12500kVA鈦渣冶煉電爐方案

1、12600kVA鈦渣冶煉電爐初步設(shè)計(jì)方案西安環(huán)冶電爐技術(shù)設(shè)備有限公司二一二年八月一、設(shè)計(jì)依據(jù)12600kVA鈦渣冶煉電爐依據(jù)某公司的技術(shù)要求進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。二、主要技術(shù)參數(shù)（一）概述1、電爐座數(shù)：1座型式：固定式（帶有二次燃燒室）電爐額定功率：12600kVA單臺(tái)電爐年產(chǎn)量：3萬噸酸溶鈦渣2、單臺(tái)電爐技術(shù)參數(shù)（1）變壓器額定容量：4200 kVA/35kV單相數(shù)量：3臺(tái)/座變壓器一次電壓：35kV變壓器冷卻方式：螺旋板式油冷卻器（2）電極系統(tǒng)型式：電極把持器工作電極數(shù)量：3根/座極心圓直徑：2200mm可調(diào)電極直徑：780mm碳素電極電極升降行程：2000mm電極壓放行程：50mm/次壓放一次完

2、成時(shí)間：30秒電極上升速度：03.0m/min線性可調(diào)下降速度：01.0m/min線性可調(diào)（3）配料及加料系統(tǒng)稱量站、固定配料運(yùn)輸機(jī)、大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī)、加料運(yùn)輸機(jī)、爐頂加料系統(tǒng)（4）爐體爐殼直徑：10600爐膛直徑：8000爐殼高度：5800爐膛深度：2700出鐵口：1個(gè)出渣口：1個(gè)（5）水冷煙罩凈空間高度：2500大爐門：3面小爐門：3面排煙口：2個(gè)加料孔：13個(gè)（6）正常工作用冷卻水壓力：0.4MPa 流量：600m3/h 水管徑：DN350回水管徑：DN500硬度：50mg/l (以CaCO3計(jì))PH值：89懸浮物：10mg/L進(jìn)水溫度：30出水溫度：45事故狀態(tài)冷卻水（單臺(tái)電爐水耗量）

3、壓力：0.25MPa ,合計(jì)：250 m3/h（7）液壓系統(tǒng)工作壓力：16MPa液壓油品：HM46液壓油清潔度等級(jí)：NAS7級(jí)電極升降調(diào)節(jié)閥：比例換向閥三、機(jī)械設(shè)備組成及功能描述12600kVA鈦渣冶煉電爐機(jī)械設(shè)備由以下部分組成：配料及加料系統(tǒng)、爐體部分（含爐襯、出渣出鐵溜槽，渣鐵口開堵口機(jī)）、煙罩、煙道及二次燃燒室、電極密封導(dǎo)向裝置、電極系統(tǒng)、二次母線系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電爐配套設(shè)備等。1 配料及加料系統(tǒng)稱量站由流槽、稱重料斗、電磁振動(dòng)給料機(jī)、稱重傳感器等組成，當(dāng)電爐發(fā)出求料信號(hào)后，稱重料斗下的電磁振動(dòng)給料機(jī)即開始動(dòng)作，將料斗中的混合料自動(dòng)卸下，送到固定配料運(yùn)輸機(jī)中。一批料卸完后，稱

4、重料斗上方的電磁傳感器進(jìn)行計(jì)量，達(dá)到相應(yīng)重量后，電磁振動(dòng)給料機(jī)停止向斜料斗供料。固定配料運(yùn)輸機(jī)為電動(dòng)滾筒傳動(dòng)膠帶運(yùn)輸機(jī)，膠帶寬度為650，配有頭罩，頭部流槽、密封導(dǎo)料槽、除塵器、尾部拉緊裝置等。稱量站稱量好的原料均落入固定配料運(yùn)輸機(jī)中，再通過此運(yùn)輸機(jī)將原料送入斜長運(yùn)輸機(jī)中。大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī)為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過外減速機(jī)減速，最后帶動(dòng)普通傳動(dòng)滾筒的膠帶運(yùn)輸機(jī)，膠帶寬度為650。該膠帶長約220m，在其上面安裝一臺(tái)電動(dòng)犁式卸料機(jī)， 可分別向上料運(yùn)輸機(jī)卸料。由于該運(yùn)輸機(jī)較長，機(jī)尾處廠房面積較小，故膠帶拉緊裝置為重錘式，可省空間。為防上膠帶跑偏及出現(xiàn)故障，在運(yùn)輸機(jī)上配備了跑偏開關(guān)、膠帶速度檢測(cè)裝置、防撕裂

5、開關(guān)等。上料運(yùn)輸機(jī)為電動(dòng)滾筒傳動(dòng)的膠帶運(yùn)輸機(jī)，膠帶寬度為650，配頭罩、頭部流槽、犁式卸料器落料流槽、密封到料槽、維修用走臺(tái)等。斜長運(yùn)輸機(jī)將原料卸到上料運(yùn)輸機(jī)上，上料運(yùn)輸機(jī)再將原料卸到爐頂環(huán)形加料機(jī)上。爐頂加料系統(tǒng)由13個(gè)爐頂料倉，13個(gè)加料管及13個(gè)加料咀等組成。爐頂加料系統(tǒng)用于向爐膛冶煉區(qū)內(nèi)輸送生產(chǎn)原材料。爐頂加料系統(tǒng)由于采用了振動(dòng)給料機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)爐料的自如添加。爐頂環(huán)行加料車用于將原料送給每一個(gè)料倉。2 爐體爐體為電爐的電熱反應(yīng)場(chǎng)所，爐殼為圓柱形焊接結(jié)構(gòu)，內(nèi)砌耐火材料，其內(nèi)部是冶煉電熱及化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，并可存儲(chǔ)一定容量的鐵水和渣液。爐體上有出鐵口及出渣口各一個(gè)，用于排出鐵水及爐渣。3 煙

6、罩煙罩采用全封閉分體式水冷結(jié)構(gòu)，包括外邊緣低碳鋼水冷段及3組中心不銹鋼水冷段。煙罩上沿電極入口處安裝不銹鋼密封套。該密封對(duì)電極起密封及導(dǎo)向作用。密封套采用特制粘土質(zhì)耐火磚密封，密封套四周裝配四套頂輪裝置用于導(dǎo)正電極升降軸向偏移。煙罩的重量由土建二層圈梁建筑頂面支撐。煙罩上，環(huán)繞每根電極周圍布置原材料加料口，加料口共計(jì)12個(gè)。煙罩上設(shè)有二個(gè)爐氣排出煙道口，與爐氣凈化系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）接口，在正常操作時(shí)使用，兩個(gè)爐氣排出煙道口與原始?xì)怏w排出管道入口斷開，在異常操作或電爐檢修時(shí)連接。煙罩上設(shè)有檢查大、小爐門各三個(gè)，作為爐內(nèi)入口。4 煙道及二次燃燒室這部分設(shè)備組成如下：二次燃燒室、二次燃燒室后煙道，爐頂

7、排煙煙道和爐前排煙系統(tǒng)組成。二次燃燒室用于燃燒爐氣中的油氣，二次燃燒室后煙道由水冷管路、水冷氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥及煙囪組成。水冷管路出口與爐氣凈化系統(tǒng)連通，將高溫爐氣送往爐氣凈化系統(tǒng)處理。電爐正常工作時(shí)，二次燃燒室后煙道與爐頂排煙煙道斷開，當(dāng)爐況出現(xiàn)異?；驙t氣凈化系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，該煙道上的蝶閥打開，與爐頂排煙煙道導(dǎo)通。爐前排煙系統(tǒng)主要由吸煙罩、煙道、煙道碟閥，煙囪等組成。本電爐共有二個(gè)出爐口，當(dāng)出爐口出鐵時(shí)，該出爐口的煙道碟閥打開，出爐時(shí)排出的煙塵經(jīng)煙道、引風(fēng)機(jī)進(jìn)入爐頂排煙煙道中，延伸通過過濾袋濾出而空氣則通過煙囪排空。5電極系統(tǒng)每座電爐設(shè)有3套電極裝置，每套電極裝置由上、下兩部分組成，電極裝置上部主要

8、包括：電極升降裝置、電極壓放裝置、上部把持筒、電極平臺(tái)及液壓管路等。電極把持器是把銅瓦夾緊在電極上，并將變壓器二次側(cè)電流經(jīng)水冷銅管、水冷電纜、導(dǎo)電銅管、銅瓦送到電極。在電極系統(tǒng)上我們采用了國際上較先進(jìn)的德馬克、南非PYROMET等技術(shù)，如采用吊缸式的電極升降裝置，能靈活、可靠、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)電極的上、下位置。液壓抱閘和壓放油缸組成電極帶電自動(dòng)壓放裝置。把持筒的作用是把持住電極，保護(hù)大套、壓力環(huán)、銅瓦依順序都用吊掛固定在上面，每根電極上設(shè)6塊銅瓦，是通過壓力環(huán)上的6個(gè)碟簧束一對(duì)一頂緊銅瓦，壓力均勻，可保證銅瓦對(duì)電極的抱緊力均衡，銅瓦與電極的接觸導(dǎo)電良好。把持筒的上部由臺(tái)架與二個(gè)升降油缸聯(lián)接，油缸支座

9、固定在三層平臺(tái)的鋼平臺(tái)上。每根電極上設(shè)有單獨(dú)電極自動(dòng)壓放裝置，由液壓抱閘和二個(gè)壓放油缸，及上下限位開關(guān)組成。液壓抱閘是用來抱緊電極的，平時(shí)時(shí)抱緊電極，工作時(shí)松開電極，冶煉時(shí)上、下液壓抱閘始終抱緊電極，只在壓放電極時(shí)才與上、下抱閘配合交替松開夾緊電極，完成帶電壓放動(dòng)作。6 二次母線系統(tǒng) 電爐采用三個(gè)單相變壓器供電，變壓器到電極之間采用水冷二次母線系統(tǒng)供電，二次母線系統(tǒng)包括導(dǎo)電銅管、水冷電纜、絕緣吊掛裝置。三個(gè)單相變壓器及短網(wǎng)均成120對(duì)稱分布。二次母線系統(tǒng)采用強(qiáng)制水冷技術(shù)，有效降低導(dǎo)體的溫變電阻；短網(wǎng)布局采用反向?qū)盈B式開口三角形布置，各支路幾何尺寸及電磁偶和相等，使18個(gè)支路電流方向相反，感應(yīng)磁

10、場(chǎng)相互抵消；各支路幾何尺寸及電磁偶和相等，三相電極作功平衡；采用雙導(dǎo)電錐接觸導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)和閉鎖可調(diào)銅瓦壓緊結(jié)構(gòu)，有效降低接觸電阻使電能有效傳導(dǎo)至電極端部。7 冷卻水系統(tǒng) 設(shè)備冷卻水系統(tǒng)由截止閥、水分配器、水溫表、回水箱及管道組成。水源來自車間總水管，壓力不小于3105Pa，水溫不超過32，水耗量約為600m3/h(扣除油水冷卻器用水)。水分配器有兩個(gè)，一個(gè)設(shè)在變壓器室墻外側(cè)，供變壓器二次出線銅管、二次母線系統(tǒng)等冷卻用。另一個(gè)設(shè)在水冷煙罩側(cè)壁，供水冷煙罩，電極把持器、排煙罩等冷卻用。兩路冷卻水進(jìn)水設(shè)溫度、壓力檢測(cè)。 每臺(tái)變壓器油水冷卻器用水耗量約為12m3/h（常壓，低硬度用水）。8 液壓和氣動(dòng)

11、系統(tǒng)液壓系統(tǒng)供電極把持器移動(dòng)部分升降、電極壓放、電極夾緊與放松等動(dòng)作。系統(tǒng)包括：（1）供液壓動(dòng)力源的電機(jī)、恒壓變量柱塞泵、循環(huán)冷卻系統(tǒng)、油箱及相關(guān)的液壓附件等；（2）各控制回路的濾油器，調(diào)壓回路、電極升降回路、電極壓放回路、電極夾緊放松裝置有關(guān)回路的控制閥件；（3）蓄能器組，除起平穩(wěn)液壓壓力作用之外，當(dāng)發(fā)生事故停電時(shí)，可以提供電極柱移動(dòng)部分升降、電極壓放、電極夾緊與放松等動(dòng)作?？紤]到設(shè)備作業(yè)率較高，液壓介質(zhì)設(shè)有自動(dòng)循環(huán)冷卻措施，油箱內(nèi)的介質(zhì)通過循環(huán)泵與外部的水冷熱交換器進(jìn)行換熱，將冷卻后的介質(zhì)再送回油箱中，保證了液壓系統(tǒng)的正常工作。液壓系統(tǒng)可以取出壓力、溫度等信號(hào)，能滿足液壓系統(tǒng)自動(dòng)與聯(lián)鎖保護(hù)

12、，使得系統(tǒng)能可靠地正常工作。氣動(dòng)系統(tǒng)主要用于爐料的投放和電爐煙氣排放的自動(dòng)控制。用氣點(diǎn)共兩路?；芈酚煽諝鈮嚎s機(jī)、油水分離器、氣動(dòng)三聯(lián)件、匯流排、減壓閥、壓力表和電磁閥等組成，并設(shè)有旁路閥以備檢修。液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)均設(shè)有閥臺(tái)，各個(gè)方向控制器件分別按其功能安裝在閥臺(tái)上面。9電爐配套設(shè)備爐頂單梁電動(dòng)葫蘆吊1臺(tái)。10出爐裝置出鐵系統(tǒng)由燒穿器、出鐵口擋板、渣包、運(yùn)渣車、鐵水包、運(yùn)包車、軌道、卷揚(yáng)機(jī)等組成，鐵水與渣液由出鐵口和出渣口分別流出。由燒穿器燒開爐口，鐵水渣液經(jīng)出鐵口和出渣口分別流到鐵水包和渣包。渣液待冷卻后鏟出，運(yùn)走。鐵水包在包車上，用20t/5t橋式吊車吊起，采用下澆鑄，澆注到錠模內(nèi)，待合金凝固

13、、冷卻、脫模、破碎、精整后入庫。四、電氣設(shè)備組成及控制描述（一）、高壓供電系統(tǒng)（一臺(tái)電爐）35KV配電系統(tǒng)組成（面對(duì)高壓柜正面排列）：高壓進(jìn)線柜 1面電壓互感器柜 1面諧波配電柜 1面真空開關(guān)柜 1面阻容保護(hù)柜 1面星-角轉(zhuǎn)換柜 1面（二）、電爐變壓器每套電爐采用3臺(tái)單相變壓器，變壓器容量4200kVA/單相。每臺(tái)電爐變壓器配用有載電動(dòng)調(diào)壓開關(guān)，附帶有載開關(guān)在線濾油裝置；每臺(tái)電爐變壓器配置不銹鋼螺旋板式油水冷卻器及油路管線；每臺(tái)電爐變壓器一次側(cè)配套阻容吸收裝置（安裝在變壓器高壓側(cè)）。一次側(cè)裝設(shè)阻容吸收裝置及避雷器,二次側(cè)設(shè)置浪涌吸收裝置。冷卻方式：采用強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻。油水冷卻器為不銹鋼螺旋板式。油水冷卻器安裝于電爐變壓器側(cè)邊。變壓器結(jié)構(gòu)形式：油箱為斜鐘罩式；并具有變壓器線圈溫度測(cè)量等；變壓器帶有瓦斯繼電器、壓力釋放、油位計(jì)、溫度儀表等；變壓器有長期超載20能正常工作的能力。（三）、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理電爐系統(tǒng)的自然功率因數(shù)在0.8左右，通過高壓側(cè)電容補(bǔ)償使35KV高壓側(cè)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.92以上。35KV高壓側(cè)的諧波治理滿足國家電網(wǎng)電能質(zhì)量要求GBT14549-93。無功補(bǔ)償