Повышение эффективности электроснабжения сталеплавильных производств обеспечением совместимости электрооборудования

• Автор: Шурыгин, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Анализ литературных источников
1.2. Постановка задач исследования
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
2.1. Особенности систем электроснабжения электросталеплавильных производств
2.2. Анализ специфики режимов функционирования дуговых сталеплавильных электропечей
2.3. Способы регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи переменного тока
2.4. Моделирование электрических режимов функционирования дуговой сталеплавильной печи
2.5. Регулирование режимов работы группы электропечей с учетом их взаимосовместимости
3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
И СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
3.1. Оценочный анализ показателей эффективности функционирования дуговой сталеплавильной печи
3.2. Повышение эффективности функционирования дуговых электропечей за счет регулирования реактивного сопротивления короткой сети по
фазам
3.3. Оценка отрицательного влияния группы электропечей на функционирование системы электроснабжения

3.4. Обеспечение взаимосовместимости режимов функционирования электропечей ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» . 160 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1. Расчет экономической эффективности применения способов пофазного регулирования мощности дуговой электропечи
4.2. Технико-экономический расчет эффективности регулирования
режимов группы дуговых электропечей
4.3. Рекомендации по построению рациональной системы
электроснабжения с учетом взаимосовместимости её элементов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДСП
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТ ВНЕДРЕНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ПРОГРАММНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТ ВНЕДРЕНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС СПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ГРУППОЙ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, И АЛГОРИТМА ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ
Дуговые электропечи являются основным оборудованием сталеплавильного производства, потребляя до 80% мощности всех электроприемников. Они имеют циклический, резкопеременный, несимметричный, нелинейный характер нагрузки. Наблюдается тенденция роста установленной мощности таких нагрузок. В связи с этим особую значимость приобретают вопросы, связанные с разработкой энергосберегающих технологий, позволяющих повысить эффективность функционирования электротехнического комплекса «Система электроснабжения - дуговая сталеплавильная печь».
Негативное влияние электропечей на систему электроснабжения во многом определяется несимметрией электрических режимов. Основной причиной такого режима является явление «мертвой» и «дикой» фаз, вызванное эффектом переноса мощности с одной фазы на другую. Подводимая мощность несимметрично распределяется по фазам электротермической установки, что вызывает неравномерное распределение тепловой энергии по рабочему пространству дуговой печи. Снижается полезная мощность дуг, идущая на нагрев и расплавление металла и шлака, что приводит к возрастанию оплавления огнеупоров. В результате увеличивается удельный расход электрической энергии, снижается производительность электропечи. Наиболее существенно это проявляется в печах большой емкости, т.к. основная составляющая реактивного сопротивления сосредоточена в короткой сети. Существующие способы не являются эффективным средством борьбы с этим явлением.
В электросталеплавильных цехах электропечи, как правило, применяются группами. При этом негативное воздействие электротермических установок на питающую сеть возрастает. Рациональная организация графиков нагрузок позволяет минимизировать отрицательное влияние дуговых печей на систему электроснабжения, увеличить их производительность и снизить удельный расход электроэнергии. Известные принципы согласования электрических режимов электропечей не имеют широкого применения в производственной практике. Проведение исследований по отмеченным направлениям является своевременным и актуальным.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
2Л. Особенности систем электроснабжения электросталеплавильных производств
Система электроснабжения промышленного предприятия должна обеспечивать необходимое качество электрической энергии на зажимах электроприемников и соответствовать требованиям, предъявляемым к надежности функционирования. Особенности системы питания электросталеплавильного производства обусловлены наличием мощных электротермических установок со специфическим характером нагрузки. В настоящее время наблюдается интенсивное развитие металлургической промышленности, что также отражается на конфигурации и функционировании СЭС. Модернизация электросталеплавильного процесса привела к изменению технологии плавки металла, систем питания, конструкции и электрических режимов работы электропечей. Современное сталеплавильное производство оснащено едиными автоматизированными технологическими модулями, состоящими из сверхмощных ДСП, АКОС и УНРС [1, 5, 9]. К вспомогательному электрооборудованию относятся: устройства автоматического регулирования мощности, КУЭП, стенды сталеразливочных ковшей, механизмы качания кристаллизаторов, системы вторичного охлаждения, насосно-аккумуляторные станции, газорезки, подъемники, устройства выдачи слябов, приемные рольганги, электрическое освещение, а также электроприводы печей, дымососов, тянущих клетей, вентиляторов, технологических насосов и подъемно-транспортных механизмов. Большинство электроприемников относится к первой категории, а некоторые из них к «особой группе» первой категории [67].
ДСП являются основным оборудованием производства и потребляют наибольшую часть электрической энергии всех приемников. В электросталеплавильных цехах они, как правило, применяются группами. Наиболее широкое применение получили электропечи емкостью 100,150 и 200 тонн. В США используются че-