【導(dǎo)讀】硅業(yè)有限公司是一家是具有獨(dú)立法人資格的民營(yíng)企業(yè)公司。。投資萬元建成投產(chǎn)KVA工業(yè)硅生產(chǎn)線，公司的發(fā)展戰(zhàn)略是走“電冶”之路，公司的地理位置優(yōu)越，公路、鐵路運(yùn)輸十分方便。產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。業(yè)基地決策，于年月經(jīng)政府批準(zhǔn)設(shè)立的。年月日正式成立，隨即又被列。為省重點(diǎn)開發(fā)區(qū)。、中亞硅業(yè)科技有限公司提交的有關(guān)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。的含量，故對(duì)各種原料質(zhì)量要求很高。、工業(yè)硅在制取鋁合金方面的用量，約占總用量的50%以上。工業(yè)硅還用作某些金屬的還原劑，用于制造新型陶瓷合金等。際年生產(chǎn)量約為70萬噸以上，我國(guó)已成為世界上最大的工業(yè)硅生產(chǎn)國(guó)家，對(duì)工業(yè)硅的需求量增加。目前，工業(yè)硅的價(jià)格：化學(xué)級(jí)工業(yè)硅的銷售價(jià)格為14500～16000元/噸。、各專業(yè)設(shè)計(jì)符合國(guó)家有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求；、環(huán)保貫徹“三同時(shí)”的原則，各種污染須經(jīng)治理達(dá)標(biāo)后排放。

　　

【正文】 、動(dòng)態(tài)無功； 51 次及以下諧波；三相平衡化補(bǔ)償電流。 ? 運(yùn)算空間矢量調(diào)制相關(guān)數(shù)據(jù)，作出各橋臂開關(guān)邏輯決策。 ? 向模塊驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出開 /關(guān)信號(hào)。 ? 按照設(shè)定的開關(guān)周期重復(fù)上列過程，實(shí)現(xiàn)高精度補(bǔ)償。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述 補(bǔ)償控制系統(tǒng)分為二個(gè)層面：指令控制層和開關(guān)控制層。層間由高速通信聯(lián)系。 指令控制層指令層的控制器（ CCC）是一個(gè)高性能的嵌入式計(jì)算機(jī)，它的任務(wù)都是涉及全局的。 ? 任務(wù) 1 ：對(duì)系統(tǒng)輸入電流 i1 采樣并 作變換。 ? 任務(wù) 2 ：補(bǔ)償電流指令運(yùn)算。這個(gè)指令是指系統(tǒng)在已補(bǔ)償?shù)臈l件下，對(duì)基波正序無功電流的缺口值的需求量。 ? 任務(wù) 3 ：向模塊廣播此電流指令。 ? 任務(wù) 4 ：執(zhí)行人機(jī)界面一應(yīng)任務(wù)。 ? 任務(wù) 5 ：綜合故障，并處理。 ? 任務(wù) 6 ：直接或指揮 PLC 控制電極調(diào)整操作電阻。 31 開關(guān)控制層 開關(guān)控制層的控制器（ DLC）同樣是高性能的嵌入式計(jì)算機(jī)，只不過芯片組成與 CCC 不同，每一個(gè)模塊都有 DLC，其任務(wù)只涉及本模塊。 ? 任務(wù) 1 ：接收 CCC發(fā)來的電流指令。 ? 任務(wù) 2 ：對(duì)本模塊輸出電流 ic 采樣并作變換。 ? 任務(wù) 3 ：根據(jù)任務(wù) 1 和任務(wù) 2 所得數(shù)據(jù)運(yùn)算各橋臂開關(guān)邏輯，并發(fā)出開關(guān)信號(hào)。 ? 任務(wù) 4 ：對(duì)本模塊電容電壓 Uc 采樣。根據(jù)正式運(yùn)行前調(diào)試設(shè)定的電壓值（亦即逆變器電 平值）執(zhí)行電壓閉環(huán)，以控制 Uc。 ? 任務(wù) 5 ：檢測(cè)本模塊故障。故障時(shí)切斷輸出，并向 CCC 發(fā)出故障信號(hào)。 比較項(xiàng) SVG 補(bǔ)償 電容投切補(bǔ)償 固定電容 FC 或開關(guān)、接觸器等機(jī)械投切 MSC 晶閘管投切 核心器件 GTO 或 IGBT等 電容器、高低壓電器元件 電容器、晶閘管、電感器等 補(bǔ)償?shù)臒o級(jí)特性 無級(jí)連續(xù)補(bǔ)償，補(bǔ)償精確。 有級(jí)補(bǔ)償，欠補(bǔ)及過補(bǔ)頻 繁 有級(jí)補(bǔ)償，欠補(bǔ)及過補(bǔ)頻繁，采用編碼方式可改善。 補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)性能 開關(guān)頻率高達(dá) 8～10KHZ， 補(bǔ)償實(shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)特性極好。響應(yīng)時(shí)間約 。 機(jī)械動(dòng)作緩慢，補(bǔ)償實(shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)特性不好。 優(yōu)于 MSC，響應(yīng)時(shí)間約 10mS。 對(duì)諧波的反應(yīng) 補(bǔ)償電流指令只根據(jù)檢測(cè)出來的無功需求運(yùn)算取得 ,任何自身負(fù)載的諧波或供電網(wǎng)路諧波電流都不會(huì)流入補(bǔ)償器，是主動(dòng)型補(bǔ)償。 由于電容器是并聯(lián)接入網(wǎng)路的 ,一旦接入就是被動(dòng)型的補(bǔ)償，不能阻擋交流電流流入。尤其嚴(yán)重的是當(dāng)電容器的參數(shù)與變壓器等感性設(shè)備的參數(shù)諧振于某頻 率時(shí)，內(nèi)外諧波電流都會(huì)被極度放大，導(dǎo)致電容支路上的器件燒毀或提前老化。 對(duì)接入點(diǎn)電壓的反應(yīng) 接入點(diǎn)電壓變化對(duì)SVG 無影響。這一特點(diǎn)對(duì)礦熱爐低壓補(bǔ)償尤為重要和有利。 電容器的補(bǔ)償容量大小與電壓的平方成正比，因此，當(dāng)?shù)V熱爐等設(shè)備因工藝需要通過分接開關(guān)調(diào)整二次電壓時(shí)，補(bǔ)償容量會(huì)發(fā)生極大的變化?；蚍催^來根據(jù)可能的最低電壓決定容量，根據(jù)可能32 的最高電壓決定電容耐壓，就需要大量增加投資。 對(duì)諧波和三相不平衡處理能力 可在補(bǔ)償動(dòng)態(tài)無功同時(shí)濾除諧波和糾正三相不平衡。可濾除任何次數(shù)的諧波。 完全無這方面的能力。 無此能力，除非增加諧振電抗器構(gòu)成無源濾波器，方能濾除選定次數(shù)的諧波。 接下頁 三相分補(bǔ)能力 極強(qiáng)的三相分別運(yùn)算和補(bǔ)償?shù)哪芰Α? 不能分補(bǔ) 可分補(bǔ)，但需使用單相電容器 Y 接法。礦熱爐低壓補(bǔ)償系統(tǒng)中，電壓又難以適配，故分補(bǔ)難度較大。 投入時(shí)電流沖擊性 無電流沖擊 隨機(jī)投入，因此在某些 投入角 ,電容回路具有極大的沖擊電流 ,需串接限流電抗器。接觸器或開關(guān)觸頭熔焊頻繁。 可通過測(cè)量與運(yùn)算選擇投入角，無大的沖擊電流，但仍有振蕩型電流需串接電抗器。 切斷時(shí)特性 電流降零后安全切除 隨機(jī)切斷，因此在某些 切斷角 ，接觸器觸頭拉 弧嚴(yán)重，接觸器電壽命 嚴(yán)重受損，更換頻繁。 可通過測(cè)量與運(yùn)算選擇切除角。 工作狀態(tài) 完全靜止，無動(dòng)作，無機(jī)械磨損，無聲無光。 接觸器頻繁動(dòng)作，有動(dòng) 作聲響，有機(jī)械磨損， 有弧光。 完全靜止，無動(dòng)作，無機(jī)械磨損，無聲無光。 維護(hù)量 免維護(hù) 維護(hù)量大，接觸器 電容老化需更換外33 1． SVG 補(bǔ)償與電容補(bǔ)償?shù)谋容^表 2． 礦熱爐 高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償比較表 比較項(xiàng) 低壓側(cè)補(bǔ)償 高壓側(cè)補(bǔ)償 有功功率傳輸 爐變和短網(wǎng)是全系統(tǒng)功率因數(shù)最低的部件，低壓側(cè)補(bǔ)償使?fàn)t子所需的無功功率改由補(bǔ)償器提供，無功電流不再流過爐變和短網(wǎng)（補(bǔ)償點(diǎn)前的部分），除避免了這部分無功電流在爐變和短網(wǎng)上的損耗外，在等同容量的情況下，爐變和短網(wǎng)傳輸?shù)哪芰ο鄳?yīng)提高了，在一次電流不變的情況下，電爐輸入有功功率大大增加，生產(chǎn)能力和效率得以提升。 由于補(bǔ)償點(diǎn)在爐變之前，故從爐變起的后面部分未有改變，僅能改善供電方面的功率因數(shù)，降低線損。對(duì)冶煉作用較小。 補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)性能 采用 SVG 可獲得極好的性能。 參見上表 由于使用機(jī)械式開關(guān)器件，故補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)性能不好（參見上表）。 無級(jí)補(bǔ)償，諧波補(bǔ)償，三相分補(bǔ)及補(bǔ)償精度，維護(hù)，壽命等方面 操作電阻可控性 在與電極升降自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)控時(shí)，操作電阻可通過補(bǔ)償量改變控制 參見上表 因補(bǔ)償量不能連續(xù)可控而不可控，僅能手動(dòng)調(diào)整電極位置。 冶煉工藝 、本設(shè)計(jì)工段設(shè)置為 : (01)原料工段 損壞量大。 免維護(hù) 壽命 半永久壽命 十年左右。 除電容老化外屬半永久壽命。 裝置體積 30～ 50% 100% 80% 損耗 因體積較小，連排短，少損耗較小。 34 (02)冶煉工段 (03)冷碎包裝工段 (04)冷卻水供給工段 (05 機(jī)電工段 、工藝流程 、原料工段 (01)外購(gòu)合格的硅石 (SiO2≥ %)送原料工段水洗篩分制備； (02)外購(gòu)合格的石油焦 (C≥ %)送原料工段 ,烘干 (H2O≤ 3%)破碎篩分處理； 。 (03)外購(gòu)合格的木炭、煙煤、木塊或甘蔗渣送原料工段 ,制備 。 (04)原材料按工藝配方要求比例和質(zhì)量經(jīng)過制備送至冶煉車間 .； 、冶煉工段 (01)合格混合原料 ,按爐況適量投送至電爐冶煉區(qū) 。 (02)根據(jù)料面塌落情況及時(shí)機(jī)械化送料至爐門爐料區(qū)填補(bǔ)過塌料區(qū)爐料，搗爐作業(yè) ,嚴(yán)防明弧 (刺火 )問題的發(fā)生 。 (03)根據(jù)料面下降情況和冶煉時(shí)間隔 ,按要求的操 作程序產(chǎn)出液態(tài)化學(xué)硅，同時(shí)進(jìn)行精煉 。 (04)根據(jù)冶煉情況適時(shí)調(diào)節(jié)電極插入料層深度 ,平穩(wěn)電爐負(fù)載 。 (05)正常生產(chǎn)情況下 ,化學(xué)級(jí)工業(yè)硅出爐時(shí)間隔約 150min。 (06)產(chǎn)出液態(tài)硅通入硅水包吹氧精煉，電動(dòng)抬包車運(yùn)出，澆注到分體硅水鑄摸，冷卻后送精整車間 .； 、包裝工段 (01)將硅水包內(nèi)液態(tài)硅轉(zhuǎn)置入錠模 ,自然冷硬 。 (02)將冷硬的化學(xué)硅從錠模中取出 ,置于冷卻架，分散放置自然冷卻至室溫 。 (03)將冷卻至室溫的化學(xué)硅破碎至供貨合同要求的粒度 ,按供貨的包裝要求分包 。 (04)將包裝并計(jì)量后的成品化 學(xué)級(jí)工業(yè)硅送至成品庫(kù)存放 。 (05)清除硅水包殘存附著物 ,置于出爐小車 ,轉(zhuǎn)入冶煉車間 . 、 操作工藝要求 、 配料 爐料配比根據(jù)爐料化學(xué)成分、含水量及爐況等因素確定。料批通常以 200公斤硅石為基準(zhǔn)，石油焦、木炭、木塊、煙煤等部分或全部按規(guī)定比例進(jìn)行配備。常規(guī)配備原則：石油焦 60%、木炭和木塊 35%，煙煤 5%左右?；蛘呤徒?40%，木炭和木塊 50%，煤煙 10%左右 ,也可配加少量碳素電極塊。爐料必須按規(guī)定配比準(zhǔn)確稱量，批料的稱量誤差不應(yīng)超過 1Kg； 一般取 200或 300Kg硅石為一批料，每次 只允許稱量一批料；變動(dòng)料批應(yīng)通過兩班次，各班次可根據(jù)爐況的變化適量附加某種爐料，并在生產(chǎn)記錄35 卡上如實(shí)記錄。 爐料水分波動(dòng)不應(yīng)超過 1%，以免影響爐料配備比例。原材料粒度配合比例應(yīng)合適，粉料多，燒損大，下部料層易缺炭，透氣性差；粒度大，比電阻小，電極易上抬。 、冶煉操作 、高溫冶煉 冶煉工業(yè)硅需要更高的溫度，工業(yè)硅的液相線溫度在 1410186。 C以上，因此需要在 17501850186。 C 高溫進(jìn)行冶煉。為了提高爐溫，減少熱損失，使SiC的形成和分解保持相對(duì)平衡，在具體操作中必須千方百計(jì)減少熱損失 ，擴(kuò)大“坩渦”區(qū)。 、加料 石油焦、木炭、煙煤和硅石等爐料均應(yīng)在爐前均勻混合，爐料拌和不勻，會(huì)在爐內(nèi)出現(xiàn)還原劑過多或過少的區(qū)域，不僅會(huì)影響還原的順利進(jìn)行，而且影響爐內(nèi)電流分布，影響電極下插。木塊在加料平臺(tái)上單獨(dú)堆放，視爐況加入爐內(nèi)或鋪加在爐料面上保溫。 采用出爐或沉料后集中加料的方法，其余少量的采用勤加薄蓋的方法，在調(diào)正火焰時(shí)加入。爐料拌合完畢以后，先加入木塊，再將混合好的爐料迅速集中加于電極周圍及爐心區(qū)域，使?fàn)t料在爐內(nèi)形成一個(gè)平頂錐體，錐體高度為 200400mm 。一般一次加入新料的數(shù)量相 當(dāng)于一小時(shí)以上的用料量。 應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)還原下料情況加料，平衡供給負(fù)荷、還原速度和加料速度，保持正常料面高度并控制爐溫。加料速度超過熔化和還原速度，料面抬升，爐溫下降；加料不足或電極上抬，強(qiáng)制控制料面，爐面溫度升高，熱損失和硅的揮發(fā)損失加大。 新料加完后進(jìn)行燜燒，同時(shí)根據(jù)爐內(nèi)下料快慢控制加料量，以保持正常的爐面高度。燜燒時(shí)間控制在 小時(shí)左右。 、沉料搗爐 當(dāng)爐內(nèi)爐料燜燒到規(guī)定時(shí)間時(shí)，爐面料殼下面的爐料基本熔燒空，爐面也開始發(fā)白發(fā)亮，火焰短而黃，料面在較大面積下塌時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制沉料操作。沉料時(shí)， 先用搗爐機(jī)從錐體外緣開始將料殼向下壓，使料層下榻，而后用搗爐機(jī)搗松錐體下腳。如果不到沉料時(shí)間而出現(xiàn)嚴(yán)重“刺火”時(shí)，可局部沉料、沉料間隔一般 小時(shí)左右。沉料時(shí)，爐料就地?fù)v松就地下沉，盡可能不影響爐料層結(jié)構(gòu)順序，大塊粘料和死料應(yīng)碎成小塊或推向爐心，同時(shí)鏟凈電極上的粘料。然后加入新料到規(guī)定的錐體高度。沉料時(shí)，高溫區(qū)外露，熱量損失大，因此沉料應(yīng)迅速，短時(shí)。使用鐵質(zhì)工具沉料要以搗頭發(fā)紅為度，避免搗頭融化而影響產(chǎn)品含鐵量。搗爐時(shí)應(yīng)防止圓鋼同電極相碰。 一般負(fù)荷正常、配料正確、爐料消耗均衡，電爐沉料時(shí)間間隔基本一致。36 負(fù)荷不足、前次投料過多、還原劑不足等問題會(huì)造成沉料時(shí)間間隔加長(zhǎng)。如果前次投料過多，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)爐料升溫時(shí)間；如果還原劑不足，應(yīng)在料面沉料區(qū)撒入少量還原劑，然后強(qiáng)制沉料。 、扎眼透氣 集中加料時(shí)，爐溫降低，反應(yīng)緩慢，氣體生成量不足。在燜燒一段時(shí)間后，爐溫迅速上升，反應(yīng)趨于激烈，氣體生成量急劇增加，應(yīng)在錐體下腳“扎眼”，均勻外逸爐氣。 為了改善爐料的透氣性，調(diào)節(jié)爐內(nèi)電流分布，擴(kuò)大“坩渦區(qū)”，除扎眼透氣外，還應(yīng)用搗爐機(jī)或鐵棒松動(dòng)錐體下腳和爐內(nèi)燒結(jié)嚴(yán)重的部位，但應(yīng)防止塌料。徹底搗爐應(yīng)在沉料時(shí)進(jìn)行。 、出硅、精煉、澆注 出硅前先將爐眼內(nèi)壁和流槽清理干凈。當(dāng)爐內(nèi)積存一定量硅液后，應(yīng)及時(shí)打開爐眼出硅。每爐間隔 ，每次出硅時(shí)間 40分鐘，特殊情況可臨時(shí)決定出爐時(shí)間。爐眼用Φ 100mm 石墨棒燒開，出爐時(shí)燒穿器必須由專人操作。硅直接出在硅水包內(nèi)。出爐開始抬包的底部吹氧精煉同時(shí)進(jìn)行，吹氧一直持續(xù)到澆注結(jié)束。為了順利完成出爐任務(wù)，石墨棒燒穿器可一邊燒一邊出爐。出硅結(jié)束后，把爐眼外沿及內(nèi)壁的硅渣扒凈，然后堵眼。堵眼材料為夾渣硅和合格的碎硅。先用塊狀結(jié)晶硅和夾渣硅填入爐眼孔洞，然后用碎碎硅堆成斜坡將爐眼 封住。最后用摻有碎電極糊的耐火泥封眼。按班次用量準(zhǔn)備堵眼工具：鐵釬、堵頭、木桿、鐵鏟等。澆注采用抬包坐在抬包車上的方法，硅水溫度高不能直接澆到硅水鑄摸中，硅水先澆入設(shè)置好的澆注緩沖溜槽再進(jìn)入做好保護(hù)的鑄摸中，硅水凝固后用專用的硅塊夾具將硅塊運(yùn)到指定擺放位置。 、取樣與精整 （ a）出爐結(jié)束后，取固體樣，試樣不得夾渣。 （ b）成品須精整后，裝桶（袋）入庫(kù)，不得露天堆放。 、特殊爐況的處理 還原劑用量是否合適的判斷 還原劑過量：料面發(fā)松、燒結(jié)性差，刺火塌料多，電流波動(dòng)大，電極易上抬，硅水溫度低，出硅時(shí)硅水流出不暢。 還原劑不足：料層粘，揭爐塊料多，電極下插過深，下料慢，出爐時(shí)硅水過熱，爐眼噴大火。 、當(dāng)還原劑用量不當(dāng)時(shí)，應(yīng)立即采取措施，避免導(dǎo)致爐況惡化。當(dāng)出爐不暢時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)出爐時(shí)間；當(dāng)爐眼嚴(yán)重堵塞時(shí)，一方面要扒掉浮料，重投缺炭新料，另一方面用燒穿器，連續(xù)燒爐眼直到硅水流出，爐眼噴火。 、爐眼維護(hù) 當(dāng)爐眼經(jīng)常有粘料塌落時(shí)，需要進(jìn)行維修。修理爐眼一般在停電檢修時(shí)37 進(jìn)行。維修前先將爐眼內(nèi)部的粘料扒凈，鏟掉外沿硬渣，然后把一個(gè)充滿合格碎硅的金屬圓管置入爐眼內(nèi)，砌好爐 墻后，爐眼內(nèi)補(bǔ)灌入碎電極糊。 、電氣工作制度 工作電壓可以在 1～ 13 級(jí)范圍內(nèi)調(diào)整，