Transformator pieca elektrycznego do rafinacji

Piece rafinacyjne, w tym stacje rafinacji kadzi i urządzenia do odgazowywania próżniowego, działają po topieniu pierwotnym. Transformator pieca elektrycznego do rafinacji zasilający łuk rafinacyjny musi zapewniać precyzyjne stopnie mocy, a nie pochłaniać gwałtowne wstrząsy zwarciowe. Yulan Transformer produkuje transformatory do pieców elektrycznych do zastosowań rafineryjnych o mocy od 1000 kVA do 80 000 kVA, o napięciach pierwotnych 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV lub 110 kV. Sekwencje napięcia wtórnego i zaczepów opracowywane są na podstawie krzywej mocy rafinacji i danych dotyczących krótkiej sieci dostarczonych przez stalownię.

Profil operacyjny

Łuki rafinacyjne są krótsze i bardziej stabilne niż łuki topiące. Elektrody są zwykle zanurzone w żużlu, a wahania prądu są mniejsze. Zmniejsza to naprężenia mechaniczne uzwojeń, ale zwiększa zapotrzebowanie na przełącznik zaczepów. Często dokonuje się regulacji mocy w celu kontrolowania temperatury i odzysku stopu, dlatego przełącznik zaczepów pod obciążeniem może działać dziesiątki razy dziennie. Transformator musi również tolerować powtarzające się cykle termiczne, ponieważ ciepło jest przetwarzane jeden po drugim.

Kolejną różnicą jest interakcja z krótką siecią. Odległość od zacisków wtórnych transformatora do elektrod wprowadza impedancję, która zmniejsza efektywne napięcie łuku. Konstrukcja transformatora musi uwzględniać ten spadek napięcia, w przeciwnym razie moc rafinacji będzie niższa od docelowej.

Produkcja i weryfikacja

Yulan Transformer produkuje transformatory piecowe od 1999 roku, a piece rafinacyjne działają w kilku hutach stali. Fabryka wyposażona jest w podnośnik o udźwigu 80 ton, system suszenia próżniowego w fazie gazowej nafty o mocy 400 kW, system testowania impulsowego 1200 kV oraz transformator testowy częstotliwości energetycznej 400 kV bez wyładowań częściowych. Przed wysyłką każde urządzenie poddawane jest testom rezystancji uzwojenia prądu stałego, współczynnika napięcia, rezystancji izolacji, wytrzymywania częstotliwości sieciowej, przepięć indukowanych, strat bez obciążenia, strat obciążenia, impedancji zwarciowej i działania przełącznika zaczepów pod obciążeniem. Zapisy testów są archiwizowane według numeru seryjnego i można je powiązać z partiami materiałów i zapisami uzwojeń. Firma posiada certyfikaty ISO 9001:2015, ISO 14001, ISO 45001.

Zakres specyfikacji

Typowe konfiguracje według rozmiaru kadzi

Poniższa tabela zawiera zestawienie wcześniejszych projektów i ma charakter ogólny. Ostateczne parametry potwierdzone są w umowie technicznej.

Uwagi do projektu

Spadek napięcia w krótkiej sieci

Transformator pieca elektrycznego do rafinacji napięcia wtórnego musi być ustawiony na wystarczająco wysoką wartość, aby skompensować spadek kabla i szyny zbiorczej pomiędzy transformatorem a elektrodami. Klient powinien podać impedancję i długość krótkiej sieci, aby można było odpowiednio dostosować konstrukcję uzwojenia.

Wybór przełącznika zaczepów

Praca rafinacyjna wymaga częstych zmian zaczepów. Standardowe przełączniki zaczepów z transformatorem mocy mogą nie osiągnąć oczekiwanej trwałości styków. Preferowane są próżniowe przełączniki zaczepów pod obciążeniem lub jednostki specjalnie przystosowane do pracy w piecu. Zalecany jest również oddzielny układ filtrowania oleju dla przedziału przełącznika zaczepów.

Konstrukcja kręta

Prądy wtórne są wysokie, dlatego stosuje się przewody transponowane lub wiele równoległych gałęzi. Transpozycje końcowe zapewniają równomierną dystrybucję prądu. Przewody są wykonane z prętów miedzianych, tam gdzie to możliwe, ułożone w odwrotne połączenie równoległe tej samej fazy, redukując zewnętrzne pola magnetyczne i nagrzewanie strukturalne.

Cykl termiczny

Praca okresowa powoduje powtarzające się ogrzewanie i chłodzenie. Konstrukcja zaciskowa wykorzystuje wstępnie naprężone drążki ściągające i dociskane sprężynami płyty dociskowe, aby utrzymać ciśnienie uzwojenia bez uszkadzania izolacji. Wzrost temperatury górnego oleju sprawdza się w warunkach ciągłego pełnego obciążenia, a nie przy założeniu krótkotrwałego przeciążenia.

Harmoniczne i moc bierna

Łuk rafinacyjny wytwarza prądy harmoniczne i opóźniony współczynnik mocy, zwykle pomiędzy 0,75 a 0,85. Przekroje przewodów i ekranowanie uwzględniają margines strat harmonicznych. Kompensacja mocy biernej jest obsługiwana na poziomie systemu.

Często zadawane pytania

Czy transformator pieca rafinacyjnego można zastosować do topienia pierwotnego?

Nie jest to zalecane. Transformatory pieca do topienia są zaprojektowane na wyższą impedancję i większe siły zwarciowe. Transformator rafinacyjny może nie przetrwać częstych zdarzeń bliskich zwarcia podczas topienia złomu. Czasami możliwy jest odwrotny kierunek, przy użyciu transformatora topiącego do rafinacji, ale zakres zaczepów i stopnie napięcia mogą nie odpowiadać procesowi rafinacji.

Jak określa się zakres napięcia wtórnego?

Konstruktor pieca zapewnia krzywą napięcia w oparciu o rozmiar kadzi, średnicę elektrody i gatunek stali. Projektant transformatora przekształca to na zwoje i pozycje zaczepów. Zmiana napięcia wtórnego po zatwierdzeniu projektu wymaga przeróbki uzwojenia.

Czy do rafinacji transformatorów piecowych konieczne jest chłodzenie wodą?

Poniżej około 8000 kVA zwykle wystarczające jest chłodzenie powietrzem. Powyżej tej wartości lub gdy przestrzeń jest ograniczona, chłodzenie wodą zmniejsza rozmiar chłodnicy, ale wymaga więcej konserwacji. Ciśnienie oleju musi zawsze przekraczać ciśnienie wody, aby zapobiec przedostawaniu się wody.

Ile pozycji kranu jest odpowiednich?

W przypadku zwykłej stali węglowej wystarczy 5 do 8 kranów. Stale stopowe i nierdzewne często wymagają od 11 do 15 kranów, aby zapewnić lepszą kontrolę temperatury. Większa liczba kranów zwiększa koszt przełącznika zaczepów i zwiększa potencjalne punkty awarii, więc liczba powinna odpowiadać wymaganiom procesu.

Jakie warunki w miejscu montażu wpływają na instalację?

Obszary rafinacji charakteryzują się wysoką temperaturą otoczenia i zapyleniem. Transformator należy umieścić w dobrze wentylowanym miejscu, z dala od rozprysków żużla. Instalacje zewnętrzne wymagają odpornych na warunki atmosferyczne skrzynek zaciskowych i szaf sterowniczych. Wysoka temperatura otoczenia zmniejsza wydajność chłodzenia, dlatego należy odpowiednio dostosować moc chłodnicy.