专利名称：一种矿热炉节电方法
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r是冶 金工业中重要工业原料及电石等化工原料。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，因炉料的电阻两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。如果采取造当的手段，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i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ZL200720041263.2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，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
本发明的目的是一种能提高功率因素的矿热炉节电方法。 本发明的一种矿热炉节电方法，其特征在于按以下步骤进行-
a、 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，得到电网电压与设备自身实际的科学配置。
b、 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，将电流电压比值维持为l: 280，减少矿热炉阻抗和感抗产生， 得到0.9以上功率因数。
c、对短网部分，提高短网的输电能力，即提高操作电压并减小电流。 —本发明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深题。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， 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0.9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。
6、 合理科学地提升工作电压，对熔池的扩展和电极的稳定是有很大帮助， 更改善了由于低电压、大电流所带来的出炉困难，降低出炉辅助消耗，减少出 炉时间，增加有效冶炼时间，减少因出炉时热能损失，提升产品质量起到了促 进作用，同时也对节能减排起到更大的作用。.
本发明的节电方法可以在不改变炉型和电极截面的前提下，取消电容补偿， 采用改变电极的单位面积的电流强度，改变电流电压比的方法，降低投入，降 低电耗，提高产量。在采用了本发明的方法后，吨电石降低耗电300度，提高 了产量并且减少了投入，产生巨大的经济效益和社会效益。此方法不仅用于电 石冶炼，还可用于铁合金冶炼。以12500KVA矿热电石炉为例，原生产时的电 流电压比值是l: 360，取消电容补偿后的电流电压比为1: 280。取消电容补偿 系统后，使输入的工作电流的功率因素保持在90%以上，达到供电部门有效用 电的规定，并且不会影响供电线路的正常运行，(注国家供电部门强制规定企 业用电功率因素必须保证在90%以上，低于90%木但要处以较大数额的罚款， 还必须建设电容补偿装置系统，将功率因素提高岛90%以上)24小时电石产量 为70吨，每吨电耗为3200度 3300度，优级和一级品率不低于95% 。此项技 术实施前，与现有操作生产方式相比，在原材料不变的前提下每吨节电300度， 品质普遍提高一个品级。每吨节电获效益120元，提高一个品级获利100元， 每吨电石总计提高经济效益220元。以总装机75000KVA矿热炉年产电石150000 吨计算，可节电4500万度，可获得经济效益1800万元，提高一个品级获效益 1500万元，总计3500万元。将节约的4500万度电再投入生产，还能增加产量 1406吨，每吨获利300元，增效42万元。据相关统计，以我国全年年产电石 2000万吨计算，本发明的方法在全国推广后能年节电60亿度，年增经济效益44亿元以上。60亿度电能生产电石182万吨，又可增效5.46亿元。
与前述现有同类产品相比，本发明的一种矿热炉节电方法能有效降低生产
能耗，提高功率因素并提高产品质量。
本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限
于实施例中所涉及的内容。
具体实施例方式
本实施例以12500KVA矿热电石炉为例，矿热炉节电方法按以下步骤进行
a、 对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， 得到电网电压与设备自身实际的科学配置。
b、 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，将电流电压比值维持为l: 280，减少矿热炉阻抗和感抗产生， 得到0.9以上功率因数。
c、对短网部分，提高短网的输电能力,，即提高操作电压并减小电流。
权利要求
1、一种矿热炉节电方法，其特征在于按以下步骤进行a、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，得到电网电压与设备自身实际的科学配置。b、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，将电流电压比值维持为1∶280，减少矿热炉阻抗和感抗产生，得到0.9以上功率因数。c、对短网部分，提高短网的输电能力，即提高操作电压并减小电流。
全文摘要
本发明涉及一种矿热炉节电方法。该方法按以下步骤进行a.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，得到电网电压与设备自身实际的科学配置。b.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，将电流电压比值维持为1∶280，减少矿热炉阻抗和感抗产生，得到0.9以上功率因数。c.对短网部分，提高短网的输电能力，即提高操作电压并减小电流。本方法能有效降低生产能耗，提高功率因素并提高产品质量。
文档编号C22B4/08GK101476040SQ200910058290
公开日2009年7月8日 申请日期2009年2月6日 优先权日2009年2月6日
发明者孙孟君 申请人:孙孟君