炉况操作智能管理系统装置

2015年07月20日

宁夏利普冶金工程技术有限公司最新研发产品: 炉况操作智能管理系统装置 前言:矿热电炉是否高效、可靠节能、优质运行的三大要素是; 第一原料:精料入炉。科学规范计量,满足冶炼产品氧化还原反应方程式中热环境所需的反应配比,这是节能型生产的基础。 第二设备:目前各个电炉设计公司对矿热炉的设计各有千秋,配置选型、参数设计各有见解。主要表现在矿热炉的电效率、热效率、可靠性及运转效率,这是节能型生产的前提条件。 第三操作:冶炼生产操作是冶炼生产的关键环节,属于非标准化操作。因此无论冶炼何种产品的电炉炉况的管理及科学操作和规范控制都是这个行业的一项艰巨任务。由于原料、供电及设备等各种因数的变化和影响,给配电操作带来了很大的难度,很容易发生误判和误操作,从而导致冶炼生产成本提高,生产效率低下。 炉况操作智能管理系统的特点:针对现实冶炼的产品、依据原料的实情和现有设备的状况,制定最佳的电炉运行、操作、管理方案,并建立电炉系统最佳数据库,从而指导冶炼产品操作的科学依据。例如: 一、配料的配比判定标准:依据运行的电气参数,有效功率(三项)、 功率因数(三项)、电极的电弧电压(三项)、操作电阻(三项) 1、依据电炉的现状,确定特定档位的最佳有效功率的范围,Pa/Pb/Pc 氧化剂富裕P有 增大;还原剂富裕P有 减小。 2、功率因数:确定特定档位的最佳功率因数范围,氧化剂富裕。功率因数提高,还原剂富裕功率因数降低。 3、电弧电压即电极端头对炉底的电压:确定特定档位的电弧电压最佳范围,氧化剂富裕电弧电压提高;还原剂富裕电弧降低。 4、操作电阻;选择电炉运行最佳操作电阻的范围,氧化剂富裕操作电阻有增大趋势,还原剂富裕有下降趋势。 二、电极做功、电弧电压、坩埚区及电极入炉深度的最佳判定标准; 当有效功率、电极功率因数、电极电流、电弧电压、操作电阻都在最佳范围内,既是。 三、运行中电炉的炉况,电极上或电极下的操作,依据炉况管理系统五组数据的运行趋势的提示进行规范科学的操作。 六、系统基本组成; 数据采集系统 上位机组态采用组态王软件。组态王6.53是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势,面向高端自动化市场及应用,以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标,集成了对亚控科技自主研发 的工业实时数据库(KingHistorian)的支持,可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台,使企业能够及时有效的获取信息,及时的做出反应,以获得最优化的结果。 七、目前矿热炉的运行多数所采用的方式 1、一次电流I1N :以电炉变压器铭牌规定的最大允许一次电流I1N为依据的冶炼运行方式 以这种方式运行的电炉,如果电炉的电压级恰好选为“中档双恒级”———既恒视在功率,又恒二次最大电流时的电压级;假如电网电压也恰为额定值,此时,电极电流恒为变压器最大允许电流。这种设计的电炉,一般只有一次电流表,而无二次电流表,更无其它冶炼所需的各种参数表。因此当电网波动或长期偏离定值时,如果操作者仍保持原一次电流不变,则由于电网电压的波动或长期偏高偏低,炉内电极电流已无形中失调了;这时炉况将随着电网的电压变化而变化。 2、变压器二次电流I2N 以电炉变压器二次侧最大允许电流I2N为遵循依据的运行方式 按方式运行的电炉,也要看电压级选择得如何,如果选择为中档双恒级,可同样达到额定视在功率SN运行,此时,变压器设备利用率最 高。但如选择的电压级低于中档级,则受I2N限制,视在功率S20MV),它的功率特性曲线较软,有的甚至不能按额定电极电流I2N给定运行。当电极电流给定值小于额定值时的运行效果反而好。此时获得的有功功率、熔池功率(对应功率因数及产量)比按额定电流给定运行还高。 对于这类电炉,则适合有功功率最大的方式运行,亦即以恒阻抗Z的运行方式运行。 这种电炉,如果选择的电压级比较高,在额定视在功率SN范围内,电极电流还可能达到或接近额定值给定运行,电压级选择得越低,电极电流越要减少。 由于矿热炉在冶炼过程中,三根电极之间存在电流的交互作用,特别是功率因数比较小时,其交互作用非常明显;操作者不能容易的判断出三根电极入炉基本均衡是否。从而导致炉况恶化。 因此,对于大电炉的配电操作,需采用与电炉参数匹配运行方式,为最佳运行方式。 八、电炉冶炼五参数配合运行制 电炉在运行时,只需根据以下五个参数就可确定电炉的热效率与电效率是否到达最高,炉况是否达到最好,同时可以判断出电炉在运行期间的碳配比合适与否及电极做功的好坏。 (1)每项熔池电阻 (2)每项电弧电压 (3)每项电极功率 (4)每项电极电流 (5)每项电极端部弧区功率因数 炉况操作智能管理系统,它满足了目前电炉操作的几种模式,同时又根据电炉设备的实际情况选择最佳运行方式,其五个运行参数相互匹配、相互印证、使熔池功率达到最大化的一种模式。 熔池功率最大化可以表现为设备损失功率 P 最小,熔池功率最大;同时产品电单耗也可达到相应条件下最低的一种最佳运行方式。 九、电炉多参数运行的具体内容; 六、矿热炉炉况分析 1、电炉供电简图: 变压器 电炉 电弧炉的用电一般是取自高压电力网,经高压配电装置和电炉变压器,将电网的高电压和低电流变为适合于不同容量、不同冶炼品种的低电压、大电流。从而达到冶炼的要求。 1、工艺复杂,建模困难。由于矿热炉物理、化学反应比较复杂。炉内经历了固态、液态、气态的全过程。同时还要把电能转换为热能。这些过程目前还不能很好的解析,而且整个过程中,又有很多不确定因素。因此要建立准确的数学模型比较困难。 2、炉内温度较高,不能进行在线检测,矿热炉基本属于“黑箱”操作。 3、矿热炉属于典型的三项不平衡负载系统。 4、三个电极间存在电磁耦合关系。操作某一项时,同时影响其它项。 5、大电炉由于电流的交互作用又严重影响操作。 6、电极的射弧空间不能保证时,电极做功变差。 七、系统应用的几个方面 1、数据采集部分;采集电流、电压、功率、功率因数等。 2、根据采集的数据,通过电炉本体的电气几何参数和采集的数据建立多个档位的冶炼数据库。 3、采取报警提示灯方法,提示配电工或炉长正确操作电炉。 八、根据炉况运行数据进行电炉操作可以实现以下几个功能 1、电极电流控制;运行电极电流和数据库设定电流的电极电流进行比对,使其运行在最佳电流,并在其上下波动。 2、电阻控制;炉内等效图如下 矿热炉是一个十分复杂的电气系统,一般情况下,应当把它当作电气参数非对称的负载来研究。从结构上分析,每相的阻抗是由变压器阻抗、短网阻抗、电极阻抗和熔池阻抗组成,它代表了炉子的固有阻抗: 式中,为变压器阻抗;为短网阻抗;为电极阻抗;为熔池阻抗。 电阻控制主要就是控制电极入炉部分的等效电阻。 其目标:R=U/I,根据R来调节电极入炉深度。 3、入炉功率控制:在电炉实际运行中,采集电极入炉部分的电流、电弧电压、功率因数,通过计算得出电极的入炉功率并和数据进行比较,来合理的操作电炉。 九、电炉冶炼过程数据库是由动态数据库和静态数据库组成,从中间档开始建立10到8档之间。 具体内容如下; 1、电极电流 2、电弧电压 3、操作电阻 4、电极入炉部分的功率因数 5、电极有效功率 报警提示 根据动态检测值和数据库的静态冶炼数据比较,提供以下报警提示 1、一次电流报警;当一次电流超过变压器额定电流1.2倍时(不包括瞬间过电流),系统报警。 2、电弧电压过低或过高报警,以提示操作人员注意抬或下电极。 3、操作电阻过高或过低报警,以提示操作人员注意电极的入炉的深度。 4、电极端部功率因数过高或过低报警,以提示操作人员注意,三只电极是否在同个功率层面或碳平衡与否。 5、入炉功率,三项不平衡超过10﹪报警。 十:经济效益的分析: 宁夏利普冶金工程技术有限公司,近三十年来一致致力于矿热电炉设备、新技术的研发和应用。依据冶炼的品种:硅铁、工业硅、电石、硅锰、硅钙、硅铝钡钙、高纯硅铁等产品的冶炼特性,从精心规划厂区平面布置,规划优化厂房结构,优化产品冶炼生产工艺着手,背着:“环保、安全、高效、可持续性发展。”的指导思想和设计理念,不断的进行科技攻关和创新,尤其是硅铁电炉的设计、制造、安装和冶金工艺生产,FeSi75冶炼工艺生产耗电,月平均电耗低于7200度/吨。FeSi72冶炼工艺生产耗电,月平均电耗低于7000度/吨,这就是宁夏利普冶金工程技术有限公司对硅铁电炉能耗指标的合格线的评定要求。 炉况操作智能管理系统装置,已于2014年1月在宁夏石嘴山惠义冶金工贸有限责任公司33000kva、36000kva及39000kva硅锰电炉安装并使用,效果良好,FeMn65Si17产品的冶炼单耗月末平均低于3150度/吨,已于2015年10月在宁夏中卫市茂烨冶金有限责任公司63000kva硅铁电炉安装并使用,效果显著。 现“炉况智能管理系统装置”面向全国冶金矿热电炉企业销售,售价初级装置:30万元/套;中级装置:70万元每套;高级装置:价格面议。 节能效果:1、依据各公司设备工艺现状,节电3%。2、节主要原料3%。初级装置两个月回收成本,中级装置3个月回收成本。 宁夏利普冶金工程技术有限公司 联系人:王忠彦 13629531266 邮箱:13629531266@163.com 2015年7月20日

来源:宁夏利普冶金工程技术有限公司
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