甘肃瑞驰电炉节能技术改造项目立项初步设计报告

公司产品单位能耗指标高，成本高，主要是由于工艺结构不合理部分设备落后造成。

如矿热炉用变压器低压端因没有进行无功补偿，自然功率因数仍然较低为，变压器无功功率损耗较高。

供用电各个环节电能损失约占整个电炉能耗左右。

如电能通过高压母线开关站电炉变压器硬铜排软母线导电铜管铜瓦电极等在各个部位和接触面上都会产生电能损失，因此，供电损失大是造成公司能耗水平高主要原因之。

甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司进行电炉节能技术改造工程，是符合国家能源建设政策，也是顺应时代发展要求。

建设条件分析地质地貌甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司地处甘肃省兰州市皋兰县县城西北约公里西岔镇西岔村。

位于龚巴川羌风沟川彭家墩川和西岔至罗圈沟川交汇川口处。

南北宽约公里龚巴川河谷二级阶地，海拔米。

西隔丘陵相望西岔村，东西公里内无住户，南邻望山，北隔余米农田为皋营公路和变电站。

地理构造属昆仑秦岭地槽褶皱系，为祁连贺兰山字型构造体系。

厂区地质地貌较好，自然条件优越，交通方便，水电供应便利，具有良好发展环境。

气象条件皋兰县属大陆性干旱气侯，冬夏季多风，气温低，干旱少雨，日照时间长，风沙多，温差大，冬季寒冷，夏季凉爽。

年均降雨量，年均蒸发量，年均气温，极端最低温度，最高气温。

年均湿度，主导风向北风，最大风速米秒，最大冻结深度，地震基本裂度度。

交通运输铁路甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司距离包兰铁路皋兰县站西北约公里，产品经公路运输至该站发运，铁路运输便利。

公路厂区与皋营公路相邻，东经皋兰县与白兰公路相通。

经皋兰县城至兰州距离公里，交通运输便利快捷。

电炉节能技术改造工程方案硅铁电炉节能改造该项目预计总投资万元，项目完成后每年节约用电万，年创经济效益万元，年创社会效益吨标煤。

电炉二次短网进行节能改造矿热电炉生产硅铁，要获得良好生产技术经济指标，电气及电炉设计参数是关键，而电炉短网设计与生产技术经济指标及设备投资更有着密切关系。

电炉短网特点是电流大，组合母线外形轮廓复杂，工作环境恶劣，不能按通常电气装置载流导体进行选择。

虽然电炉短网长度不大，但其电阻，尤其是电抗对电炉装置工作有很大影响，在很大程度上决定了电炉装置效率，功率因数及电炉是否能进行稳定生产。

因此优化短网阻抗就是在保证物理尺寸最短前提下，寻求短网阻抗最小平衡。

短网合理结构及布置，对降低功率损耗，提高熔池功率，提高炉子有效相电压，提高功率因数，提高电效率，降低电能损耗，有极大意义。

为降低短网电损，就要降低短网电阻，短网有效电阻与很多因素有关。

短网有效电阻公式导体殴姆电阻为导体比电阻为电阻温度系数为导体温度表面效应系数邻近效应系数为导体长度。

现分别讨论这几个因素。

比电阻取决于导体材料，可查表采用比电阻最小紫铜作导电管。

导体温度越高，电阻越大，故要千方百计降低导体温度，因负荷不同，所处环境不同，短网各段温度不同距炉口较近软线和导电铜板，因受炉口辐射热影响，温度较高，结果导致电能损失增加，而且导体氧化，电阻更大。

为降低导体温度，使用隔热板挡住导体铜板，用石棉板挡住软线，采用水冷导电铜管。

表面效应系数它是导体磁通所引起电流趋近表面现象，会使导体断面负荷不均匀。

断面周长与断面比例愈大，表面效应愈小，故多采用空心铜管作成导电体，以降低表面效应。

邻近效应系数它是由相邻电磁场变换而引起现象，结果使导体断面上电流密度不均匀，使电流集中于侧，导致电阻增加，进而能耗增加。

其值与导体之间间隙导体高度和电流频率成正比，与导体厚度成正比。

导体长度应尽量将炉子布置得距变压器近些，即短网短些。

通过降低导体长度和降低其自感亦能有效降低短网电抗。

考虑实际生产复杂性，降低短网电阻有效途径是增加短网截面积，缩短短网长度。

原电炉短网布置情况由于变压器体积大，考虑散热条件，原短网设计较长，使短网电阻增大，且在设计短网部分时，忽视电流以变压器载运行条件，使铜管面积偏小，引起铜管发热，由于导体电阻与导体温度成正比，温度越高，电阻越大。

另外，短网部分连接件较多，当短网流过强大电流时，产生较大交变磁场，引起涡流，使连件铜管发热传热，接触面氧化，使导体电阻增大。

原电炉短网布置情况变压器离电炉距离远造成短网过长连接采用内三角方式，短网上电流为二次侧线电流每相采用∮铜管根，三相短网铜管总长度约米，其截面积为由电工手册查出紫铜电阻率为，三相短网铜管总电阻。

台电炉二次运行电压按好，自然条件优越，交通方便，水电供应便利，具有良好发展环境。

气象条件皋兰县属大陆性干旱气侯，冬夏季多风，气温低，干旱少雨，日照时间长，风沙多，温差大，冬季寒冷，夏季凉爽。

年均降雨量，年均蒸发量，年均气温，极端最低温度，最高气温。

年均湿度，主导风向北风，最大风速米秒，最大冻结深度，地震基本裂度度。

交通运输铁路甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司距离包兰铁路皋兰县站西北约公里，产品经公路运输至该站发运，铁路运输便利。

公路厂区与皋营公路相邻，东经皋兰县与白兰公路相通。

经皋兰县城至兰州距离公里，交通运输便利快捷。

电炉节能技术改造工程方案硅铁电炉节能改造该项目预计总投资万元，项目完成后每年节约用电万，年创经济效益万元，年创社会效益吨标煤。

电炉二次短网进行节能改造矿热电炉生产硅铁，要获得良好生产技术经济指标，电气及电炉设计参数是关键，而电炉短网设计与生产技术经济指标及设备投资更有着密切关系。

电炉短网特点是电流大，组合母线外形轮廓复杂，工作环境恶劣，不能按通常电气装置载流导体进行选择。

虽然电炉短网长度不大，但其电阻，尤其是电抗对电炉装置工作有很大影响，在很大程度上决定了电炉装置效率，功率因数及电炉是否能进行稳定生产。

因此优化短网阻抗就是在保证物理尺寸最短前提下，寻求短网阻抗最小平衡。

短网合理结构及布置，对降低功率损耗，提高熔池功率，提高炉子有效相电压，提高功率因数，提高电效率，降低电能损耗，有极大意义。

为降低短网电损，就要降低短网电阻，短网有效电阻与很多因素有关。

短网有效电阻公式导体殴姆电阻为导体比电阻为电阻温度系数为导体温度表面效应系数邻近效应系数为导体长度。

现分别讨论这几个因素。

比电阻取决于导体材料，可查表采用比电阻最小紫铜作导电管。

导体温度越高，电阻越大，故要千方百计降低导体温度，因负荷不同，所处环境不同，短网各段温度不同距炉口较近软线和导电铜板，因受炉口辐射热影响节约原煤吨，原煤按元吨计算，则年节约费用为吨元吨万元项目完成后年发电，电费按元，成本按元计算，则每年节约从大网购电费用为万元万元年总节约费用为万元万元万元万元投资回收期投资回收期总投资净利润年投资利润率投资利润率净利润总投资社会效益本项目年节约标煤吨。

其中电炉改造吨，除尘风机变频吨，生产回水余热利用吨，余热发电吨标煤。

结论甘肃锐驰皋兰铁合金有限责任公司节能技术改造工程项目通过技术方案，设备方案及技术经济等方面研究，认为该项目是可行。

该项目符合我国经济和社会发展长远战略方针，符合国家节能减排发展循环经济各项政策。

该项目实施能够缓解能源瓶颈制约，推进环境友好型，资源节约型社会建设。

本项目采用技术先进成熟在技术经济上都是可行。

本项目经济效益社会效益都很显著，满足经济评价要求。

石棉板挡住软线，采用水冷导电铜管。

表面效应系数它是导体磁通所引起电流趋近表面现象，会使导体断面负荷不均匀。

断面周长与断面比例愈大，表面效应愈小，故多采用空心铜管作成导电体，以降低表面效应。

邻近效应系数它是由相邻电磁场变换而引起现象，结果使导体断面上电流密度不均匀，使电流集中于侧，导致电阻增加，进而能耗增加。

其值与导体之间间隙导体高度和电流频率成正比，与导体厚度成正比。

导体长度应尽量将炉子布置得距变压器近些，即短网短些。

通过降低导体长度和降低其自感亦能有效降低短网电抗。

考虑实际生产复杂性，降低短网电阻有效途径是增加短网截面积，缩短短网长度。

原电炉短网布置情况由于变压器体积大，考虑散热条件，原短网设计较长，使短网电阻增大，且在设计短网部分时，忽视电流以变压器载运行条件，使铜管面积偏小，引起铜管发热，由于导体电阻与导体温度成正比，温度越高，电阻越大。

另外，短网部分连接件总论项目名称甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司节能技术改造工程企业概况甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司，位于甘肃省兰州市皋兰县城西北约公里处西岔镇。

占地面积亩，是甘肃省外贸生产出口硅铁定点企业。

企业始建于年，原为兰州市皋兰铁合金厂，年甘肃锐驰贸易公司全资收购并投资新建台矿热炉，生产能力达到万吨年。

资产总额余万元，从业员工人，其中技术管理人员人。

产品主要出口美国日本韩国台湾等国家和地区，年创汇额万美元。

年企业完成工业总产值现价万元，销售收入万元，工业增加值万元，实现利税万元。

硅铁实物产量完成吨，折合标准硅铁吨。

产品达到硅铁标准，根据用户要求还可生产低铝硅铁。

企业主要生产设备为台和台半封闭铁合金矿热电炉及相应变压器电力传输系统除尘系统等。

台电炉计划在年淘汰。

甘肃锐驰皋兰铁合金有限公司现电炉炉变二次出线方式，提高电炉自然功率因数变压器二次侧采用外三角接线改造前变压器二次侧采用内三角接线，即变压器二次侧在变压器内部已经连接成三角形，然后三相分别经短网连接到电极上，短网上电流为变压器二次侧线电流，这样短网上损耗大，输入炉内有功功率降低。

变压器二次侧内三角接线图如下变压器二次侧变压器内三角接线图短网电熔池改造后变压器二次侧采用外三角接线，即变压器二次侧在变压器外部经电极连接成三角形，短网上电流为变压器二次侧相电流，这样可减少短网上损耗，提高电炉有功功率。

变压器二次侧外三角接线图如下熔池电极短网变压器外三角接线图变压器二次侧变压器二次出线采用换位布置法，达到良好补偿效果，能减少回路中电感，提高电炉自然功率因数。

变压器二次出线换位布置图如下变压器二次铜管换位布置图合理布置短网，提高电炉自然功率因数电炉短网和变压器二次侧出线样采用换位布置法，使铜管上下左右形成电容，达到较好补偿效果。

短网上感抗可分为两部分，是在变压器到分相为止，这部分由于采用不同极性导体交错排列，互感系数值较大，电感很小，虽距离较大，其电抗值并不大，