[发明专利]一种矿热炉节电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿热炉节电方法。

背景技术

矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料的生产设备。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。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，最大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，且被电力部分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，最高不平衡度可以达到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，可以降低电耗、提高产量，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。

一般情况下为了解决矿热炉功率因数低下的问题，我国目前一般采用电容补偿的方式来解决，通常是在高压端进行无功补偿，但是由于高压端补偿不能解决三相平衡的问题，而且由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，因此高压端补偿并没有达到降低短网系统感抗，提高短网功率因数。增加变压器出力的目的，仅仅是对供电部门有意义。因此目前也有部分单位在新建炉子上采取了高低压同时进行无功补偿的措施，来解决以上的问题，在短网端进行补偿能够大幅提高短网端的功率因数，降低电耗，针对炉变低压侧短网的大量无功消耗和不平衡性，兼顾有效提高功率因数而实施无功就地补偿技术改造，从技术上来讲是可靠、成熟的，从经济上来讲，投入和产出是成正比的。在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和其布置长度不一致导致的三相不平衡现象而实施的无功就地补偿，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产、降耗上，都有着高压补偿无法比拟的优势。如中国实用新型专利ZL 200720041263.2号公开的一种矿热炉低压无功补偿专用装置，其特征在于：所述控制仪对变压器输入端的信号采集后分别控制与矿热炉三相的输出端分别相连接的晶闸管，达到分相控制，分相补偿，确保矿热炉三相负荷及功率因数平衡。但是由于成本较高，同时由于工作环境恶劣，因此寿命受到极大的影响。短网低压端无功补偿也带来了谐波增加，因此又必须采取措施来抑制3～7次谐波，从而使投入加大，投资回收周期加长，同时后续维护费用高，综合效益不佳。

因此，急需提供一种能提高功率因素的矿热炉节电方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提高功率因素的矿热炉节电方法。

本发明一种矿热炉节电方法的基本构思是： 取消无功补偿后得到功率因素0.9以上是我公司多年来一直定为科研项目和技术提升的课题。通过多年的不断努力、总结，我公司各台矿热炉都可以在不增加投资的情况下，通过改善工艺方法，就可以得到提高功率因素。其主要可行性步骤具体如下：

1、对各种炉型的参数作最佳调整，包括炉膛直径的调整，电极间距的控制，并将25500KV电石炉常用的电极直径由1.25m调整到1.14m，得到电网电压与设备自身实际的科学配置。

2、很多企业并未完全利用好变压器自身所能提供的电气参数进行科学的工艺操作方法，降低感抗。

3、利用对电压作功的方法和技术要求，以提高电流作功利用率，增大电压和电流的比值，取消电容补偿后的电流电压比为1：280，减少矿热炉阻抗和感抗产生，得到0.85～0.9以上功率因数，更有利于降低电耗，提高产品质量。

4、对短网部分，提高短网的输电能力（提高操作电压，减小电流），同时也减少了短网投资（在同功率情况下）。

5、有低压侧同等载流量时，提高工作电压就等于增加了变压器的承载能力，对提高单位产量是有很大的作用。