Máy biến áp lò tinh luyện

Lò tinh luyện đóng vai trò là trạm xử lý thứ cấp trong quy trình sản xuất thép của lò hồ quang điện (EAF), chịu trách nhiệm tăng nhiệt độ của thép nóng chảy, tinh chỉnh thành phần hóa học và loại bỏ tạp chất. So với các máy biến áp được sử dụng cho EAF nóng chảy sơ cấp, các máy biến áp lò tinh luyện liên quan ít xảy ra hiện tượng tăng vọt ngắn mạch hơn nhưng yêu cầu độ chính xác cao hơn trong việc điều chỉnh điện áp và tần số hoạt động lớn hơn. Yulan Transformer sản xuất máy biến áp lò luyện có công suất từ ​​1.000 kVA đến 80.000 kVA; điện áp sơ cấp có thể được cấu hình cho 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV hoặc 110 kV, trong khi điện áp thứ cấp và cài đặt vòi được tùy chỉnh theo các đường cong quy trình tinh chỉnh cụ thể.

Sự khác biệt trong vận hành và ưu tiên thiết kế

Độ ổn định hồ quang: Hồ quang lò luyện tương đối ngắn và chìm dưới lớp xỉ; dao động dòng điện thấp hơn so với dao động trong lò nung chảy, dẫn đến ứng suất cơ học tương đối vừa phải lên cuộn dây.

Tần số điều chỉnh điện áp: Việc điều chỉnh nguồn điện diễn ra thường xuyên trong giai đoạn tinh chỉnh, với bộ chuyển đổi vòi khi tải có khả năng hoạt động hàng chục lần mỗi ngày; do đó, tuổi thọ của liên hệ và độ tin cậy chuyển mạch là những cân nhắc quan trọng khi lựa chọn.

Dải điện áp thứ cấp: Thường nằm trong khoảng từ 120 V đến 280 V - thấp hơn so với lò nung chảy nhưng cao hơn lò nung cacbua canxi - tùy thuộc vào công suất gáo và đường kính điện cực.

Lựa chọn trở kháng: Phải cân bằng giữa giới hạn dòng ngắn mạch và sụt áp trên các thanh cái mạng ngắn mạch; giá trị tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ 6% đến 10%, yêu cầu tính toán phối hợp với các thông số mạng ngắn của lò.

Phương pháp làm mát: Đối với công suất trên 8.000 kVA, mật độ tổn thất tăng lên, đòi hỏi phải tuần hoàn dầu cưỡng bức bằng làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước. Phạm vi thông số kỹ thuật

Thông số mục

Tham khảo cấu hình điển hình

Dữ liệu bên dưới được tổng hợp từ nhiều dự án hiện đang hoạt động và không đại diện cho một mô hình cụ thể nào. Các thông số cuối cùng phải tuân theo thỏa thuận kỹ thuật và tài liệu của nhà máy.

Sản xuất và xác minh

Yulan Transformer đã sản xuất máy biến áp lò điện từ năm 1999, cung cấp máy biến áp lò luyện cho nhiều nhà máy thép trên khắp Trung Quốc. Năng lực sản xuất bao gồm sức nâng 80 tấn, hệ thống sấy chân không pha hơi dầu hỏa công suất 400 kW, thiết bị kiểm tra xung 1.200 kV và máy biến áp thử nghiệm tần số điện không phóng điện cục bộ 400 kV. Trước khi rời khỏi nhà máy, mỗi thiết bị đều phải trải qua một loạt thử nghiệm toàn diện, bao gồm điện trở DC cuộn dây, tỉ số điện áp, điện trở cách điện, điện áp chịu tần số nguồn, điện áp chịu thử cảm ứng, tổn thất không tải, tổn thất tải, trở kháng ngắn mạch và thử nghiệm chu kỳ vận hành của bộ đổi điện khi tải (OLTC). Dữ liệu thử nghiệm được lưu trữ theo số sê-ri, đảm bảo khả năng truy nguyên đầy đủ về lô nguyên liệu thô và hồ sơ quy trình. Công ty có các chứng chỉ ISO 9001:2015, ISO 14001 và ISO 45001.

Chi tiết thiết kế

Bù sụt áp mạng ngắn

Chiều dài và cách bố trí của mạng ngắn mạch (nối các cực thứ cấp của máy biến áp với các điện cực) ảnh hưởng đến điện áp thực tế bên trong lò. Sự sụt giảm điện áp trên mạng ngắn hạn phải được tính đến khi thiết kế điện áp thứ cấp; nếu không, sức mạnh tinh luyện sẽ không đủ. Người dùng nên cung cấp dữ liệu về trở kháng và chiều dài mạng ngắn để tính toán cuộn dây.

Nhấn vào lựa chọn thay đổi

Lò luyện tinh yêu cầu điều chỉnh điện áp thường xuyên; bộ đổi vòi máy biến áp điện tiêu chuẩn có thể không đáp ứng được yêu cầu về tuổi thọ sử dụng. Nên sử dụng bộ thay đổi vòi hút chân không hoặc loại chuyển mạch tốc độ cao được thiết kế đặc biệt cho máy biến áp lò điện, cùng với hệ thống lọc dầu độc lập.

Cấu trúc quanh co

Do dòng điện thứ cấp cao, người ta sử dụng các dây dẫn chuyển vị hoặc nhiều dây dẫn song song, với sự chuyển vị ở hai đầu để đảm bảo cân bằng dòng điện. Thanh cái bằng đồng được sử dụng làm đầu ra theo cấu hình "song song ngược pha" để giảm thiểu từ trường bên ngoài và làm nóng các bộ phận kết cấu.

Tích tụ nhiệt và cách nhiệt

Lò tinh chế hoạt động theo mẻ, làm cho máy biến áp phải làm nóng và làm mát theo chu kỳ. Cấu trúc kẹp phải kết hợp lực kẹp đặt trước để ngăn chặn sự lỏng lẻo cách điện trong quá trình luân chuyển nhiệt. Sự tăng nhiệt độ của lớp dầu trên được xác minh dựa trên các điều kiện vận hành đầy tải liên tục; thiết kế dựa trên tình trạng quá tải ngắn hạn không được khuyến khích.

Sóng hài và công suất phản kháng

Bản chất phi tuyến tính của hồ quang lò luyện tạo ra sóng hài, trong khi hệ số công suất tương đối thấp (0,75 đến 0,85). Thiết kế máy biến áp kết hợp các giới hạn cho sóng hài liên quan đến mặt cắt dây dẫn và lớp che chắn, trong khi việc bù công suất phản kháng được xử lý ở phía hệ thống.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Máy biến áp lò luyện tinh có thể được sử dụng thay thế cho máy biến áp lò hồ quang nóng chảy không?

Nó không được khuyến khích. Máy biến áp lò nóng chảy có trở kháng cao hơn, phạm vi điều chỉnh điện áp rộng hơn và yêu cầu độ bền cơ học khắt khe hơn. Nếu sử dụng máy biến áp lò luyện để nấu chảy, nó có thể bị hỏng do sốc ngắn mạch thường xuyên. Ngược lại, trong khi sử dụng máy biến áp lò nóng chảy để tinh chế là khả thi, thì sự không phù hợp về độ chính xác điều chỉnh điện áp và số bước điều chỉnh có thể gây khó khăn cho việc điều khiển công suất.

Hỏi: Dải điện áp thứ cấp được xác định như thế nào?

Nhà sản xuất lò cung cấp đường cong điện áp dựa trên kích thước lò, đường kính điện cực và loại thép cần tinh luyện. Sau đó, nhà thiết kế máy biến áp sẽ chuyển thông tin này thành số lượt rẽ và vị trí điểm nhấn cụ thể. Việc sửa đổi điện áp thứ cấp ở giai đoạn sau sẽ đòi hỏi phải thiết kế lại các cuộn dây; do đó, việc xác nhận các thông số trong giai đoạn đầu là rất quan trọng.

Hỏi: Hệ thống làm mát bằng nước có cần thiết cho máy biến áp lò luyện không?

Đối với công suất dưới 8.000 kVA, làm mát bằng không khí thường là đủ. Trên công suất này hoặc khi không gian lắp đặt bị hạn chế, việc làm mát bằng nước có thể làm giảm kích thước của bộ tản nhiệt, mặc dù nó đòi hỏi yêu cầu bảo trì cao hơn. Hệ thống làm mát bằng nước phải đảm bảo áp suất dầu luôn cao hơn áp suất nước.

Hỏi: Số bước điều chỉnh điện áp thích hợp cho máy biến áp lò luyện là bao nhiêu?

Năm đến tám bước là đủ để tinh chế thép cacbon thông thường, trong khi 11 đến 15 bước được chọn cho thép hợp kim hoặc thép không gỉ khi cần kiểm soát nhiệt độ chính xác. Quá nhiều bước sẽ làm tăng chi phí và số điểm hỏng hóc tiềm ẩn đối với bộ đổi vòi nước, do đó cần phải đạt được sự cân bằng dựa trên các yêu cầu của quy trình.

Hỏi: Môi trường lắp đặt ảnh hưởng đến máy biến áp như thế nào?

Khu vực lò luyện tinh có đặc điểm là nồng độ bụi cao và nhiệt độ tăng cao; máy biến áp phải được đặt ở nơi thông thoáng và được che chắn để không tiếp xúc trực tiếp với xỉ thép bay. Việc lắp đặt ngoài trời yêu cầu hộp đầu cuối và tủ điều khiển có xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập cao hơn và phải xem xét tác động của nhiệt độ môi trường cao đến hiệu quả làm mát.