Короткая сеть трехфазной дуговой шестиэлектродной печи с прямоугольной ванной

 

КОРОТКАЯ СЕТЬ ТРЕХФАЗНОЙ ДУГОВОЙ ШЕСТИЭЛЕКТРОДНОЙ ПЕЧИ С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВАННОЙ, содержащая трубчатые токопроводы, одним концом соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим коицом с электродами , расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи, отличающаяся тем, что, с целью улучшения злектрических параметров печи, трансформаторы установлены вдоль продольной оси печи, а фазные выводы каждого из трансформаторов соединены токопроводами с электродами одного ряда с противоположным чередованием фаз относительно фазных выводов второго трансформа (Л тора. ;о 4 4 Эд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (t9) (l I) 4(C1) Н os В 7/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3674122/24-07 (22) 20.12,83 (46) 07.04.85. Бюл, В 13 (72) Г.М. Жилов, В.В, Дрессен, И.M. Черенкова, В.А. Кольчатова и K.Â. Лебедева (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (53) 621.365.22(088.8) (56) 1. Струнский Б.М. Короткие сети электрических печей, М., Иеталлургиздат, 1962, с. 253-254.

2. Заявка ФРГ В 3024223, кл, Н 05 В 7/20, 1980, (54)(57) КОРОТКАЯ СЕТЬ ТРЕХФАЗНОЙ

ДУГОВОЙ ШЕСТИЭЛЕКТРОДНОЙ ПЕЧИ С

ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВАННОЙ, содержащая трубчатые токопроводы, одним концом соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим концом с электродами, расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения электрических параметров печи, трансформаторы установлены вдоль продольной оси печи, а фазные выводы каждого из трансформато- . ров соединены токопроводами с электродами одного ряда с противойоложным чередованием фаз относительно фазных выводов второго трансформатора.

С:

4 11494

Изобретение относится к области электротермии, в частности к много-. амперным коротким сетям электрических нечей, широко применяемых в металлургии, химической и других S отраслях промышленности.

Известны короткие сети шестиэлектродных электрических печей большей мощности с прямоугольной или круглой ванной, с однорядным и двух- 10

papaw расположениями электродов, подача энергии к которым производится от трех или шести однофазных, а

° также от двух трехфазных трансформаторов $1j .

Короткая сеть шестиэлектродной печи с однорядным расположением электродов, каждая пара которых питается от отдельного однофазного трансформатора, имеет довольно зна- 2р чительное реактивное сопротивление (х, " 1 мОм),вследствие больших размеров контуров тока мюкду электродами. Расположение всех шести электродов в ряд приемлемо только ZS для процессов, при которых не требуются высокая концентрация энергии и высокие температуры в ванне печи.

Для восстановительных процессов, характеризующихся высокой кажущейся электропроводностью ванны, протекающих при больших токах и низком напряжении, соединять электроды в три однофазные группы, расположенные в линию, не рационально. Электри35 ческие характеристики такой печной установки без установки продольноемкостной компенсации не удовлетворительные (

Наиболее близкой по технической 4О сущности к предлагаемому устройству является короткая сеть трехфазной дуговой шестиэлектродной печи с прямоугольной ванной, содержащая трубчатые токопроводы, одним концом 45 соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим концом — с электродами, расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи j2), Короткая сеть шестизлектродной печи имеет следующие недостатки: в связи с тем, что токопроводы короткой сети отдельных фаз, соединя- 55 ющие трансформаторы с электродами, имеют частичную асимметрию, в цепи

"треугольник" может появиться ток

46 нулевой последовательности, который возрастает с увеличением тока нагрузки, что приводит к недоиспользованию печного трансформатора и, как следствие, к снижению производительности печи; так как при работе печи ток в фазе, как правило, поддерживается одинаковым и равным номинальному току фазы, изменение тока в одной фазе печи может вызвать изменение тока в других фазах, поэтому регулировка фазных токов в печи имеет определенную сложность.

Величина реактивного сопротивления короткой сети такой шестиэлектродной печи не дает возможность снизить существенно потребление реактивной мощности и увеличить производительность печи, Целью предлагаемого изобретения является улучшение электрических параметров печи.

Поставленная цель достигается тем, что в короткой сети трехфазной дуговой шестиэлектродной печи с прямоугольной ванной, содержащей трубчатые токопроводы, одним концом соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим концом — с электродами, расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи, трансформаторы установлены вдоль продольной оси печи, а фазные выводы каждого из трансформаторов соединены токопроводами с электродами одного ряда с противоположным чередованием фаз относительно фазных выводов второго трансформатора.

Токолроводы короткой сети, соединяющие электроды с выводами низmего напряжения трансформаторов, выполнены с противоположной один к другому последовательностью чередования фаз, благодаря чему достигается равномерность перераспределения реактивного сопротивления по всем трем фазам шестиэлектродной печи, в результате чего происходит частичная взаимная компенсация магнитных потоков в токопроводах, расположенных вблизи один от другого, что в свою очередь приводит к уменьшению потребления реактивной мощнос.ти и увеличению производительности печной установки. Все токопроводы по всему сечению вдоль продольной

3 1149 оси печи выполнены в виде трехпроводной системы различных фаз с равными расстояниями между центрами каждой трехпроводной группы.

Исследования и расчеты показали, что такое расположение проводников при указанной фазировке обеспечивает оптимальное реактивное сопротивление отдельных фаз короткой сети, Это позволяет иметь более равномер- 10 ное распределение полезных мощностей в сравнении с известным устройством и более высокий cos p . Снижение реактивной мощности достигается за . счет частичной взаимной компенсации в системе трехфазных проводников короткой сети. Взаимодействие магнитных потоков происходит как между проводниками, указанными в сечении, так и между проводниками других фаз.

Токоправоды, соединяющие наиболее удаленные от трансформаторов электроды одноименной фазы, сбифилированы, т.е. токи в токопроводах находятся под углом 180 и имеют проти- 25 воположное направление, в результате чего происходит наибольшая компенсация магнитных потоков в них.

Это приводит к тому, что величина реактивного сопротивления этих фаз, которая играет определяющую роль в оценке реактивного сопротивления всей печной установки, резко падает, что значительно уменьшает потребление реактивной мощности, улучшает электрические характеристики печи

35 ,и увеличивает ее производительность.

В результате лабораторных исследований и расчетов получены следующие данные средних значений реактивных 40 сопротивленйй по фазам отдельных участков печной установки, включая короткую сеть.

Значения реактивных сопротивлений участков печной установки для предла-45 гаемого и известного устройств приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 значение реактивного сопротивления предлагаемой короткой сети на 43Ж ниже, чем 50 известной, .а реактивное сопротивление всей предлагаемой печной установки ниже, чем известной " на 30Х.

Йа чертеже представлена предлагаемая короткая сеть. H

Короткая сеть включает трубчатые ! токопроводы 1-3 и 1-3, проводящие токи от трансформаторов 4, находя446 4 щихся с диаметрально противоположных сторон относительно продольной оси печи, выводы которых имеют противоположную последовательность чередования фаз а, Ь и с, и с, Ь и а к

i электродам 5, расположенным в печи с прямоугольной ванной 6 и имеющим такое же чередование фаз с противоположной последовательностью а, Ь и с и с, Ь, и а образуя симметричР ную систему, Токонроводы 1 и 1, соединяющие наиболее удаленные от трансформаторов 3 электроды 5 фаз сбифилированы.

Предлагаемая короткая сеть работает следующим образом, К шести самаспекающимся электродам 5, расположенным в два ряда а г трансформаторов 4, находящихся с диаметрально противоположных сторон печи относительно продольной оси, с прямой и обратной последовательностью чередования фаз„ через токопроводы одновременно подаются токи.

В результате этого по токоправадам фазы а, расположенным насколько это позволяет изоляция близко к токопровадам фазы а, протекают токи, которые находятся в противофазе с токами фазы а . Такое расположение самых длинных токопроводов 1 и 1 короткой сети, соединяющих наиболее удаленные от трансформаторов электроды, позволяет величину реактивного сопротивления фазы а свести до уровня величины реактивного сопротивления Фазы с короткой сети, у которой токоправоды соединяют трансформаторы с наиболее близкими к ним электродами.

Более короткие токопроводы фаз

Ь,Ъ и с, с, имеющие меньшую сабстl венную индуктивность по сравнению с фазами а и а, образуют с ближайшими, к ним токопров одами других фаз трехпроводную систему, в которой происходит частичная взаимная компенсация магнитных потоков, способствующая дальнейшему снижению реактивного сопротивления этих фаз, По сравнению с известным устройством предлагаемая схема короткой сети обеспечивает независимую регулировку токов по фазам всех шести электродов.

И табл. 2 приведены технико-экономические показатели работы применительно к ферросплавным печам Нико1149446

Таблица 1

Реактивные сопротивления, Х ., фаз в устройствах, мОм

Участки предлагаемом

0,08

Трансформатор

0,08

0,241

О, 166

Короткая сеть

0,420

0,191

Электроды и ванна

0,487

Итого

0,691

Таблица 2

Устройства

Показатели

Базовый объект известные предлагаемые

Реактивное сопротивление фазы Х, мОм

1,0

0,69

0,49

0,64

Коэффициент мощности

0,87

0,94

Мощность, потребляемая из сети, МВт

40,3

52,2

56,3

Производительность печи за год, тыс.т.

67,3

91,5

Составитель E. Пономарев

Техред А.Кикемезей

Корректор С. Шекмар .

Редактор Л. Зайцева

Заказ 1921/44 Тираж 794

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 польского завода ферросплавов при применении короткой сети по предложенному и известному устройствам и базовому объекту. В качестве базового объекта принята короткая сеть, применяемая в настоящее время на действующих печах для производства силикомарганца Никопольского завода ферросплавов.

Использование предлагаемой короткой сети на печах для производства ферросилиция Никопольского завода ферросплавов позволит по сравнению с базовым объектом снизить реактивное сопротивление печной установки

, на 517, повысить коэффициент мощности печи cos q> на 32%, увеличить выпуск силикомарганца в год на

31,4 тыс.т °,а по сравнению с иэвест5 ным устройством снизить реактивное сопротивление печной установки на

25Х, повысить коэффициент мощности печи cos g на 87., увеличить выпуск силикомарганца в год на 7,4 тыс.т.

10 Ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого изобретения одной печи Никопольского завода ферросплавов составит 7,71 руб. на 1 т. выпускаемой

15 продукции.