高阻抗电弧炉调节器检测环节的改进设计

电弧炉钢铁冶炼中的优化调控技术研究电弧炉是钢铁冶炼的重要设备之一，其通过高温下的电弧放电、炉料熔化、合金化学反应等过程，将铁源、废钢等原料转化为高质量的钢材。

在钢铁生产领域，电弧炉钢铁冶炼已经成为主要的生产方式，在现代化的冶炼企业中已广泛使用。

但是，在电弧炉冶炼中，炉温控制和化学成分控制等问题一直是影响产品质量和生产效率的关键因素。

因此，研究电弧炉中的优化调控技术，对于提升炉冶产能、提高冶炼质量等方面有着重要作用。

1.电弧炉优化调控技术的研究现状随着科学技术的不断发展，电弧炉优化调控技术研究层出不穷。

其中，炉温控制、化学成分控制、结构优化等方面的技术研究成果应用广泛，并在生产中得到了有效运用。

(1)炉温控制在电弧炉冶炼中，炉温是影响产品质量的主要因素之一。

通过对电弧炉炉壳、炉衬、冷却水、进水温度、气体流量等因素进行综合优化调控，可以实现炉温的精准控制。

目前，热补偿、模型预测、智能控制等技术已广泛应用在电弧炉炉温控制中。

(2)化学成分控制电弧炉钢铁冶炼的化学成分控制难度较大，因为炉内化学反应较为复杂，需要采用多种手段进行控制。

目前，化学成分控制主要依靠离线分析和在线监测技术。

离线分析主要通过对钢水的取样和分析来确定钢水的化学成分，通常需要较长时间才能获得准确数据。

在线监测技术利用传感器对炉内参数进行实时采集，然后将数据通过计算机处理，反馈到控制系统中进行调控操作。

在线监测技术具有响应速度快、精度高等优点，在实际生产中得到广泛应用。

(3)结构优化电弧炉的结构优化是提高炉冶效率的重要手段之一。

通过对底吹氧气的位置、角度、速度等参数进行调整，可以有效控制氧气吹入、钢液的混合均匀度，从而实现炉内物料的快速熔化和高效合金化。

此外，通过合理设计炉衬、电极和电弧头等结构，可以降低电能的损失，提高能量利用率。

2.电弧炉优化调控技术面临的挑战尽管电弧炉优化调控技术已经取得了不小的进展，但是仍然面临着一系列的挑战。

(1)精度问题电弧炉优化调控技术的精度问题一直是困扰该领域科研人员的难题，在实际应用中易出现误差较大的情况。

电弧炉电极调节系统模糊自适应PID控制器设计鲁军;李亮【摘要】电弧炉炼钢系统是一个非线性、强耦合、多变量的系统,采用传统的PID 控制很难取得理想的控制效果.基于恒阻抗控制策略,运用模糊数学的基本理论和方法设计模糊自适应PID控制器,该控制器可实时调整PID参数,使电极调节系统工作在最佳状态.仿真结果表明控制器能够有效地调节电极的升降,将电弧的弧长控制在期望值,可有效降低能耗,提高炼钢产品质量.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2015(034)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】电弧炉;电极控制;三相耦合;恒阻抗;模糊自适应PID【作者】鲁军;李亮【作者单位】沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TP273.3近年来，电弧炉炼钢已经广泛应用于钢铁制造。

电弧炉利用电极与炉料间产生的高温电弧来熔化金属和矿石，弧区温度一般可达到3000℃以上。

电弧炉比其他炼钢炉工艺更适于优质合金钢的熔炼，因为它能有效地除去硫、磷等杂质，且炉温容易控制，灵活性强。

在炼钢过程中，通常要求电弧炉干扰小、功率高、耗电少，此时需要通过控制三相电流的大小，使电弧炉主回路稳定运行。

电弧炉电极调节系统的对象是弧长，但是不能通过合适的检测装置测得，因此只能通过改变电极的位置来调节弧长，从而控制电流的大小。

尤其在熔化期，炉料在电弧的作用下激烈反应，并伴有金属飞溅和蒸发，很容易发生短路、断弧和炉料的坍塌，此时需要快速、准确、实时地调节电极的位置，使电弧炉工作在最佳状态。

为此，国内学者已经做了一定的研究[1-3]，并取得了不少理论成果。

采用恒电流控制策略，可以使炉内输入功率和电网电流保持平稳，控制器的灵敏度也很高，但是这种控制策略并不能消除三相电极间的耦合作用，当其中一相电流发生扰动时，其余两相电流也会受到影响，给电极调节器带来困难。

China Science&Technology Overview/油气、地矿、电力设备管理与技术提高一次调频性能、降低AGC调节精度考核的措施介绍郑俞国（南通天生港发电有限公司，江苏南通226000）摘要：当电网频率发生变化时，机组的调节系统参与调节作用，改变机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时还尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。

结合某2X330MW火电厂#2机组一次调频性能测试、AGC调节精度多次被考核后采取的一些优化工作，总结几点提高火电机组一次调频动作合格率的具体措施。

关键词：调频负荷指令；具体措施；AGC调节精度中图分类号：TV734.4文献标识码：A文章编号：1671-2064（2020）16-0091-021.改进措施1.1增加防止AGC指令与一次调频负荷指令反向动作负荷闭锁功能当一次调频指令来时，增减机组负荷，由于同时经常发生AGC指令与一次调频负荷指令反向动作情况，导致机组实测数据一次调频不合格。

鉴于以上情况，增加了机组一次调频指令动作时AGC负荷指令闭锁逻辑。

在一次调频开始动作时，一次调频指令增负荷时闭锁CCS侧减负荷指令，一次调频指令减负荷时闭锁CCS侧增负荷指令。

这一闭锁条件不能长期保持，否则会导致机组负荷不能按照CCS、AGC指令变化，影响机组正常的负荷变化。

由于电液调节型火电机组的一次调频死区在±0.033Hz,对应土1.98r/min,因此我们设置了土2i/min 的转速死区。

当机组转速低于2998且无闭锁增条件时，AGC负荷指令、机组功率调节器闭锁减；当机组转速高于3002且无闭锁减条件时，AGC负荷指令、机组功率调节器闭锁增。

1.2优化机炉协调控制系统参数鉴于之前#2机组一次调频动作积分电量有时达不到要求和AGC调节精度不合格小时数过长的现状，我们对机炉协调控制系统参数进行了优化，放大机功率调节器的前馈作用，适当增强比例作用，使一次调频测试或AGC 调度指令波动时，机侧阀门动作更加迅速，负荷响应更快，以满足调频的积分电量和AGC调节精度的要求。

100t高阻抗电弧炉的自动化控制系统
卢海燕;韩星
【期刊名称】《数字通信世界》
【年(卷),期】2007(0)4
【摘要】介绍了采用西门子公司PCS7系统为核心的高阻抗电弧炉自动化控制系统,主要包括有高阻抗电弧炉的主要设计技术参数,控制系统的硬件设计方案及组成,自动化系统的软件设计功能和主要控制对象,按照铸造生产对控制系统的要求,将整个系统划分为若干个控制子单元分别进行功能描述,详细说明了各部分的控制范围及目的,使得该套高阻抗电弧炉的控制系统能够在铸造生产的过程中全面实现工业现代化的操作、监控、信息处理和检修维护,保障了铸造生产设备的安全运行。

【总页数】4页(P754-757)
【作者】卢海燕;韩星
【作者单位】中国人民解放军西安通信学院基础部;西安华兴电炉有限公司技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】TG232.3
【相关文献】
1.国产首座100t高阻抗电弧炉研制与生产运行实践 [J], 吴遵生;彭海利;王卫红;陈德明;郭冬实;陈皑
2.100t高阻抗炼钢电弧炉短网电抗的计算 [J], 刁理选
3.100t高阻抗电弧炉泡沫渣工艺分析与优化 [J], 卢斌
4.100t电弧炉短网阻抗特性分析 [J], 薛娜;吕明;吴龙
5.首台国产100t高阻抗电弧炉投产 [J],
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电炉改进设计案例分析报告1. 简介电炉是一种利用电能转化为热能的设备，广泛应用于工业生产和家庭生活中。

本报告将对电炉进行改进设计的案例进行分析，以提高其效率和可靠性。

2. 目标改进设计的目标是提高电炉的加热效率、延长使用寿命、减少能源消耗和对环境的影响。

3. 分析3.1. 热量利用率当前电炉存在热量利用率低的问题，大部分热量被浪费掉了。

通过研究发现，烟囱和顶部散热是主要的热量损失通道。

3.2. 温度控制现有的温度控制方式不够准确，容易导致温度波动过大，影响加热的效果。

需要改进温度控制系统，提高稳定性和精度。

3.3. 耐高温材料电炉内的零部件在高温环境下容易损坏，需要采用耐高温材料进行改进，提高耐用性。

3.4. 能源消耗电炉目前能源消耗较大，需要降低能源消耗来减少对环境的影响。

4. 改进设计方案4.1. 改进热量利用率增加烟囱和顶部散热设备，利用废热进行回收利用。

可以安装余热回收装置，将废热转化为电能或其他形式的能源，减少能源消耗。

4.2. 改进温度控制采用先进的温度控制系统，如PID控制器，实时监测炉温并自动调节加热功率，提高温度控制的精度和稳定性。

4.3. 采用耐高温材料选用耐高温材料替代电炉内部的零部件，如采用陶瓷材料制作加热棒和炉膛内衬，提高电炉的耐用性。

4.4. 节能设计改进电炉的结构和材料，减少能量损失。

如增加隔热层，减少炉体表面散热；优化炉外形状，减少烟囱阻力；采用高效加热元件，提高加热效率。

5. 实施计划5.1. 测试和验证在实施新设计前，需要进行测试和验证，确保改进设计方案的可行性和效果。

5.2. 系统升级和改造根据设计方案，对电炉进行系统升级和改造，包括安装余热回收装置、更换温度控制系统、替换零部件等。

5.3. 监测和维护改进后的电炉需要进行监测和维护，及时发现和解决问题，保证电炉的正常运行和效果。

6. 结论通过对电炉改进设计案例的分析，我们可以看到，通过改进热量利用率、温度控制系统、材料选择和节能设计等方面，可以提高电炉的效率和可靠性，并减少能源消耗和对环境的影响。

XXXX钢铁某某75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告XX省冶金某某某某二OO九年一月目录第一章总论1、项目名称与建设单位1、企业概况1、编制依据1、项目建设的必要性2、项目概况2、设计原如此与X围3、产品大纲4、金属平衡5、主要原辅材料与动力供给6、主要综合技术经济指标8第二章炼钢10、概述10、炼钢生产能力计算10、工艺流程11、工艺操作简述12、主要原辅材料供给14、车间组成与工艺布置16、主要工艺设备选型16、主要技术经济指标与原材料、燃料与动力消耗指标18第三章连铸20、概述20、连铸机机型的选择20、连铸车间组成与工艺布置24、连铸工艺流程与生产操作简述25、连铸生产能力27、连铸机主要技术经济指标与能源介质消耗28第四章供配电与自动控制29、概述29、供电方案30、无功补偿与谐波电流的抑制32、配电线路敷设32、炼钢车间根底自动化33第五章供排水设施35、概述35、给排水系统设计原如此36、水源36、水量与用水要求36、给排水系统38第六章热力燃气设施和除尘设施41 、氧气、氩气、氮气供给42、燃气供给49、压缩空气供给49、电炉车间除尘50、余热回收锅炉55第七章建筑结构57、建筑57、结构59第八章总图运输63、概述63、总图布置63、工厂运输64、工厂绿化64、工厂消防64第九章能源分析65、工序能耗65、工序能耗分析66、节能措施66、评估67第十章环境保护与综合利用68 、设计依据68、主要污染源与污染物68、治理措施69、废弃物综合利用70、环境影响分析70第十一章劳动安全与工业卫生71 、设计依据71、生产过程中不安全因素和职业危害因素分析71、安全技术措施72、工业卫生防X措施74、安全与工业卫生投资75、安全与工业卫生设计预期效果75第十二章消防76、设计依据76、工程概况76、工程火灾因素分析76、设计采取的防X措施77第十三章劳动定员79、工厂体制与组织机构79、生产班制与定员80、人员来源与培训82第十四章投资估算83、概述83、编制依据83、有关说明83、投资估算83第十五章技术经济8515.1 经济评价方法的选择8515.2 根底数据与计算条件8515.3 财务计算8615.4 盈利能力分析9015.5 偿债能力分析9115.6 盈亏平衡分析9115.7 敏感性分析9115.8 结论9215.9 附主要经济指标汇总表92附图：XXXX钢铁公司75t电炉技术改造工程总平面布置图〔09002KY-01〕第一章总论、项目名称与建设单位(1) 项目名称75t超高功率交流电弧炉技术改造工程(2) 建设单位XX市XX钢铁某某、企业概况XXXX钢铁某某位于XX市顾山镇工业园区西区，是由XX市合金钢铸造某某与澳大利亚扬扬公司共同经办的中外合资企业。

减轻对电网冲击的高阻抗电弧炉1 概述随着半导体电力电子技术的发展与进步，各种变流变频装置已广泛用于工业及民用领域，煤矿提升机也比较普遍的采用晶闸管供电的直流拖动，称为提升机晶闸管电控系统（SCR-D）。

晶闸管电控系统具有调速平稳准确、效率高、容易维护、可引入计算机监控等优点，目前国内大功率的矿井提升机采用较多。

但是晶闸管电控系统也会对电网产生一些不良影响。

由于晶闸管变流器采用相切控制方式调节电压或电流，使电网正弦电压波形受到切割，并由此产生谐波电流，导致供电电网电压波形畸变。

SCR-D系统在整个运行期间功率因数偏低（一般在0.02～0.8之间），同时启动无功冲击大，引起电网电压发生波动，尤其对于矿井提升机这类短时重复工作制的负荷，电压波动问题更加突出。

综上所述，SCR-D系统对电网的不利影响主要表现在：①产生谐波电流；②平均功率因数低；③起动无功冲击大。

1.1谐波电流问题根据国内外有关技术文献及规程，电网谐波（分量）的定义为“对周期性交流量进行傅立叶级技术分解，得到的频率为基波频率整数倍的分量”。

在假定发电机输出的电压为理想正弦波形的前提下电网的波形主要由具有非线形特性或者对电流进行周期性开闭的电器设备产生，这类设备分为以下两种：⑴装有电力电子器件的设备，例如变流器、变频器、交流控制器、电视机等。

⑵具有非线形电流电压特性的设备，例如感应炉、电弧炉、气体放电灯和变压器等。

随着晶闸管电路的广泛应用，这类设备成为主要的谐波源。

晶闸管在对电流进行相切控制时，正弦电流的一部分进入负载，转化为功率，另一部分能量返回电网，其频率为电网频率的整数倍。

这部分电流称为谐波电流。

因此，我们可将晶闸管变流器看作谐波电流源，整个电网作为他的负载。

为了保证所有电器设备的正常工作，各工业国家都对谐波问题开展了深入的研究工作，并制定出了相应的规程标准。

我国于1984年颁布了《电力系统谐波管理暂行规定》，后又于1993年发布了国家标准《电能质量：公用电网谐波》，规定了电网谐波的允许值。

60 t高阻抗电弧炉供电制度优化马腾霄;李笑【摘要】The power supply mode has been recalculated and optimized according to the electrical design principle and the basic design data of 60 t high impedance electric arc furnace, as so to increase the heat efficiency.The power consumption for average ton of steel reduces about 44 kWh with remarkable economical benefit.%根据高阻抗电弧炉电气设计原理及60 t电弧炉基础设计数据，对其供电模式进行重新计算与优化，使热效率提高，平均吨钢电耗降低约44 kWh，经济效益显著。

【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P40-41,43)【关键词】高阻抗;供电模式;热效率;优化【作者】马腾霄;李笑【作者单位】中国第二重型机械集团公司，四川618013;中国第二重型机械集团公司，四川618013【正文语种】中文【中图分类】TF748.4160 t电弧炉是引进先进技术新建的一台高阻抗电弧炉，相比普通电弧炉这种高阻抗电弧炉设计中主要存在以下两点不同：(1)提高了电炉变压器二次电压，降低了二次电流，因此必须选择合理的电抗值进行匹配，使得冶炼时功率因数在0.82～0.84区间，保证燃弧稳定。

(2)由于二次电压的提高，炉膛直径相比普通电弧炉大，因此必须选择长弧冶炼。

由于高阻抗电弧炉以上的两个特点，使高阻抗电弧炉供电制度与普通电弧炉存在一定的差异。

因此就不能将普通电弧炉的供电思路，直接应用到高阻抗电弧炉上，必须重新计算设计，建立起一套适用于高阻抗电弧炉的供电模式。