矿热炉短网电能损耗原因分析与实践

第６期总第１６６期　冶　金　丛　刊　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　Ｃ０ＬＬＥＣＴＩＯＮＳ　Ｓｕｍ．１６６　ＮＯ．６　２　０　０　６年１　２月　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２　０　０　６　矿热炉短网电能损耗原因分析与实践　麻林伟　金　勇　李栋平　（河南奥鑫合金有限公司）　摘程江西　白琳烨　刘春峰　（河南登电集团公司）　要　针对一矿热炉短网铜排温度的增高，导体电阻增大，使单位电耗增加等问题，对其进行改进。对改进前后　矿热炉；短网；温度；电阻；功率损耗　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—３８１８（２００６）０６—００３８—０２　进行分析比较、推导计算，指出降低短网温度能有效地节约电能，具有提高产品产量等优点。　关键词中图分类号：ＴＦ８０６．７　ＴＨＥ　ＣＡＵＳＥ　ＡＮＡＬＹＳＩＳ　０Ｆ　ＳＨ０ＲＴ　ＷＥＢ　ＰＯＷＥＲ　ＬＯＳＳ　ＯＦ　ＳＭＥＬＴＩＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＦＵＲＮＡＣＥ　Ｍａ　ｌｉｎｇｗｅｉ　Ｊｉｎ　ｙｏｎｇ　ｌｉ　Ｄｏｎｇｐｉｎｇ　（Ｈｅｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ａｏｘｉｎ　Ａｌｌｏｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）　Ｃｈｅｎｇ　ｊｉａｎｇｘｉ　Ｂａｉ　ｌｉｎｙｅ　Ｌｉｕ　ｃｈｕｎｆｅｎｇ　（Ｈｅｎａｎ　Ｄｅｎｇｄｉａｎ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａｇａｉｎｓｔ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｓｈｏｒｔ　ｗｅｂ　ｃｏｐｐｅｒ　ｂａｒ’ｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ａ　６３００ｋＶ．Ａ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｕｒｎａｃｅ，ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｕｎｉｔ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｃｏｎ—　ｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ　ｗｅｂ　ｂｅｆｏｒｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｉｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ　ｗｅｂ’ｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｕｌｄ　ｓａｖｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｙｉｅｌｄ　ｗａｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｕｒｎａｃｅ；ｓｈｏｒｔ　ｗｅｂ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｐｏｗｅｒ　ｌｏｓｓ　１ｌ　－刖●‘●＿昂　－　１５０％（取平均取１３０￣Ｃ）；短网铜排长度是Ａ、Ｃ相　矿热炉的电能消耗占主导成本。近年来，矿热　炉的单位电耗及日产量得到冶金行业的高度重视。　但是，有些单位对炉子的装配特点及短网节能技术　１５ｍ。Ｂ相８ｍ，取平均值１２ｍ。具体参数见表１。　表１　６　３００ｋＶ＋Ａ矿热炉短网参数　缺乏足够的了解，在短网设计和改造方面有些盲目　性，给冶炼过程带来不良的影响。为了合理利用能　源，减少电能损失，本文对６　３００ｋ￣・Ａ矿热炉短网　２．１功率损耗的计算　根据功率损耗公式　，　＝铜排产生的温度、造成的电能损失进行推导分析，希　望引起同行重视。　Ｐ２０（１＋ａＳｔ）÷。ｋ　２短网铜排电能损耗　电炉变压器低压二次侧至电极这段导体称为短　刚。它由补偿器、铜排、软母线、炉内导电管、铜瓦五　部分组成。根据炉子的大小，短网运行电流可以是　几万至十几万安培。６　３００ｋＶ・Ａ矿热炉以生产硅　钡钙为主，二次常用电压１１３—１１８Ｖ，二次额定电流　３０　８００—３２　２００Ａ，正常运行时，短网温度为９５～　式中Ｐ：。——２０℃时电阻率，铜是０．０１７　５１１。ｍ；　８——导体的温度系数０．００４　３；　ＩＳ——导体的截面积ｍｍ　；　——导体的长度ｍ；　导体的集肤效应系数取１．２；　——△ｔ——导体的温度与２０℃环境温差。　求得导体的有效电阻　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　麻林伟等：矿热炉短网电能损耗的原因分析与实践　Ｒ女　・０１７　５（　ｏ・００４　３州　）　：・２　互抵消，减小邻近效应。具体方法为：采用３６根　￣ｂ６０ｍｍ或￣ｂ３０ｍｍ的铜管布置短网，每个支路面积　０．０００　１２３　７３２ｎ　２　１　１７．５×２：４　２３５ｍｍ　。３６根水冷电缆，每个支路　该６　３００ｋＶ・Ａ电炉变压器设计三组开口三角　面积２　１００×２：４　２００ｍｍ　。变压器二次端子出线设　计集电卡座接两根铜管。这样可有效降低短网的电　形，电炉变压采用三个支路，１８个二次出线端子。　短网由１８块铜排构成，每个支路导体面积　３０００ｍｍ　，则　Ｒ总：Ｒ支／３：０．００１　２３４　３２÷３：０．００００４１　２４４１ｑ　功损耗：　Ｐ：３，　Ｒ：３×３２２　００２×０．０００　０４１　２４４　—１２．８３ｋＷ　２．２功率损耗的原因分析　影响以上功率损耗的各种原因如下：　（１）设计短网时，没有考虑电炉变压器超载运　行条件，使铜排面积偏小，引起铜排发热。由于导体　的温度与导体的电阻成正比，温度越高，电阻越大。　（２）短网铜排自身冷却（空冷），加上炉口温度　的辐射及短网周围磁性材料产生交变磁场，如烟囱、　把持器、夹件等，造成短网铜排温度较高。　（３）短网铜排连接件较多，大多采用磁性材料　压接（如铁螺丝），当强大电流通过时，使铁磁周围　产生强大的交变磁场，引发涡流，使连接件发热传　热。接触面氧化，使导体电阻增大，形成一种恶性循　环。　３　改进措施　根据以上短网铜排电能损耗情况分析，短网电　能功率损耗的大小与导体的电阻成正比，导体的温　度、长度、截面决定导体电阻的大小。从以下几个方　面综合分析，采取措施，可有效地降低短网的电阻，　减少功率损耗。　（１）对新建的矿热炉，必须充分考虑电炉变压　器长期超载问题。在改进和设计短网时，按超载　２０％一３０％计算选取电流密度。炉外取１Ａ／ｍｍ　，　炉内高温区取０．７Ａ／ｍｍ　。　（２）改用铜管布线，并考虑同相异并联结构，同　时减小各支路的问隙，使相邻导体的感应电动势相　参　考　文　献　［１］池桂兴．工业炉节能技术．冶金工业出版社，１９９６．　［２］戴维。舒莉．铁合金冶金工程．冶金工业出版社。１９９９　阻，减少功率损耗。　（３）可绕铜母线采用水冷电缆，不仅缩短母线长　度，而且水冷电缆与铜管实行管对管连接，取消磁性　材料压接，以防止产生涡流，引发连件发热，使整个短　网各部环节水冷却，有效地降低整个短网的温度。　短网铜管参数见表２。　表２　６　３００ｋＶ・Ａ短网铜管参数　改进以后，　Ｒ支＝Ｐ２０（１＋以￡）÷‘ｋ　：０．０１７　５（１＋０．００４　３×４０）　×ｌ＿２　＝０．０００　０５８　０６０　８５ｎ　Ｒ总＝Ｒ支／３＝０．０００　０５８　０６０　８５／３　：０．０００　０１９　３５３　６２ｎ　功率损耗　Ｐ：３１２Ｒ＝３×３２２　００２×０．０００　０１９　３５３　６２ｎ　６．０２ｋＷ　４经济效益分析　显然，改为铜管布线以后比原来的铜排布线节　省电功损耗：　Ｐ　＝１２．８３—６．０２＝６．８１　ｋＷ　年节电６．８１×２４×３６５　５９　６５６ｋＷ・ｈ　节约电费５９　６５６×０．３６＝２１　４７６元　５　结束语　矿热炉短网结构与布线的合理性，决定矿热炉　的电效率。从分析比较和推导计算可知，短网改进、　降低功率损耗６．８１ｋＷ，具有一定的经济效益。