【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （3） 鐵合金及散狀材料間；（4） 鋼錠、坯檢驗(yàn)與精整跨間；（5） 鋼錠、坯存放場(chǎng)地；（6） 中間渣場(chǎng)；（7） 機(jī)電修間及快速分析室；（8） 爐襯制作與各種備件修理場(chǎng)地；（9） 耐材庫、備件備品庫、車間變、配電室；（10） 水處理、煙氣凈化設(shè)施及車間管理、生活服務(wù)設(shè)施。由于時(shí)一臺(tái)超高功率電弧爐，且是全連鑄，考慮到物料順行、勞動(dòng)安全條件和未來發(fā)展，采用橫向高架式布置。1） 原料跨：此跨主要是為各種廢鋼，耐火材料，散裝料等提供場(chǎng)地。廢鋼坑可按其塊度大小分幾個(gè)不同的坑；另外還有金屬料庫，合金料和散裝料的烘烤區(qū)；另外設(shè)有兩臺(tái)高架行車，以備裝料使用。2） 爐子跨：配以一臺(tái)100噸的超高功率的偏心底出鋼電弧爐；爐體砌修區(qū)，爐蓋修理區(qū)，耐火材料干燥室；電爐裝料配置，電爐變壓器房，供氧系統(tǒng)，粉塵處理系統(tǒng)；高架行車進(jìn)行跨間的整體運(yùn)輸工作。另外，設(shè)有LF精煉爐。還有鋼包烘烤區(qū)，修理區(qū)，中間包修理區(qū)及烘烤區(qū)，結(jié)晶器修理區(qū)；若干鋼包車負(fù)責(zé)鋼水的供應(yīng)工作；由于運(yùn)輸量大，設(shè)有兩臺(tái)行車進(jìn)行鋼包的調(diào)運(yùn)工作。3） 過渡跨：此跨主要作用是實(shí)現(xiàn)爐子跨河連鑄跨的過渡，使?fàn)t子跨冶煉的鋼水能夠順利澆注，并且為事故模鑄的場(chǎng)地。4） 連鑄跨：此跨主要是進(jìn)行鋼坯的凝固工作。連鑄機(jī)是精煉跨和連鑄跨的聯(lián)系紐帶，兩跨間相同。還設(shè)有連鑄機(jī)備件，備品檢修區(qū)，良錠存放區(qū)，緩冷去，鑄坯精整等。爐料入爐與送電 、爐料入爐：爐料入爐后，在送電前應(yīng)對(duì)爐蓋、電極、水冷系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣設(shè)備等進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)處理，以免在冶煉過程中造成停工；還應(yīng)檢查爐料與爐門或水冷系統(tǒng)是否接觸，如有接觸要立即排除，以免送電后被擊穿。如電極不夠長(zhǎng)時(shí)，最好在送電前更換，如接頭位置松動(dòng)，應(yīng)先擰緊，以利于一次穿井成功，減少冶煉過程中造成停工現(xiàn)象。 為維護(hù)玩具商品的安全衛(wèi)生，保障兒童生命健康安全，國(guó)家有關(guān)部門根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)規(guī)定，決定自2006年3月1日起，對(duì)童車、電玩具、塑膠玩具、金屬玩具、彈射玩具、娃娃玩具實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證。自2007年6月1日起，這六類產(chǎn)品凡未獲得強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未加貼中國(guó)強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志的，不得出廠、銷售、進(jìn)口或在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用。第四章 建設(shè)所選電弧爐煉鋼工程的必要性和可行性分析 現(xiàn)代大型超高功率煉鋼電弧爐，由于其容量大，是用電大戶，對(duì)電網(wǎng)的影響具有舉足輕重的作用。它具有功率因數(shù)低，無功波動(dòng)負(fù)荷大且急劇變動(dòng)，產(chǎn)生有害的高次諧波電流，三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡產(chǎn)生負(fù)序電流等對(duì)電網(wǎng)不利的因素，使得電網(wǎng)電能質(zhì)量惡化，危及發(fā)配電和大量用戶，也影響電爐自身的產(chǎn)量、質(zhì)量，使電耗、電極消耗增大，從而成為電網(wǎng)的主要公害之一。現(xiàn)在有關(guān)大型電爐對(duì)電網(wǎng)公害抑制的研究也正在深入開展，有必要對(duì)其不利影響和抑制對(duì)策作一概述性的分析。 現(xiàn)代大型電爐對(duì)電網(wǎng)的影響 引起電網(wǎng)電壓急劇波動(dòng) 大型電爐在打孔期和熔化期電弧長(zhǎng)度急劇變化，引起無功負(fù)荷急劇波動(dòng)，其工作短路功率為電爐變壓器額定功率的兩倍左右，（具體倍數(shù)取決于短網(wǎng)阻抗、電爐變壓器阻抗、供電系統(tǒng)阻抗之和的大小，總阻抗大則工作短路倍數(shù)小，反之則大）。無功的急劇波動(dòng)，引起電網(wǎng)電壓的急劇波動(dòng)，其波動(dòng)頻率一般為1~15Hz，使燈光和電視機(jī)屏幕產(chǎn)生閃爍，使人視覺疲勞而感到煩躁，此外還影響到晶閘管設(shè)備和精密儀表等的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至產(chǎn)生質(zhì)量事故。國(guó)標(biāo)GB123262000《電能質(zhì)量 電壓允許波動(dòng)和閃變》規(guī)定了電力系統(tǒng)公共供電點(diǎn)各級(jí)電壓等級(jí)的電壓波動(dòng)和閃變?cè)试S值。 使電網(wǎng)電壓波形產(chǎn)生畸變 電爐在熔化和打孔期，電弧電流是不規(guī)則的，且急劇變化，其電流波形不是正弦波，可分解為2次和2次以上的各次諧波電流，主要為2~7次，其中2次和3次最大，其平均值可達(dá)基波分量的5%~10%，最大可達(dá)15%~30%；4~7次平均值為2%~6%，最大值可達(dá)6%~15%。而電網(wǎng)中的鐵磁元件也產(chǎn)生高次諧波，以3次和5次諧波電流較大，其中3次分量最大，而電爐剛好也是3次諧波電流很大，這對(duì)電網(wǎng)是極為不利的。諧波電流流入電網(wǎng)，使其電壓波形發(fā)生畸變，引起電氣設(shè)備發(fā)熱、振動(dòng)，增加損耗，干擾通信，使電力電纜局部放電絕緣損壞，電容器過載損壞等，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T145491993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定了電壓波形畸變率限值。 使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生負(fù)序分量 電爐在熔化期，特別是打孔期，各相電弧電壓是獨(dú)立變化的，三相電弧各自發(fā)生急劇無規(guī)則變化，故其三相電流是不對(duì)稱的。在正常生產(chǎn)情況下，產(chǎn)生的負(fù)序電流約為電爐變壓器額定電流的25%左右；在不正常情況下，如一相斷弧時(shí)，可達(dá)56%左右，如兩相短路的同時(shí)，第三相又?jǐn)嗷?，此時(shí)可達(dá)86%左右。負(fù)序電流流入電網(wǎng)，使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生負(fù)序分量，影響發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備使用效果，嚴(yán)重時(shí)可能造成損壞，還會(huì)使繼電保護(hù)誤動(dòng)作，其嚴(yán)重程度一般用不平衡度（即負(fù)序電壓與正序電壓分量之比的百分?jǐn)?shù)）表示，國(guó)標(biāo)GB/T155431995《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》對(duì)于對(duì)稱三相電網(wǎng)規(guī)定：負(fù)序電壓不大于2%，短時(shí)不超過4%。一般來講，在電網(wǎng)公共連接點(diǎn)上的短路容量為電爐變壓器額定容量的30~40倍以上時(shí)，電網(wǎng)是允許的，否則應(yīng)采取使三相達(dá)到平衡對(duì)稱的補(bǔ)償措施。 引起電網(wǎng)電壓水平降低 ，在精煉期大型電爐功率因數(shù)也不高。由于功率因數(shù)低，感性無功功率大，從而引起電壓水平降低，影響用電設(shè)備出力，增加電能損耗，按供用電規(guī)則的規(guī)定，但又不得超前。 上述電爐對(duì)電網(wǎng)影響的四個(gè)方面，有時(shí)是單獨(dú)作用的，有時(shí)是綜合的。 大型電弧爐對(duì)自身及電氣設(shè)備的影響 對(duì)接在電爐供電電源電壓等級(jí)上的小型發(fā)電機(jī)的影響 以具有代表性和典型意義的某鋼廠超高功率電爐為例。該電爐是由一座220/110kV變電站的110kV電壓供電，在110kV系統(tǒng)中接有某一小電廠，在電廠中裝有3臺(tái)1500kW水輪發(fā)電機(jī)。在電爐進(jìn)行正常生產(chǎn)時(shí)，電廠發(fā)電機(jī)出現(xiàn)頻繁振動(dòng)，每次振動(dòng)連續(xù)時(shí)間短的幾十秒，長(zhǎng)的達(dá)幾分鐘，一天振動(dòng)最多達(dá)20多次。作發(fā)電運(yùn)行時(shí)（慣性大）振動(dòng)小，作調(diào)相運(yùn)行時(shí)（慣性?。┱駝?dòng)大。在振動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流幅值不平衡且波動(dòng)很大，同一相電流相對(duì)波動(dòng)達(dá)20%，三相電流之間相位偏差也在波動(dòng)（約3176。~ 4176。），~，電壓和電流包絡(luò)線正好反相位。機(jī)架上有一機(jī)械振動(dòng)信號(hào)與電壓波動(dòng)頻率相同（即共振）。上述情況說明發(fā)電機(jī)的低頻振動(dòng)是由電爐的無功波動(dòng)、三相負(fù)荷不平衡、波形畸變綜合作用形成的，而起主導(dǎo)作用的是無功波動(dòng)。這是由于110kV系統(tǒng)該小電廠與電爐的電氣距離最近，因此電爐對(duì)其有顯著影響，不僅引起發(fā)電機(jī)振動(dòng)，而且三相負(fù)荷不平衡還引起轉(zhuǎn)子軸系產(chǎn)生曲扭，對(duì)軸產(chǎn)生不利影響，諧波電流使轉(zhuǎn)子繞組鐵心產(chǎn)生附加損耗，引起局部過熱。 對(duì)負(fù)序繼電保護(hù)的影響 該電爐投產(chǎn)后，SVC裝置尚未投入運(yùn)行，變電站110kV系統(tǒng)距離保護(hù)裝置的負(fù)序繼電保護(hù)部分產(chǎn)生誤動(dòng)作，不得已只能退出運(yùn)行。 功率因數(shù)低，降低輸送功率，增加網(wǎng)損 。，按平均網(wǎng)損8%計(jì)算，多送無功造成的網(wǎng)損為928kW，年電能損耗達(dá)372MWh。 影響冶煉質(zhì)量和效益 電爐變壓器的直接用電電壓為35kV，在電爐熔化期、打孔期，當(dāng)SVC未投入時(shí)，母線上的電壓波動(dòng)為8%~14%，取10%計(jì)算，電爐出力降低19%，即使取8%計(jì)算，%，熔化時(shí)間就要延長(zhǎng)，至少要降低8%的產(chǎn)量。 電壓波動(dòng)再加上35kV母線上電壓畸變率(%~%)的影響，爐況不穩(wěn)定電極升降調(diào)節(jié)頻繁，使電極消耗增加，電力單耗增加，影響電爐自身的電能質(zhì)量，從而對(duì)冶煉質(zhì)量不利，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)降低。另外，電爐投入運(yùn)行后，由于功率因數(shù)低，在SVC裝置未投入前，每月罰款6萬元，一年就達(dá)72萬元。4 抑制途徑 抑制大型電弧爐對(duì)電網(wǎng)及其自身的影響的途徑有： ① 提高供電電源的電壓等級(jí)，以提高與電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的短路容量，使其對(duì)電網(wǎng)和自身的影響在允許范圍內(nèi)； ② 采用SVC裝置，使其對(duì)電網(wǎng)和自身的影響在允許范圍內(nèi)。這兩種途徑相比，途徑 ① 是治標(biāo)的辦法，因?yàn)殡姞t對(duì)電網(wǎng)和自身的影響的各種量值并未消除，而是送到更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)去擴(kuò)散，隨著電爐不斷建設(shè)發(fā)展，這些量值在電網(wǎng)中增加積累，泛濫成災(zāi)，將會(huì)達(dá)到電網(wǎng)不能接受的程度，反而增加了對(duì)廣大用戶的影響，因此，使用范圍越來越??；而途徑 ② 是治本的辦法，它使電爐對(duì)電網(wǎng)和自身的影響的各種量值大部分就地消除了，其應(yīng)用前景廣闊。 近年來發(fā)展起來的SVC裝置是一種快速調(diào)節(jié)無功功率的裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償上，它可使所需無功功率作隨機(jī)調(diào)整，從而保持電弧爐等沖擊性負(fù)荷連接點(diǎn)的系統(tǒng)電壓水平的恒定[2]。即 Qi=QD+QLQC (1)式中 Qi為系統(tǒng)公共連接點(diǎn)的無功功率；QD為負(fù)荷所需的無功功率；QL為可調(diào)（可控）電抗器吸收的無功功率；QC為電容器補(bǔ)償裝置發(fā)出的無功功率，單位均為kvar。 當(dāng)負(fù)荷產(chǎn)生沖擊無功DQD時(shí)，將引起其中DQC =0，欲保持Qi不變，即DQi =0，則DQD = DQL，即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負(fù)荷無功功率作隨機(jī)調(diào)整，此時(shí)電壓水平能保持恒定不變。 SVC由可控支路和固定（或可變）電容器支路并聯(lián)而成，主要有四種型式，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。 近幾年來，用于電爐的SVC靜補(bǔ)系統(tǒng)逐步得到改善，實(shí)踐證明行之有效的有以下4種型式。 （1）晶閘管控制空芯電抗器型 即TCR型，見圖1(a)，該類型SVC具有反應(yīng)時(shí)間快（5~20ms），運(yùn)行可靠、無級(jí)補(bǔ)償、分相調(diào)節(jié)、能平衡有功、使用范圍廣、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的主要電氣設(shè)備制造公司都生產(chǎn)和積極推廣這種裝置，應(yīng)用最廣，使用例子是大量的，是發(fā)展的主流，正如專家撰文所總結(jié)的“尤其在控制電弧爐負(fù)荷產(chǎn)生的閃爍時(shí)幾乎都采用這種型式”。但是這種裝置由于采用了先進(jìn)的電子和光導(dǎo)纖維技術(shù)，對(duì)維護(hù)人員要專門培訓(xùn)以提高維護(hù)水平。并且設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)留一定的過載能力。 （2）晶閘管閥控制高阻抗變壓器型 即TCT型，見圖1(b)，該類型SVC優(yōu)點(diǎn)與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復(fù)雜，諧波分量也略大一些（因阻抗最大只能做到85%，起始控制角較TCR型大，不能達(dá)到諧波量較小的起始控制角），并約有50dB左右的噪聲，由于有油，要求一級(jí)防火，只宜布置在一層房子內(nèi)或戶外，容量在30Mvar以上時(shí)價(jià)格較貴，而不能得到廣泛應(yīng)用，故最早研究推廣應(yīng)用TCT型的國(guó)外電氣商現(xiàn)在也不推薦TCT型了。 （3）晶閘管開關(guān)控制電容器型 即TSC型，見圖1(c)，這種類型SVC的特點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間快（10~20ms），能分相調(diào)節(jié)、直接補(bǔ)償、裝置本身不產(chǎn)生諧波、損耗小，但是它是有級(jí)調(diào)節(jié)，綜合價(jià)格較高，因而也未得到廣泛應(yīng)用。在380V低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用較多。 （4）自飽和電抗器型 即SSR型，見圖1(d)，SSR型SVC裝置由于原材料消耗大，噪聲大，補(bǔ)償不對(duì)稱電爐負(fù)荷自身產(chǎn)生較多諧波電流，不具備平衡有功負(fù)荷的能力，加上制造復(fù)雜等因素，在近階段的應(yīng)用日趨減少。5 濾波裝置 該裝置由電容器、電抗器，有時(shí)還包括電阻器等無源元件組成，以對(duì)某次及以上次諧波形成低阻抗通路，達(dá)到抑制高次諧波的作用。由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴(kuò)大到容性區(qū)，所以濾波器與動(dòng)態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，這樣既滿足無功補(bǔ)償、改善功率因數(shù)，又能消除高次諧波的影響[3]。 國(guó)際上用于大型煉鋼電弧爐的濾波器種類有：各階次單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、二階寬頻帶與三階寬頻帶高通濾波器等。 （1）單調(diào)諧濾波器 一階單調(diào)諧濾波器見圖2(a)，優(yōu)點(diǎn)是濾波效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是電能損耗比較大，但隨著品質(zhì)因數(shù)的提高而減少，同時(shí)又隨諧波次數(shù)的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2~7次，因此，基波損耗較大。二階單調(diào)諧濾波器見圖2(b)，當(dāng)品質(zhì)因數(shù)在50以下時(shí)，基波損耗可減少20%~50%，屬節(jié)能型，濾波效果與二階單調(diào)諧濾波器等效。三階單調(diào)諧濾波器見圖2(c)，是損耗最小的濾波器，但組成復(fù)雜，投資也高，用于電弧爐系統(tǒng)中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調(diào)諧濾波器。 （2）高通（寬頻帶）濾波器 一般用于某次及以上次的諧波抑制，見圖2(b)。當(dāng)在電弧爐系統(tǒng)中采用，對(duì)5次以上起濾波作用時(shí)，通過參數(shù)調(diào)整，可形成該濾波器回路對(duì)5次及以上次諧波形成低阻抗通路。 用于大型電爐的濾波器組合最基本的有兩類： ① 用3~5組單調(diào)諧濾波器組成； ② 由2~4組單調(diào)諧濾波器和一組二階寬頻帶濾波器組成。第 ① 類組合對(duì)高次諧波濾波效果要差一些，但電能損耗低些；第 ② 類組合對(duì)高次數(shù)濾波效果好，分工也明確，設(shè)計(jì)也簡(jiǎn)單容易些。兩者組合各有優(yōu)缺點(diǎn)，總的發(fā)展趨勢(shì)是在濾波效果好的前提下減少組數(shù)以節(jié)省占地和投資，又要盡可能優(yōu)化組合以節(jié)省電能損耗。 除了在擾動(dòng)嚴(yán)重的場(chǎng)合必須采取以上外部抑制措施外，還可在閃變水平并不很高的許多情況下，通過改善電弧爐的運(yùn)行條件即可對(duì)電壓閃變進(jìn)行有效控制，如優(yōu)化電弧爐的電氣參數(shù)；在關(guān)鍵時(shí)刻修訂電力使用計(jì)劃；在一定時(shí)期改變電弧長(zhǎng)度；改善廢鋼裝載作法；采取預(yù)熱、吹氧、添加助燃物質(zhì)等措施[4]。6 結(jié)語 綜上所知，TCR型SVC是在電弧爐上得到廣泛應(yīng)用的主流型式，是發(fā)展的主流。我國(guó)SVC在電弧爐的應(yīng)用情況也是如此，如廣州鋼廠、韶關(guān)鋼廠、珠江鋼廠、天津大無縫鋼管廠、福建馬尾中鋼廠、齊齊哈爾鋼廠等的電弧爐全是不謀而合地引進(jìn)了TCR型SVC，在電弧爐上采用國(guó)產(chǎn)SVC裝置，且現(xiàn)已投入運(yùn)行的有大冶鋼廠雙50t高功率電爐、遼寧東洋鋼廠等。電弧爐車間設(shè)計(jì)在進(jìn)行電爐爐型設(shè)計(jì)之前首先要確定電弧爐的容量和座數(shù)，它主要與車間的生產(chǎn)規(guī)模，冶煉周期，作業(yè)率有關(guān)。在同一車間，所選電爐容量的類型一般認(rèn)為不超過兩種為宜。座數(shù)也不宜過多，一般設(shè)置一座或兩座電爐。為了確定電爐的容量和座數(shù)，首先要估算每次出崗量q：式中 Ga—車間產(chǎn)品方案中確定的年產(chǎn)量，100t；τ—冶煉周期，55min=；η—作業(yè)率，100%本設(shè)