12500kVA钛渣冶炼电炉方案.docx
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12500kVA钛渣冶炼电炉方案
12600kVA钛渣冶炼电炉
初
步
设
计
方
案
西安环冶电炉技术设备有限公司
二〇一二年八月
一、设计依据
12600kVA钛渣冶炼电炉依据某公司的技术要求进行初步设计。
二、主要技术参数
(一)概述
1、电炉座数:
1座
型式:
固定式(带有二次燃烧室)
电炉额定功率:
12600kVA
单台电炉年产量:
3万吨酸溶钛渣2、单台电炉技术参数
(1)变压器
额定容量:
4200kVA/35kV—单相
数量:
3台/座
变压器一次电压:
35kV
变压器冷却方式:
螺旋板式油冷却器
(2)电极系统
型式:
电极把持器
工作电极数量:
3根/座
极心圆直径:
Ф2200mm可调
电极直径:
Ф780mm碳素电极
电极升降行程:
2000mm
电极压放行程:
50mm次/压放一次完成时间:
≤30秒
电极上升速度:
0~3.0m/min线性可调
下降速度:
0~1.0m/min线性可调
(3)配料及加料系统
称量站、固定配料运输机、大倾角皮带运输机、加料运输机、炉顶加料系统
(4)炉体
炉壳直径:
?
10600
炉膛直径:
?
8000
炉壳高度:
5800
炉膛深度:
2700
出铁口:
1个
出渣口:
1个
(5)水冷烟罩
净空间高度:
2500
大炉门:
3面
小炉门:
3面
排烟口:
2个
加料孔:
13个
(6)正常工作用冷却水
压力:
≥0.4MPa
流量:
600m3/h
水管径:
DN350
回水管径:
DN500
硬度:
≤50mg/l(以CaCO3计)
PH值:
8~9
悬浮物:
≤10mg/L
进水温度:
≤30℃
出水温度:
≤45℃
事故状态冷却水(单台电炉水耗量)压力:
≥0.25MPa,合计:
250m3/h
(7)液压系统
工作压力:
16MPa
液压油品:
HM—46
液压油清洁度等级:
NAS7级
电极升降调节阀:
比例换向阀
三、机械设备组成及功能描述
12600kVA钛渣冶炼电炉机械设备由以下部分组成:
配料及加料系统、炉体部分(含炉衬、出渣出铁溜槽,渣铁口开堵口机)、烟罩、烟道及二次燃烧室、电极密封导向装置、电极系统、二次母线系统、冷却水系统、液压系统、电炉配套设备等。
1配料及加料系统
称量站由流槽、称重料斗、电磁振动给料机、称重传感器等组成,当电炉发出求料信号后,称重料斗下的电磁振动给料机即开始动作,将料斗中的混合料自动卸下,送到固定配料运输机中。
一批料卸完后,称重料斗上方的电磁传感器进行计量,达到相应重量后,电磁振动给料机停止向斜料斗供料。
固定配料运输机为电动滚筒传动胶带运输机,胶带宽度为650㎜,配有头罩,头部流槽、密封导料槽、除尘器、尾部拉紧装置等。
称量站称量好的原料均落入固定配料运输机中,再通过此运输机将原料送入斜长运输机中。
大倾角皮带运输机为电动机驱动,通过外减速机减速,最后带动普通传动滚筒的胶带运输机,胶带宽度为650㎜。
该胶带长约220m,在其上面安装一台电动犁式卸料机,可分别向上料运输机卸料。
由于该运输机较长,机尾处厂房面积较小,故胶带拉紧装置为重锤式,可省空间。
为防上胶带跑偏及出现故障,在运输机上配备了跑偏开关、胶带速度检测装置、防撕裂开关等。
上料运输机为电动滚筒传动的胶带运输机,胶带宽度为650㎜,配头罩、头部流槽、犁式卸料器落料流槽、密封到料槽、维修用走台等。
斜长运输机将原料卸到上料运输机上,上料运输机再将原料卸到炉顶环形加料机上。
炉顶加料系统由13个炉顶料仓,13个加料管及13个加料咀等组成。
炉顶加料系统用于向炉膛冶炼区内输送生产原材料。
炉顶加料系统由于采用了振动给料机,可以实现炉料的自如添加。
炉顶环行加料车用于将原料送给每一个料仓。
2炉体
炉体为电炉的电热反应场所,炉壳为圆柱形焊接结构,内砌耐火材料,其内部是冶炼电热及化学反应的场所,并可存储一定容量的铁
水和渣液。
炉体上有出铁口及出渣口各一个,用于排出铁水及炉渣。
3烟罩
烟罩采用全封闭分体式水冷结构,包括外边缘低碳钢水冷段及3组中心不锈钢水冷段。
烟罩上沿电极入口处安装不锈钢密封套。
该密封对电极起密封及导向作用。
密封套采用特制粘土质耐火砖密封,密封套四周装配四套顶轮装置用于导正电极升降轴向偏移。
烟罩的重量由土建二层圈梁建筑顶面支撑。
烟罩上,环绕每根电极周围布置原材料加料口,加料口共计12个。
烟罩上设有二个炉气排出烟道口,与炉气净化系统(除尘系统)接口,在正常操作时使用,两个炉气排出烟道口与原始气体排出管道入口断开,在异常操作或电炉检修时连接。
烟罩上设有检查大、小炉门各三个,作为炉内入口。
4烟道及二次燃烧室
这部分设备组成如下:
二次燃烧室、二次燃烧室后烟道,炉顶排烟烟道和炉前排烟系统组成。
二次燃烧室用于燃烧炉气中的油气,二次燃烧室后烟道由水冷管路、水冷气动调节阀及烟囱组成。
水冷管路出口与炉气净化系统连通,将高温炉气送往炉气净化系统处理。
电炉正常工作时,二次燃烧室后烟道与炉顶排烟烟道断开,当炉况出现异常或炉气净化系统出现故障时,该烟道上的蝶阀打开,与炉顶排烟烟道导通。
炉前排烟系统主要由吸烟罩、烟道、烟道碟阀,烟囱等组成。
本
电炉共有二个出炉口,当出炉口出铁时,该出炉口的烟道碟阀打开,出炉时排出的烟尘经烟道、引风机进入炉顶排烟烟道中,延伸通过过滤袋滤出而空气则通过烟囱排空。
5电极系统
每座电炉设有3套电极装置,每套电极装置由上、下两部分组成,电极装置上部主要包括:
电极升降装置、电极压放装置、上部把持筒、电极平台及液压管路等。
电极把持器是把铜瓦夹紧在电极上,并将变压器二次侧电流经水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦送到电极。
在电极系统上我们采用了国际上较先进的德马克、南非PYROMET等技术,如采用吊缸式的电极升降装置,能灵活、可靠、准确地调节电极的上、下位置。
液压抱闸和压放油缸组成电极带电自动压放装置。
把持筒的作用是把持住电极,保护大套、压力环、铜瓦依顺序都用吊挂固定在上面,每根电极上设6块铜瓦,是通过压力环上的6个碟簧束一对一顶紧铜瓦,压力均匀,可保证铜瓦对电极的抱紧力均衡,铜瓦与电极的接触导电良好。
把持筒的上部由台架与二个升降油缸联接,油缸支座固定在三层平台的钢平台上。
每根电极上设有单独电极自动压放装置,由液压抱闸和二个压放油缸,及上下限位开关组成。
液压抱闸是用来抱紧电极的,平时时抱紧电极,工作时松开电极,冶炼时上、下液压抱闸始终抱紧电极,只
在压放电极时才与上、下抱闸配合交替松开夹紧电极,完成带电压放动作。
6二次母线系统
电炉采用三个单相变压器供电,变压器到电极之间采用水冷二次母线系统供电,二次母线系统包括导电铜管、水冷电缆、绝缘吊挂装置。
三个单相变压器及短网均成120°对称分布。
二次母线系统采用强制水冷技术,有效降低导体的温变电阻;短网布局采用反向层叠式开口三角形布置,各支路几何尺寸及电磁偶和相等,使18个支路电流方向相反,感应磁场相互抵消;各支路几何尺寸及电磁偶和相等,三相电极作功平衡;采用双导电锥接触导电连接结构和闭锁可调铜瓦压紧结构,有效降低接触电阻使电能有效传导至电极端部。
7冷却水系统
设备冷却水系统由截止阀、水分配器、水温表、回水箱及管道组成。
水源来自车间总水管,压力不小于3105Pa,水温不超过32℃,水耗量约为600m3/h(扣除油水冷却器用水)。
水分配器有两个,一个设在变压器室墙外侧,供变压器二次出线铜管、二次母线系统等冷却用。
另一个设在水冷烟罩侧壁,供水冷烟罩,电极把持器、排烟罩等冷却用。
两路冷却水进水设温度、压力检测。
每台变压器油水冷却器用水耗量约为12m3/h(常压,低硬度用水)。
8液压和气动系统
液压系统供电极把持器移动部分升降、电极压放、电极夹紧与放松等动作。
系统包括:
(1)供液压动力源的电机、恒压变量柱塞泵、循环冷却系统、油箱及相关的液压附件等;
(2)各控制回路的滤油器,调压回路、电极升降回路、电极压放回路、电极夹紧放松装置有关回路的控制阀件;
(3)蓄能器组,除起平稳液压压力作用之外,当发生事故停电时,可以提供电极柱移动部分升降、电极压放、电极夹紧与放松等动作。
考虑到设备作业率较高,液压介质设有自动循环冷却措施,油箱内的介质通过循环泵与外部的水冷热交换器进行换热,将冷却后的介质再送回油箱中,保证了液压系统的正常工作。
液压系统可以取出压力、温度等信号,能满足液压系统自动与联锁保护,使得系统能可靠地正常工作。
气动系统主要用于炉料的投放和电炉烟气排放的自动控制。
用气点共两路。
回路由空气压缩机、油水分离器、气动三联件、汇流排、减压阀、压力表和电磁阀等组成,并设有旁路阀以备检修。
液压和气动系统均设有阀台,各个方向控制器件分别按其功能安装在阀台上面
9电炉配套设备
炉顶单梁电动葫芦吊1台
10出炉装置
出铁系统由烧穿器、出铁口挡板、渣包、运渣车、铁水包、运包车、轨道、卷扬机等组成,铁水与渣液由出铁口和出渣口分别流出。
由烧穿器烧开炉口,铁水渣液经出铁口和出渣口分别流到铁水包和渣包。
渣液待冷却后铲出,运走。
铁水包在包车上,用20t/5t桥式吊车吊起,采用下浇铸,浇注到锭模内,待合金凝固、冷却、脱模、破碎、精整后入库。
四、电气设备组成及控制描述
(一)、高压供电系统(一台电炉)
35KV配电系统组成(面对高压柜正面排列):
高压进线柜
1
面
电压互感器柜
1
面
谐波配电柜
1
面
真空开关柜
1
面
阻容保护柜
1
面
星-角转换柜
1
面
)、电炉变压器
每套电炉采用
3台单相变压
器,变压器容量4200kVA/单相
每台电炉变压器配用有载电动调压开关,附带有载开关在线滤
油装置;每台电炉变压器配置不锈钢螺旋板式油水冷却器及油路管
线;每台电炉变压器一次侧配套阻容吸收装置(安装在变压器高压侧)。
一次侧装设阻容吸收装置及避雷器,二次侧设置浪涌吸收装置。
冷却方式:
采用强迫油循环冷却。
油水冷却器为不锈钢螺旋板式。
油水冷却器安装于电炉变压器侧边。
变压器结构形式:
油箱为斜钟罩式;并具有变压器线圈温度测量等;变压器带有瓦斯继电器、压力释放、油位计、温度仪表等;变压器有长期超载20%能正常工作的能力。
(三)、动态无功补偿及谐波治理
电炉系统的自然功率因数在0.8左右,通过高压侧电容补偿使35KV高压侧功率因数补偿到0.92以上。
35KV高压侧的谐波治理满足国家电网电能质量要求GB/
T14549--93。
无功补偿投入运行时不产生并联谐振或过补偿。
每台电炉单独设一套SVC动态无功补偿装置,共两套装置。
地点设在厂区35KV变电站预留空地。
:
(四)、低压配电系统
电炉的低压供配电系统包括MCC进线柜、动力柜、控制电源柜,采用双电源(备自投)单母线运行方式。
MCC动力柜采用GGD柜,仪表板上安装有指示灯,指示系统的运行状态、通断电情况,在必要回
路的仪表面板上还装有电压表、电流表,指示系统电压、电流
柜内元件选用施耐德、西门子、
GE低压电气产品
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- 12500 kVA 冶炼 电炉 方案