[实用新型]一种新型矿热炉低压无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低压无功补偿装置，具体是一种新型矿热炉低压无功补偿装置。

背景技术

国外矿热炉技术发展现状

国外市场对于矿热炉节能技术的研究主要集中在改变炉体结构和供电方式的研究上，和国内的技术发展方向存在差异。

在世界铁合金生产过程中，原料供应和生产成本始终处于最重要的地位。南非因为拥有丰富的矿产资源，长期以来铁合金生产一直处于领先地位。随着时间的推移，优质矿产资源日益减少，加上环境保护意识的增强，有效利用劣质矿产资源，降低生产成本成为铁合金生产商不断追求的目标，矿热炉生产技术的发展主要是围绕这条主线展开的。

国外矿热炉现状

德国西马克公司1906年提供全世界第一台埋弧炉，从此，埋弧炉被广泛应用在铁合金、有色金属或其他专业工业领域。

近十余年陆续开发了各种类型的新产品：2003年的大容量矩形矿热炉侧壁铜冷却系统、2004年的连续运行矩形洁净铜炉渣矿热炉、2004年的120MVA带可控硅整流器和铜冷却系统的高容量矩形矿热炉、2006年，试验场用直流电处理贵金属（PGM,Cu,Co,etc.)炉渣装置、2009年的70MVA大型直流铬铁矿热炉。

在矿热炉技术发展过程中，芬兰欧托昆普公司技术也具有一定的代表性，在南非的大型矿热炉主要由该公司提供，其产量占南非铬铁产量的近一半。

德国曼内斯曼-德马格公司生产的埋弧炉包括：铁合金炉、生铁炉、有色金属炉、碳化钙炉(电石炉)、炼渣炉，以及为特殊工艺服务的炉子。近年来，还开发了带有能源回收系统的大型矿热炉，该系统将埋弧炉冶炼时发出的废过热烟气回收，然后利用废热锅炉发电。回收的能源形式可以是电能、蒸汽或者热水，这取决于回收设备的型式和容量。能源回收系统包括带有集烟罩的封闭式埋弧炉、利用废热烟气的锅炉、蒸汽透平发电机、连接管路、辅助设备和计算机系统。由炉子排出的废热烟气(包括还原性气体的化学热)加至锅炉中，并在这里将烟气温度降至吸尘器所能接收的温度。发出的过热蒸气推动透平发电机发电。

计算机显示系统能显示出全部工艺过程。该系统是同瑞典StalLavalApparqat公司联合开发的。该除尘设备被安装在挪威ASBjolvefossen工厂的硅铁炉上。

在法国，由西马克公司设计供应的世界上最大的锰铁-硅锰矿热炉运行很成功，该矿热炉加工从巴西进口的高含铝Carajas矿石。该矿石主要作为烧结矿装入矿热炉，矿热炉直径近20米，变压器容量为102MVA。

俄国矿热炉的最新进展。

矿热炉向大型化发展，俄国已运行的黄磷炉由48MVA发展到80MVA；研制成功世界上最大的(63MVA)密闭式矩形高锰合金炉；试制成功变压器容量超过100MVA的巨型矿热炉，以及开发出熔炼硅锰合金的2MVA等离子竖式炉。在大型炉子的设计中，全部利用计算机的最佳数学模型来计算确定大型矿热炉的最佳参数和最佳工作状态。

目前，大多数的硅铁和金属硅生产大型埋弧炉由德国西马克公司提供，这些矿热炉通常在12~22MVA容量下运行。最近，西马克公司开发了一种操作控制更好，功率输入更高、更有效，综合维修成本更低的侧壁冷却和整流控制系统新技术，该技术已成功应用在新加多利亚埃拉梅公司（ErametinNewCaledonia）新安装的熔炼炉上，以及即将在英美资源集团和巴西淡水河谷公司在建项目中应用该新技术。

目前存在的主要问题

与高炉相比，目前交流矿热炉生产能力偏低，规模效益没有有效的发挥出来。为增加生产规模，按照比例放大后，电阻降低感抗增加，当感抗与电阻相等或大于电阻时，电极控制困难，并对基础电路造成污染。

三个电极都是相同电路的一部分，一个电极出现问题，电极之间的交叉影响会导致功率因数降低，制约矿热炉按比例放大。

自焙电极中存在与交流电有关的集肤效应问题，在自焙电极的碳质部分集肤深度大约在0.3mm~0.4mm。当电极直径大于大约1.2m~1.5m时，出现电极重复破裂包括电极端部表面破损、电极不平衡、功率因数低、炉盖热、产品不合格、单位电耗高等问题。

随着全球资源环境压力的增大，电力生产趋向再生能源，太阳能和风能将成为典型的再生能源，这种可再生能源分布式发电单元数量的增加，需要配合智能电网调控，把铁合金矿热炉等用电大户纳入需求侧管理，其负载必须具有可调整性，而交流矿热炉尚不具有这种能力。