矿热电炉设计的参数选择程序例解.docxVIP

杨忠魁(吉林铁音金厂132002)。矿热电炉设计的参数选择程序例解. 铁台金。1997年第4期p摘要该文以倒解形式介绍了矿热电炉设计的参数选择程序及步骤。提出了折纯电单耗的概念，在先行确定设备损耗系数、功效系致的前题下，将功效系数分解为功率因数和电效率，飙而得出了变压器空载线电压计算公式的新形式。并以表格形式列出了倒解的39十参效的计算公式及计算结果。1．概述以往矿热电炉的设计，其参数选择往往运用移植法，即选择相同产品的相同或相近容量的样板炉，运用相似原理确定设计参数自国外安德烈、斯特隆斯基，继而由威斯特里等学者提出了一系列冶金、电气计算公式、系数的方法以来， 已使矿热电炉参数的选择计算大为普及 国内肖谦衡、李玉均等也都先后发表了诸多详尽的专著[1，2] 和译著[3]，其成果资料为后人应用提供了捷径和便利。然而，在这些成果运用过程中，我们仍感到尚有一些需要完善之处。比如，这些方法没有明确地把变压器空载线电压的选择与设备电阻、设备电抗直接联系起来的电压公式，电压系数只与品种有关而与短网的电气长度无关的电压公式让人们难以深信和遵循，对功率因数尤其是电效率的确定仍不甚严密，熔池功率究竟应如何确定使之更加合理等。为此，本文试图在前述已有成果的基础上，提出一套新的实用设计程序的方法， 以期望引起讨论、交流，提高共识，从而促进铁合金矿热电炉设计理论实践的进一步完善和发展。2．本设计程序方法的要点2．1 提出折纯电单耗(或称纯熔炼电单耗)的概念， 由折纯电单耗和日产量来确定熔池功率2．2 运用威斯特里公式，由产品电阻常数Kc 和熔池功率Pc 来确定每相熔池电阻r即操作电阻)Rc ：Rc=Kc/Pc(1/3)……………….(1)式(1)是本方法的重要工艺理论基础。电极电流及每相电极电压(有效相电压)也由此初步确定2．3 在先行确定设备损耗系数tga(即设备电阻与设备电抗之比)和功效系数τ(功率因数cos φ与电效率η的乘积)的条件下，本文公式是通过将τ分解为cosφ与 η两个因子的方法来计算的。预先确定出设备电阻和设备电抗的应有值后，再由短网设备设计后计算出来的设备电阻、设备电抗与之比较，使实际值等于(或小于)应有值来满足预定指标。2．4 提出了计算电压公式的新形式，即变压器的空载线电压：U=（RcXctga/（τcosφ（1-η））（-1） …………… (2)式(2)是到目前为止我们推导出来的较为满意更为确切的电压公式。对于具体的工程设计，这一电压应是变i器的主分接，可称作“双恒电压级”，即在定品种、额定电网电压前提下运行，既可达到变压器的额定视在功率，又可达到变压器最大允许二次电流的这一级，一般为中档级 在此基础上，上、下调整几级则可适应电网电压波动和品种、短阿设备电阻、电抗变化的需要。理想的设计，应在“双恒级”运行，这是最经济的。3 本方法的核心内容本设计程序方法的核心内容是通过耐电效率的剖析，提出了折纯电单耗的概念。折纯电单耗A 是指在通常所说的单位产品电耗(归总电单耗)A中扣除了设备损耗电能后的单电耗 也就是说，折纯电单耗是由进入炉内纯粹用于熔炼(熔池功率)所消耗的电能而计算出来的单位产品电耗 这里的假设条件是电炉生产顺行，炉内热效率最佳，且产品电阻常数Kc恰好为威氏推荐值，即在此条件下的产品电单耗。还可以假想为电炉的三根电极是由一套无损耗的广义短网构成的大电流线路直接供电，电源功率全部被炉内吸收，全部电能消耗计算的产品电单耗。折纯电单耗的概念及物理意义确切且客观存在，对同类产品即使电炉容量差别较大，设备电阻、设备电抗不尽相同，但折纯电单耗也会趋于相同或差别不大 随着电炉原料、操作条件的优化，总应趋向一个稳定的较低值。而归总电单耗则会随上述条件的变化有较大的差异，难以作为参考基准。使用折纯电单耗作起始步骤设计电炉,可有利于促进本行业开展测查统计积累这方面的数据，从而促进电炉的增产节能。顺便指出，文献[3]中早已有此概念的体现，只是未作详述。关于设备损耗∑P与熔池功率Pc的分界面，一般工艺上理想的要求应为炉内料面。此处电极往前直至电源的全部损耗都划入设备损耗，此处往后电极工作端划入工艺耗电 然而由于测量方面的原因常以铜瓦—电极接触面为界面。此处差异，不予决断。但需要指出的是，把铜瓦—电极接触面作为分界面易于实现测控，同时还有利于冶炼工艺方面作出尽可能缩短电极的非工作段长度的努力。这样，上述的折纯电单耗也应是体现了最佳电极非工作段长度时的数值4．参数选择计算的假定条件及计算表参数选择计算的假定条件是：① 三相交流电源电压平衡对称，且为正弦波形。② 三相负载电流给定平衡。③ 认为电炉设备安装完毕后，设备电阻及设备电抗基本不变r含变压器本身的电阻及电抗)，并以变压器中档主分接电压级为中心值计算 忽略了实际上三相短网长度不相等造成的设备电阻和