中頻感應熔煉電爐是利用電磁感應原理將電能轉化為熱能,使金屬物料熔化的設備。中頻感應電爐勢必取代沖天爐冶煉,將成為鑄鋼、鑄鐵、以及合金鑄鐵的主要冶煉方式,它將提高冶煉水平和冶煉精度,減輕勞動強度,提高生產(chǎn)效率。
中頻感應電爐冶煉過程中,通過電磁感應將電能轉化為熱能,進而通過熱能將鋼鐵熔化,在這個能量的轉化過程中主要有以下幾種能量損失:
(1)電磁線圈本身的能量消耗,我們稱之為銅耗。
(2)電能轉化熱能的過程中,在爐體上的熱損失,稱之為爐耗。
(3)在爐口加料、熔化及出爐時,產(chǎn)生的熱輻射,稱之為輻射損耗。
(4)配電設備在電能傳送過程中,也要損失能量,我們稱之為附加損耗。
中頻感應電爐在工作過程中,一般僅有70-74%的能量用于爐料的熔煉,其它30-26%的能量通過我們上面說的各種途徑損失掉,其中銅耗高達13%,其次是7%的爐耗,其余的是附加損耗。
要想解決上述問題我們必須采取以下措施,減小電爐的供電損耗,節(jié)約電能。
1、增大感應線圈和水冷電纜的直徑,這樣將大幅度降低它的電流密度,減小供電線路的電能損失,也有助于降低感應線圈、水電纜的工作環(huán)境溫度,降低水垢形成。
感應線圈在t℃時的消耗電功率如下公式得出:
W=I2R×10-3=I2P20L/A×[1+α(t-20)]
上式中W―感應線圈耗電功率,KW;
I―負荷電流,A;
R―感應線圈20℃時的電阻率,Ω?m 2.2×10-8;
L―感應線圈長度,m;
A―感應線圈截面積,m2;
P20―銅20℃時的電阻率,Ω?mm2?m-1;
α―電解銅的電阻溫度系數(shù),4.3×10-3/℃。
2、降低水循環(huán)的溫度。感應電爐在熔煉過程中,感應線圈和水冷電纜的溫度升高,感應線圈和水冷電纜的電阻將隨溫度的升高而增大,導致電耗增加。
電阻隨溫度變化的關系是:
RT=[1+α(T-20)]R20
上式中:RT―溫度上升到T℃時線圈的電阻值,Ω;
R20--20℃時電解銅的電阻值,1.75×10-8Ω;
α―電解銅的電阻溫度系數(shù),4.3×10-3/℃;
3、減少水垢對水循環(huán)冷卻效果的影響。我們采用蒸餾水進行水冷,這樣就避免了在高溫下水中各種金屬鹽在水冷管道上沉積下來,形成導熱性極差的水垢。水垢沉積在管路內壁,造成循環(huán)水通道截面積變小,影響水流速度。
4 變壓器
側的輸出電壓在660~800V之間。在輸出電壓是650V,輸出功率恒定時,那么中頻感應電爐的工作電流和原來380V時相比較將減小為原來的0.6倍,銅損降低到原來的1/3,減小了變壓器本身的熱量損失,變壓器線圈在高溫工作時電阻也將升高,散熱系統(tǒng)的負擔減小,系統(tǒng)工作溫度降低,節(jié)能效果非常明顯。
另外在中頻電爐空載時間較長時,可以拉閘斷電,停止變壓器的空運行,也有利于節(jié)能降耗。
5 爐殼
鋼殼爐由于具有耐久性強、效率高、生產(chǎn)率高而且噪音小、易于維修等許多優(yōu)點,近幾年來得到交快的發(fā)展,鋼殼爐的磁厄對線圈產(chǎn)生的磁力線具有屏蔽和反射作用,可以減少漏磁,提高生產(chǎn)率,能夠節(jié)能5~10%左右。鋼殼爐的使用壽命較長 在10年以上。
中頻感應熔煉電爐的節(jié)能是一項系統(tǒng)化工程,需要我們工程技術人員長期系統(tǒng)地總結改造,綜合利用各方面技術方法,把節(jié)能技術改造和提高管理水平有機的結合為一體,只有這樣我們才能立竿見影,取得良好的節(jié)能改造效果。
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