艺流程:
本节能技改项目将原工艺中锅炉蒸发制卤工序(计划未实施)改造为太阳能喷淋晒卤工序,由原来的原煤消耗改为现在的清洁能源——电资源消耗,青海友明盐化有限公司在试生产阶段利用专利技术—兑卤脱钠控速分解结晶技术(即4#工艺)生产食品级氯化钾。
即将盐田晒制好的E卤(光卤石点卤水:精制盐生产过程中的母液返回盐田进一步滩晒后得到)和F卤(老卤)送至兑卤器生成低钠光卤石,低钠光卤石经浓缩机浓密、离心机脱水后送入结晶器分解结晶得到粗钾产品,粗钾洗涤后的精钾经脱水、干燥后得到食品级氯化钾产品。
至目前为止已顺利完成工业化生产设备的调试和
对生产工艺流程的完善,已生产出合格的精制盐,并利用尾矿生产出优质氯化钾,产品质量全部达到和超过国家技术标准。
2009年公司计划生产20万吨日晒盐、10万吨特种精制盐和1万吨高品位氯化钾。
项目工艺流程图
图2 改造后工艺流程图
该项目建设规模为年产10万吨精制盐和10000吨高品位
氯化钾。
项目进度如下:
2009年1月——2009年2月:项目基建工程材料筹备;
2009年3月——2009年4月:设备订货采购;
2009年5月——2009年6月:项目基建工程建设;
2009年7月——2009年9月:项目系统设备安装;
2009年10月:系统调试;
2009年11-12月:试生产。
3、项目建设投资情况
项目总投资3163万元(其中一期32块盐田改造投资为1363万元),其中申请国家节能专项资金363万元,自筹资金1000万元,占投资总额比例73.4%。
项目一期建设工程及投资明细
二、审核过程
1、审核的部门及人员
受青海省经济委员会、青海省财政厅委托,审核的部门由青海省节能技术中心组成。
一个项目具体由一个核查小组实施现场核查,核查小组由5人组成,人员如下:组长:吴斌翔
成员:李永宁赵宝峡付大鹏吴海军
2、审核的时间安排
2009年6月10日实施现场审核。
3、审核实施
(1)先通过省经委与该企业建立初步联系,要求企业提供节能项目相关材料电子版,通过电子邮件发送至我组。
(2)分析企业节能项目申报相关材料,对项目节能措施、节能量和项目能源消耗计量等关键问题进行初步审核,
提出需现场审核的问题和初步计划。
(3)对企业实施现场审核,召开首次会议,宣布审核目的、计划和过程,以及审核工作纪律;要求企业提供支撑节
能量的相关信息、资料并收集整理,对企业提供的节能
量相关数据逐一进行核实。
召开内部会议讨论,形成审
核结论并告知受审核单位,受审核单位认可并签字盖章
同时反馈被核查单位意见。
三、审核内容
1、项目实施前能源消耗情况
该企业原计划初始设计采用2台20T/H锅炉用热能强制蒸发制卤水技术(未实施),后改成太阳能强制蒸发制卤水技术,原能源消耗按设计值估算。
两台20吨锅炉(一开一备)年耗煤量为:
20×240×24×0.167=19238.4吨=1.92万吨
其中:
0.167---产生每吨蒸汽每小时所耗标煤量,单位:吨/吨·小时;
240---每年连续生产时间,按240天计算,单位:天;24---每天操作时间,单位:小时。
2、项目实施前、后生产运行情况
项目实施后采用企业自有独创太阳能强制蒸发节能制卤技术对32块制卤盐田进行技术改造,提高卤水的产量,降低能源消耗。
项目实施后的用能情况:
32块喷淋晒卤盐田年耗电量为:
46.5×14×240×32=4999680kwh=500万Kwh
其中:
46.5---平均每块盐田所用混流泵、潜污泵等电器设备的功率,单位:Kw
14---每天操作时间,单位:小时。
240---每年连续生产时间,按240天计算,单位:天;32---喷淋晒卤盐田数,单位:块。
500万Kwh耗电量折合成标煤为:
500×104(度)×0.320×10-3(吨标煤/度)=1600吨=0.160万吨
3、项目能源计量和监测情况
该企业主要能源消耗为电能,配备了计量器具,每月进行电能消耗计量,计量报表完善,数据真实准确。
四、项目节能量
1、项目边界描述
项目实施后采用企业自有独创太阳能强制蒸发节能制卤技术对32块制卤盐田进行技术改造,由先前计划的两台20吨锅炉(一开一备)直接改为32块喷淋泵制卤盐技术。
2、项目改造前基准能耗指标核实情况
项目实施前根据行业单位能耗估算的年耗煤量为1.92万吨。
3、项目改造后预计能耗指标核实情况
项目实施后的用能情况:32块喷淋晒卤盐田年耗电量为500万Kwh,折合标准煤为0.160万吨。
4、影响项目节能量的其他因素
采用电力折标系数不一致。
5、项目节能量计算步骤及结果
项目实施前年耗煤量折标准煤为1.92万吨
项目实施后年耗煤量折标准煤为0.16万吨
预计节能量为:
实施前年标准煤耗-实施后年标准煤耗=17728吨标准煤
6、项目节能量审核结论
企业申报节能量为17200吨标准煤,核查结果为17728吨标煤。
误差原因:由于企业采用0.404 kg/Kwh折标系数,此次节能量审核采用0.320kg/Kwh折标系数。
附:被核查单位意见表。