电石炉短网改造及加装无功补偿技术改造

电石炉短网改造及加装无功补偿技术改造

邵飞

（国家能源集团宁夏英力特化工股份有限公司宁夏石嘴山市753200）

摘要：①对公司电石炉进行短网改造。对电石炉改变现有短网角度、缩短短网长度、适当加大短网截面积，以及设备隔磁改造，从根本上解决短网压降损耗问题，功率因素得到了大幅提高。电石炉设备开车率、电耗、产量有了明显的增②对公司电石炉加装无功补偿装置。在电石行业，高载能电石炉具有低电压大电流的特点，功率因数普遍较低，而功率因数是矿热炉整体电气性能的最重要指标之一，是影响日产量和电耗的主要因数。对矿热炉实施低压无功补偿，可提高功率因数，实现节能增效的目的。

关键词：电石炉；短网；补偿

1.编制的依据、原则及范围

1.1编制依据

①宁发改环资[2010]431号文件《关于组织申报资源节约和环境保护2011年中央预算内投资备选项目的通知》二0一0年七月二十六日；

②国家有关的工程设计的法规、规范、标准；

1.2编制原则

①积极采用先进的生产技术，对企业生产及照明设施进行节能技术改造，减少能源的消耗。

②对项目技术方案进行研究、比较、分析，确定工艺技术方案、设备选型及主要配套工程的规模。

③对项目的投资、资金来源进行计算、分析，预测项目各项经济指标及抗风险能力。

1.3编制范围

对公司电石炉短网进行改造和加装无功补偿装置

1.4研究结论

1.4.建设规模及方案

①对公司电石炉进行短网改造。对4台16500KVA、4台20000KVA电石炉改变现有短网角度、缩短短网长度、适当加大短网截面积，以及设备隔磁改造，从根本上解决短网压降损耗问题，功率因素得到了大幅提高。电石炉设备开车率、电耗、产量有了明显的增加。

②对公司电石炉加装无功补偿装置。在电石行业，高载能电石炉具有低电压大电流的特点，功率因数普遍较低，而功率因数是矿热炉整体电气性能的最重要指标之一，是影响日产量和电耗的主要因数。对矿热炉实施低压无功补偿，可提高功率因数，实现节能增效的目的。

总体节能效果一览表

2.建设背景

①通过对4台16500KVA、4台20000KVA电石炉改变现有短网角度、缩短短网长度、适当加大短网截面积，以及设备隔磁改造，从根本上解决短网压降损耗问题，功率因素得到了大幅提高。电石炉设备开车率、电耗、产量有了明显的增长。

②在电石行业，高载能电石炉具有低电压大电流的特点，功率因数普遍较低，而功率因数是矿热炉整体电气性能的最重要指标之一，是影响日产量和电耗的主要因数。对矿热炉实施低压无功补偿，可提高功率因数，实现节能增效的目的。

3.1建设内容

①对公司电石炉进行短网改造。对4台16500KVA、3台20000KVA电石炉改变现有短网角度、缩短短网长度、适当加大短网截面积，以及设备隔磁改造，从根本上解决短网压降损耗问题，功率因素得到了大幅提高。电石炉设备开车率、电耗、产量有了明显的增

②对公司电石炉加装无功补偿装置。在电石行业，高载能电石炉具有低电压大电流的特点，功率因数普遍较低，而功率因数是矿热炉整体电气性能的最重要指标之一，是影响日产量和电耗的主要因数。对矿热炉实施低压无功补偿，可提高功率因数，实现节能增效的目的。

4.电石炉短网改造工程

4.1.将现有的水冷补偿器改造为2000mm2×1000mm规格，接头由原来的螺纹连接结构改为“哈弗”式连接，共48根。

4.2短网铜管根据16500KVA电石炉的相关参数进行设计制作、安装，共48根，重量约6.6吨左右。

4.3将现有的螺纹式连接水冷电缆改造为“哈弗”式结构的水冷电缆，其规格为：2000mm2×2200mm48根。

4.4制作炉内铜管48根，重约2.4吨。

4.5为了做到隔磁效果好，做以下改造：

4.5.1制作、安装三相电极护屏，护屏材质为不锈钢材质（0Gr18Ni9），将三相电极的导电铜瓦全部包在护屏之内，起到隔磁效果。

4.5.2为了安装护屏，需要制作压力环吊挂12套，具体结构见图纸设计。

4.5.3制作三相电极压力环，压力环材质为不锈钢材质（0Gr18Ni9），并将水路改造为上下两道水路，保证通水冷却效果。

4.5.4根据三相电极的极心圆位置尺寸，制作电石炉盖板，盖板设计成两部分，靠近三相电极的部位，全部采用不锈钢材质制作（0Gr18Ni9）。

4.6将现有的钢带抱紧系统改造为气囊抱紧系统，且将气囊抱紧装置的操作系统与现有的带电压放操作系统结合起来，降低带电压放电极操作的安全隐患。

4.7改造资金预算

①外协改造费用

②、辅助材料费用

单台电石炉改造费用合计：2137101.00元。

7台电石炉短网改造总投资约1480万元。

4.8改造效果评价

设备开车率≥98%，每月生产电石3100吨，电石发气量≥285L/kg，白灰消耗能够控制在计划指标0.975吨/吨，兰碳消耗控制在计划指标0.64吨/吨。在操作正确无误及冷却水质较好的前提下，在操作正确无误及原料合格的前提，产品单耗由3360KWh/t下降至3340KWh/t，功率因数可达≥0.86，按照年生产电石280000吨计算，年节约电量5600000KWh，折标煤1960吨（1千瓦时电折0.35千克标准煤），按照0.32元/KWh计算每年节约电费补偿装置投运后，折标工艺耗电达到了3330.67度/吨，比改造前的平均工艺耗电3360度/吨降低了30度。

产品单耗由3360KWh/t下降至3330KWh/t，功率因数可达0.92，按照年生产电石280000吨计算，年节约电量8400000KWh，折标煤2940吨（1千瓦时电折0.35千克标准煤），按照0.32元/KWh计算每年节约电费26250000元。

5.结论

5.1.采取在电石炉短网端部并联电石炉谐波无功综合治理成套装置，对短网无功和炉变无功进行补偿，提高运行功率因数，提高用电系统电能质量，降低炉变及短网损耗，增加电石炉变压器有功输出，提高电石炉运行效率。

5.2.选用3台单相变压器，每台容量为6700kVA，额定电压比为35kV/167.5V，当电石炉变压器按1.20倍额定容量运行时，要使功率因数由0.76提高到0.92，所需的基波补偿量为2715kvar，采用单相补偿方式，考虑运行过电压等因素宜选用额定电压为250V的电容器，安装容量应为5400kvar。通过智能控制器控制晶闸管组合开关自动投切各补偿电容器组，选用BGMJ0.25-25-1型自愈式电容器，每组安装电容器24只，每组容量600kvar，整套补偿设备实际安装容量为5400×3kvar，共9×3组，用专用快速熔断器实现对晶闸管和电容器的速断保护，用塑壳断路器实现每组电容器的过载保护和检修隔离。柜内主母线采用铜管母线，支母线采用铜母排。柜内安装温度传感器，实时监测柜内温度变化，自动启动通风设备，保证设备处于良好的工作环境，并能够在温度超过设定值时电容器退出运行。各组电容器循环投切，实时补偿系统无功，使功率因数提高到预设值，配置电石炉专用后台监控设备，将电石炉运行参数实时传送到电石炉操作平台，为工作人员工艺操作提供便利。

5.3.根据电石炉现场的运行工艺及安装位置，低压补偿方案共设计柜体组3套，并针对严重污染的冶炼现场环境，安装大功率通风设备和高通风量的除尘机组，该机组能够自动除尘，并能够根据柜内温度选择不同的运行档位，确保箱内良好的通风散热条件保证箱内通过足量洁净空气冷却设备，除尘机组还具有专用集尘斗存储灰尘，定期清理除尘斗内灰尘即可保持柜内清洁，确保设备具有良好的运行环境。

5.4.项目投资

无功自动补偿装置资金预算：2400000×7台=1680万元。

5.5.经济效果运行分析：

新增电容器自动补偿装置后，由于入炉有功功率加大，当电炉变在功率因数为0.76的档位时运行时，在低压无功补偿装置投用后，功率因数可提高到0.92，

补偿效果分析同下：

5.6.在低压无功补偿装置投用后，保持电石炉变压器视在功率23115kVA（超负荷15%）不变，电炉变前的功率因数由0.76提高到0.92，炉变的有功功率由17567kW提高到21265kW，有功功率可提高后，保持电石炉变压器视在功率23115kVA（超负荷15%）不变时，增产可达到10％左右，在使一次、二次电流降低的同时，炉变前的无功功率由15023kvar降低到9059kvar，短网损耗将显著降低，单位产量节能可达到3％，使电石炉的运行参数和能耗指标得到很大的改善。

5.7.电石炉低压补偿装置投入运行后，起初为了维护炉况的稳定运行在补偿容量的投切数量方面在不断变化，补偿装置投运后开始炉况逐步稳定，投切容量全部设置为自动投切，而且开始显现出经济效果，产量明显增加，电耗有明显下降趋势。

5.8.补偿装置投运后，折标工艺耗电达到了3330.67度/吨，比改造前的平均工艺耗电3360度/吨降低了30度。

5.9.产品单耗由3360KWh/t下降至3330KWh/t，功率因数可达0.92，按照年生产电石280000吨计算，年节约电量8400000KWh，折标煤2940吨（1千瓦时电折0.35千克标准煤），按照0.32元/KWh计算每年节约电费26250000元。