Transformator pieca rafinacyjnego

Piec rafinacyjny pełni funkcję stanowiska wtórnego w procesie wytwarzania stali w elektrycznym piecu łukowym (EAF), odpowiedzialnego za podniesienie temperatury roztopionej stali, dostrojenie jej składu chemicznego i usunięcie wtrąceń. W porównaniu z transformatorami używanymi do pierwotnego topienia EAF, powiązane transformatory pieca rafinacyjnego doświadczają rzadszych przepięć zwarciowych, ale wymagają większej precyzji regulacji napięcia i większej częstotliwości roboczej. Yulan Transformer produkuje transformatory do pieców rafinacyjnych o mocy od 1000 kVA do 80 000 kVA; napięcia pierwotne można skonfigurować na 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV lub 110 kV, natomiast napięcia wtórne i ustawienia zaczepów są dostosowywane zgodnie z określonymi krzywymi procesu rafinacji.

Różnice operacyjne i priorytety projektowe

Stabilność łuku: Łuk pieca rafinacyjnego jest stosunkowo krótki i zanurzony pod warstwą żużla; wahania prądu są mniejsze niż w piecach do topienia, co powoduje stosunkowo umiarkowane naprężenia mechaniczne uzwojeń.

Częstotliwość regulacji napięcia: Na etapie rafinacji często dochodzi do regulacji mocy, przy czym przełącznik zaczepów pod obciążeniem może działać dziesiątki razy dziennie; w związku z tym żywotność styków i niezawodność przełączania są kluczowymi czynnikami branymi pod uwagę przy wyborze.

Zakres napięcia wtórnego: Zwykle od 120 V do 280 V — niższe niż w piecach do topienia, ale wyższe niż w piecach z węglikiem wapnia — w zależności od pojemności kadzi i średnicy elektrody.

Wybór impedancji: Musi równoważyć ograniczenie prądu zwarciowego ze spadkiem napięcia na szynach zbiorczych krótkiej sieci; standardowe wartości wahają się od 6% do 10%, co wymaga skoordynowanych obliczeń z parametrami krótkiej sieci pieca.

Metoda chłodzenia: W przypadku mocy przekraczających 8000 kVA zwiększa się gęstość strat, co wymaga wymuszonego obiegu oleju z chłodzeniem powietrzem lub chłodzeniem wodnym. Zakres parametrów technicznych

Parametr pozycji

Typowe odniesienie do konfiguracji

Poniższe dane są zbiorcze z wielu aktualnie realizowanych projektów i nie reprezentują jednego konkretnego modelu. Parametry końcowe podlegają umowie technicznej i dokumentacji fabrycznej.

Produkcja i weryfikacja

Yulan Transformer produkuje transformatory do pieców elektrycznych od 1999 roku, dostarczając transformatory do pieców rafinacyjnych dla licznych hut stali w całych Chinach. Możliwości produkcyjne obejmują udźwig 80 ton, system suszenia próżniowego w fazie gazowej nafty o mocy 400 kW, sprzęt do testowania impulsów 1200 kV oraz transformator testowy częstotliwości energetycznej 400 kV, pozbawiony częściowego rozładowania. Przed opuszczeniem fabryki każde urządzenie przechodzi kompleksową serię testów, obejmujących rezystancję uzwojenia prądu stałego, przekładnię napięciową, rezystancję izolacji, napięcie wytrzymywane o częstotliwości sieciowej, indukowane napięcie wytrzymywane, utratę obciążenia bez obciążenia, utratę obciążenia, impedancję zwarciową i testy cyklu pracy przełącznika zaczepów pod obciążeniem (OLTC). Dane testowe są archiwizowane według numeru seryjnego, co zapewnia pełną identyfikowalność aż do partii surowców i zapisów procesów. Firma posiada certyfikaty ISO 9001:2015, ISO 14001, ISO 45001.

Szczegóły projektu

Kompensacja spadku napięcia w krótkiej sieci

Długość i układ krótkiej sieci (łączącej zaciski wtórne transformatora z elektrodami) wpływają na rzeczywiste napięcie wewnątrz pieca. Projektując napięcie wtórne, należy uwzględnić spadek napięcia w krótkiej sieci; w przeciwnym razie moc rafinacyjna będzie niewystarczająca. Użytkownicy powinni dostarczyć dane dotyczące impedancji i długości krótkiej sieci do obliczeń uzwojenia.

Wybierz opcję zmieniacza

Piece rafinacyjne wymagają częstej regulacji napięcia; standardowe przełączniki zaczepów transformatorów mocy mogą nie spełniać wymagań dotyczących żywotności. Zalecane są próżniowe przełączniki zaczepów pod obciążeniem lub szybkie przełączniki zaprojektowane specjalnie dla transformatorów z piecami elektrycznymi, wraz z niezależnym systemem filtracji oleju.

Struktura kręta

Ze względu na duże prądy wtórne stosuje się przewody transponowane lub wiele przewodów równoległych z transpozycją na końcach, aby zapewnić równowagę prądową. Szyny miedziane służą do wyprowadzeń w konfiguracji „w fazie odwrotnej-równoległej”, aby zminimalizować zewnętrzne pola magnetyczne i nagrzewanie się elementów konstrukcyjnych.

Akumulacja ciepła i izolacja

Piece rafineryjne pracują wsadowo, poddając transformator cyklicznemu nagrzewaniu i chłodzeniu. Struktura zaciskająca musi uwzględniać ustaloną siłę zaciskania, aby zapobiec poluzowaniu się izolacji podczas cykli termicznych. Wzrost temperatury górnego oleju sprawdza się w oparciu o ciągłe warunki pracy przy pełnym obciążeniu; nie zaleca się projektowania opartego na krótkotrwałym przeciążeniu.

Harmoniczne i moc bierna

Nieliniowy charakter łuku pieca rafinacyjnego generuje harmoniczne, podczas gdy współczynnik mocy jest stosunkowo niski (0,75 do 0,85). Projekty transformatorów uwzględniają marginesy harmonicznych w odniesieniu do przekrojów przewodów i ekranowania, natomiast kompensacja mocy biernej jest obsługiwana po stronie systemu.

Często zadawane pytania

P: Czy transformator do pieca rafinacyjnego może być używany zamiennie z transformatorem do pieca łukowego do topienia?

Nie jest to zalecane. Transformatory z piecem do topienia charakteryzują się wyższą impedancją, szerszym zakresem regulacji napięcia i bardziej rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi wytrzymałości mechanicznej. Jeśli do topienia używany jest transformator pieca rafinacyjnego, może on ulec uszkodzeniu w wyniku częstych udarów zwarciowych. I odwrotnie, chociaż zastosowanie transformatora z pieca do topienia do rafinacji jest możliwe, niedopasowanie precyzji regulacji napięcia i liczby stopni zaczepu może utrudnić kontrolę mocy.

P: Jak określa się zakres napięcia wtórnego?

Producent pieca udostępnia krzywą napięcia w oparciu o wymiary kadzi, średnicę elektrody i gatunki stali przeznaczone do rafinacji. Projektant transformatora następnie przekłada to na konkretną liczbę zwojów i pozycje zaczepów. Modyfikacja napięcia wtórnego na późniejszym etapie wymagałaby przeprojektowania uzwojeń; dlatego kluczowe znaczenie ma potwierdzenie parametrów w fazie początkowej.

P: Czy do rafinacji transformatorów piecowych niezbędny jest system chłodzenia wodą?

W przypadku mocy poniżej 8000 kVA zwykle wystarczające jest chłodzenie powietrzem. Powyżej tej wydajności lub tam, gdzie przestrzeń montażowa jest ograniczona, chłodzenie wodą może zmniejszyć rozmiar grzejnika, choć wiąże się to z większymi wymaganiami konserwacyjnymi. Układ chłodzenia wodą musi zapewniać, że ciśnienie oleju pozostanie wyższe niż ciśnienie wody.

P: Jaka jest odpowiednia liczba stopni regulacji napięcia dla transformatora pieca rafinacyjnego?

Do rafinacji zwykłej stali węglowej wystarczy pięć do ośmiu etapów, natomiast w przypadku stali stopowej lub stali nierdzewnej, gdy wymagana jest precyzyjna kontrola temperatury, wybiera się od 11 do 15 etapów. Nadmierna liczba kroków zwiększa koszt i liczbę potencjalnych punktów awarii przełącznika zaczepów, dlatego należy zachować równowagę w oparciu o wymagania procesu.

P: Jak środowisko instalacji wpływa na transformator?

Obszar pieca rafinacyjnego charakteryzuje się wysokim poziomem zapylenia i podwyższonymi temperaturami; transformator powinien być umieszczony w dobrze wentylowanym pomieszczeniu i osłonięty przed bezpośrednim kontaktem z latającym żużlem stalowym. Instalacje zewnętrzne wymagają skrzynek zaciskowych i szaf sterowniczych o wyższym stopniu ochrony przed wnikaniem, a także należy wziąć pod uwagę wpływ wysokich temperatur otoczenia na wydajność chłodzenia.