电熔镁炉节能工程

营口市镁产业节能技术 示范推广工程

营口市生产力促进中心

前 言营口地区现有生产电熔镁砂企业91家，拥有电熔镁炉 644台，电熔镁砂年生产能力在170万吨以上。其中大石桥 市60家518台，盖州市17家64台，老边区7家20台，营口开 发区7家42台 。以轻烧镁粉为原料的256台，以菱镁矿石为 原料的425台。 据统计，2006年营口地区生产企业电耗48亿千瓦时， 电熔镁行业电耗为23.3亿千瓦时，电熔镁行业电耗占全市 生产企业电耗的50%左右。其中以菱镁矿石为原料一步法每 吨用电3300—3500kwh,以轻烧镁粉为原料二步法每吨用电 2800—3000kwh。 由于多数企业设备、工艺落后，进行技术和设备的改 造，降低电量损耗，潜力巨大，具有重要意义。 。

节能项目目前，在电熔镁行业已成熟的节能技术主 要有： 1、电极智能化控制系统； 2、高效节能电 炉变压器、电抗器和变频率补偿器的应用； 3、 低压短网改造技术；4、固定电极轨道技术；5、 炉体大容量及炉体保温处理技术；6、余热回 收利用；7、静电除尘装置的应用；8、先进的 生产操作技术应用等；需要进一步攻关的节能 技术主要有：1、由三相交流变直流电冶炼技 术；2、炉体机构改造技术；3、多极可调电压 技术等。

节能目标三年内对营口地区600多座电熔镁炉完成综合节能技术改造。 三年内对营口地区600多座电熔镁炉完成综合节能技术改造。 600多座电熔镁炉完成综合节能技术改造 2007年计划在5家企业完成示范推广150台 2008年计划再实现 2007年计划在5家企业完成示范推广150台；2008年计划再实现 年计划在 150 推广150 150台 2009年计划完成所有电熔镁炉的技术改造任务 年计划完成所有电熔镁炉的技术改造任务。 推广150台；2009年计划完成所有电熔镁炉的技术改造任务。通过 推广电熔镁炉节能技术及后续攻关技术的示范推广， 推广电熔镁炉节能技术及后续攻关技术的示范推广，使营口地区 379台电熔镁炉利用菱镁石一步法生产电熔镁砂的平均电耗由原来 379台电熔镁炉利用菱镁石一步法生产电熔镁砂的平均电耗由原来 3300千瓦时 吨降低到3000千瓦时/ 千瓦时/ 3000千瓦时 256台电熔镁炉利用轻烧 的3300千瓦时/吨降低到3000千瓦时/吨，256台电熔镁炉利用轻烧 粉二步法生产电熔镁砂的平均电耗由原来的2900千瓦时/ 2900千瓦时 粉二步法生产电熔镁砂的平均电耗由原来的2900千瓦时/吨降低到 2600千瓦时 千瓦时/ 年节电量2 3亿千瓦时，节电率实现10%以上， 10%以上 2600千瓦时/吨，年节电量2—3亿千瓦时，节电率实现10%以上，电 熔镁砂的高品位产品产率提升3%以上，综合效益可实现2.3亿元， 3%以上 2.3亿元 熔镁砂的高品位产

品产率提升3%以上，综合效益可实现2.3亿元， 综合收益率提高15%以上。 15%以上 综合收益率提高15%以上。 电熔镁行业“十一五”前两年可实现年节电5%的目标， 电熔镁行业“十一五”前两年可实现年节电5%的目标，“十一 5%的目标 末将实现年节电10%的目标。 10%的目标 五”末将实现年节电10%的目标。

电弧炉分类工业上应用的电弧炉可分为三类： 工业上应用的电弧炉可分为三类： 第一类是直接加热式 直接加热式， 第一类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的 炉料之间，炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢， 炉料之间，炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢，其次也用于 熔炼铁、 耐火材料、精炼钢液等。 熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。 第二类是间接加热式 电弧发生在两根专用电极棒之间， 间接加热式， 第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间， 炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。 炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。这种炉子噪 声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。 声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。 第三类称为矿热炉 是以高电阻率的矿石为原料， 矿热炉， 第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作 过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是： 过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是：既 利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量， 利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时也利用了电 极和炉料间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。 极和炉料间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。

电弧炉的组成设备 炉用变压器 电抗器 高压断路器 电流互感器 电磁搅拌器

电弧炉对电能效率的影响一、电弧炉的用电环境和状况 用于冶炼的电弧炉一般有三个特征工作阶段： 开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大 初精炼及加热阶段 精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损坏 普通交流电弧炉的冶炼周期约为3~8h,取决于供电电路参数、 电炉容量和冶炼的工艺等。熔化期约0.5~2h,为三相不对称 的冲击负荷，电流极不稳定，消耗电能大、约占总耗电量的 60%~70%。氧化和还原的精炼期电压波动和耗电量都显著 降低。

电弧炉对电能效率的影响二、电能效率的影响 电弧炉对于电能的浪费主要表现在二个方面，一是功率 因素较低，二是在熔化期间产生大量的闪变和谐波。 抑制或还原电弧炉在冶炼熔化期产生的闪变的数量和闪 变尖峰值，将这部分无效功率转变为有效功率

,既可以提高 电弧炉的电能效率，节省电能，也可以消除其对电网的冲击 和污染，同时对敏感电力设备起到保护作用。

超高速净化节电保护器技术背景 超高速净化节电保护器(瞬态电压浪涌抑制器 (TVSS))是上世纪90年代美 国最新科技产品。它是随着超高速计算机的民用化和电力行业污染治理的市场 需求应运而生的。不仅能有效治理电力系统各种“闪变”污染、保护设备免受 “闪变”和雷击的冲击，同时可以节约电能。 1998年2月16日，美国UL认证机构专门为TVSS产品制定了检测标准。无 论理论上和实践上都被证明是优秀的专利技术，领先时代。 斯瑞斯曼(北京)科技有限公司 斯瑞斯曼(北京)科技有限公司做为一家长期从事钢铁冶金行业技术服务 的高新科技公司，在国内率先提出了通过抑制和还原电弧炉冶炼过程中产生的 大量"闪变"以达到降低其耗电成本的目的的最新和有效方法。为此，斯瑞斯曼 公司引进美国在研制瞬态电压浪涌抑制器的技术，于2003年5月设计研制出针 对国内电弧炉特点的专用超高速净化节电保护器，该产品低成本免维护，并且 在国内进行了试用，取得了满意的节电效果，得到了企业的认可和欢迎。

超高速净化节电保护器产品功能 一、节电功能 节电途径主要有： 1) 缓冲节电：超高速净化节电保护器切断了内外部电路" 闪变"冲击所造成的电表加快旋转，使电表能够正确计量； 2) 降温节电："闪变"造成的感性负荷增加铁损和线损、开 关起弧、输电线路阻抗增加等导致升温耗电，超高速净化节电 保护器通过消除"闪变"阻止了这部分损耗； 3) 清洁节电："闪变"使接触器及线路生成氧化膜增加阻抗， 超高速净化节电保护器通过不断抑制这些氧化膜的生成而节电。 此外，清洁后的电源使电动机、变压器的转换效率得以提高。

超高速净化节电保护器产品功能 二、保护功能 据世界最权威的UL机构统计：安装超高速净化节电保护器 能使电子设备延长寿命40%;机电设备延长寿命30%;照明设备 延长寿命35-45% 斯瑞斯曼超高速净化节电保护器同时具备防雷击保护功能， 对于超过6500V,6000A的雷击"闪变",超高速净化节电保护器 将启动保护线路短路，促使前端限流保护开关(保险装置)"跳 闸",以确保后续设备的安全。

超高速净化节电保护器产品功能 三、清洁电源 抑制谐波和闪变对供电环境的污染，减少由此产生的供 电事故。并可减少由于电源污染而造成的大量的设备维修费 用。

谐波污染治理措施比较 措施简介波形 修正率 节电率炉龄延长功率因素投 入费用维护费用应用范围SVC静止无功补偿器 (由并联的感性

、容性两大回路构成。) 90%15%~20%30%↑100~500万高电网中存在着 大量的谐波源，电网污染严重FC固定电容器组+ TVSS节电保护器60%8% ~ 12%30%↑60~80万中 谐波对电能的污染较严重；功率因素低，无功功 耗大TVSS节电保护器45%2%~10%30%不变 25~40万无电网质量较差，对设备的正常使用造 成了严重的影响

电弧炉能效控制系统组成框图

电弧炉能效控制器

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