Повышение энергоэффективности систем электроснабжения сталеплавильных производств обеспечением рациональных электрических режимов основных технологических агрегатов

• Автор: Ищенко, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Обзор литературных источников
1.2 Задачи исследования
2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С АГРЕГАТАМИ «ПЕЧЬ-КОВШ»
2.1 Анализ электрической части агрегата «печь-ковш» с учетом
зависимости сопротивления короткой сети от тока в ней
2.2 Анализ электрической части агрегата «печь-ковш» без учета зависимости сопротивления короткой сети от тока в ней
2.3 Исследование зависимости сопротивления слоя рафинировочного
шлака от его физических и химических параметров
2.4 Анализ тепловой работы агрегата «печь-ковш»
2.5 Анализ распределения реактивной мощности и высших гармоник
в системе электроснабжения сталеплавильного производства
3 ПОСТРОЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С АГРЕГАТАМИ «ПЕЧЬ-КОВШ»
3.1 Построение алгоритма работы регулятора мощности агрегата
«печь-ковш»
3.2/Анализ внедрения алгоритма управления регулятором мощности
агрегата «печь-ковш»
3.3 Построение алгоритма управления фильтрокомпенсирующими
устройствами
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ И НАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С АГРЕГАТАМИ «ПЕЧЬ-КОВШ»
4.1 Анализ экономической эффективности рационального режима работы агрегатов «печь-ковш»
4.2 Оценка эффективности алгоритма управления фильтрокомпенсирующими устройствами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Электрические характеристики агрегата «печь-ковш»
Конверторного цеха №2 ОАО «НЛМК»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Акт внедрения результатов диссертационной работы в производственный процесс Конверторного цеха №2 ОАО «НЛМК»

ВВЕДЕНИЕ
В современных электросталеплавильных и конверторных цехах все большее применение находят агрегаты «печь-ковш», предназначенные для доводки химического состава и температуры стали, выпущенной из дуговой сталеплавильной печи или конвертора. Применение АПК по сравнению с другими устройствами внепечной обработки стали позволяет с меньшими затратами достичь требуемого химического состава, высокой степени очистки от паразитных включений, поддержать или увеличить температуру металла до значений, необходимых для наилучшей последующей его обработки. Тоннаж современных АПК доходит до 400 т., мощность печного трансформатора - до 60 МВА.
По своему характеру АПК является неспокойной нагрузкой, вызывающей колебания и отклонения напряжения, несимметрию и несинусоидальность, которые, несмотря на то, что выражены менее значительно, чем у дуговых сталеплавильных печей, вызывают негативные влияния на системы электроснабжения сталеплавильных производств особенно при недостаточной их мощности. Еще одним негативным фактором является низкий коэффициент мощности агрегата, сохраняющийся на всех стадиях плавки, поскольку АПК работает с «короткой» дугой и простое увеличение ее длины невозможно по соображениям технологии и стойкости самого агрегата.
Для борьбы с указанными выше негативными явлениями принимаются меры, разработанные для систем электроснабжения с ДСП. Если в отношении не-симметрии, несинусоидальности, отклонений и колебаний напряжения они вполне обоснованы, то в части потребления агрегатом избыточной реактивной мощности не вполне эффективны. Снизить эту мощность можно не только путем применения компенсирующих устройств, но и за счет выбора рационального режима работы. При этом, помимо электрических показателей, необходимо учитывать также и технологические: расход шлакообразующих, износ футеровки ковша и крышки агрегата, скорость нагрева металла.

Ч ]Х'гр якс зх
Рисунок 2.2. Схема замещения для расчета параметров работы АПК Уг, Гс - линейный ток и фазное напряжение, потребляемые печным трансформатором из сети; ЯШу - сопротивление слоя шлака, приведенное к напряжению дуги; Г0; Уд, 1д - ток и напряжение дуги; 1ш - ток, протекающий через слой шлака. Все токи, напряжения и сопротивления приведены к вторичному напряжению печного трансформатора.