矿热炉低压无功补偿自动化控制系统

发布日期:2019-2-12 浏览次数:1116

   矿热炉低压无功补偿自动化控制系统

  目前国内一些高耗能企业的矿热炉在35KV或110KV侧进行了一定容量的高压无功补偿,对改善高压侧的供电状况、提供运行功率因数是有好处的,效果也是明显的,这样可以提高供电电网功率因数以避免供电部门罚款。但由于它的接入点决定了高压或中压补偿不能降低短网上大量的无功耗损,对改善因三相短网布置造成的三相不平稳状况更是无能为力,因此高压无功补偿对矿热炉本身提高产量和降耗意义不大。

  针对矿热炉而言,系统无功主要是由电孤和短网引起的,而短网的大电流特征决定了无功的消耗绝大部分以无功电流的形式体现在短网上,二次功率因数低的问题使变压器出力虽多,但大多容量都被无功占用,表现在电气参数上就是电流高、无功高,但实际用电量相对较少,功率损耗较高。

  基于矿热炉网布置的不平稳性及其短网上大量的无功损耗,以及在炉变高压侧或中压侧实施无功补偿的局限性,我公司专门设计研发了一套矿热炉低压无功补偿节能装置。

  控制部分:该低压无功补偿控制系统采用先进的现代电气控制技术手段,运用德国西门子的可编程逻辑控制器S7-200系列PLC与DCS系统进行智能化控制,通过DCS现场采集矿热炉的各项参数并进行系统运算,得出相关数据传送给PLC通过内部逻辑判断进行输出,达到智能化控制无功补偿的投切点。分析工艺要求,设计有手动(电动投入、退出)、自动(自动投入、退出)两种模式,根据具体现场情况选择性使用手自动而提高工作小路与产值效益。该系统该配有相应的保护措施,当水压异常时或电路异常故障时可快速退出电容,减少不必要的损失。

  电气部分:该系统将补偿接入点选择在靠近短网与电极链接处对低压短网进行无功补偿,采取了份相就地补偿,容量为静态和动态补偿,采用智能型无功控制策略,无功功率为控制物理量,根据配电装置三相中每一相无功功率的大小智能选择电容器组合自动计时地补偿无功功率容量,实现电容器投切的智能控制,使补偿精度更高,具有极大的增产节能潜力。

  下面是我公司为石嘴山科通治金工贸公司定制的25500KVA旋转型硅矿热炉配套低压无功补偿系统:(实物图)

低压无功补偿柜现场布置图

低压无功补偿仪表监测

操作台

  1.补偿前:

  从该炉子送电、投产一个多月的各个电气参数分析来看,该矿热炉炉型参数设计合理,变压器出力强,做功好。但主要存在二次功率因数低的问题,这样一来,变压器出力虽多,但大多容量都被无功所占用,表现在电气参数上就是电流高、功率高,但实际用电量相对较少,功率损耗较高。高压一次补偿虽能将功率因数补偿到0.9以上,但也只能是将高压线路的功率因数提高,无法将变压器二次的功率因数提高,解决不了变压器无功功率大等诸多不利问题。
  2.补偿后:
  1)提高功率因数,避免利率调整电费的支出。
  2)降低变压器无功功率,减少武功损耗。
  3)提高变压器有功功率的输出,提高小时用电量,增产增效。
  4)有效提高炉内电极功率平衡,利于炉况的稳定。     
  通过跟踪进行数据采集分析该项目投入运行后的经济指标分析得出:
  吨铁单耗比之前降低:1000 KW年节约用电(按300天计算):1400万度~1500万度。增加的效益:1)年节约电费(按0.45元计算)600万元~680万元。日增产约10吨左右,日增产部分增加利润约为:10*2000=20000元。2)年增加利润为:20000*300天=600万元。3)在无人员工资及其它费用增加的基数上,产量增加了20%~25%,综合成本降低约为100元/吨(估算值),年降低费用支出为:100*50*300=150万元。
  综合以上三项,年综合增加效益约为1400万元。投资回收期约为两个月。
安装调试
中控室