多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法
2023-05-25 01:59:06
多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法
【專利摘要】本發明公開了一種多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，首先根據鋼包精煉爐一爐鋼冶煉的鋼水量和每爐鋼最短冶煉時間兩個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器的容量；然後根據確定的鋼包精煉爐變壓器的容量、鋼包精煉爐冶煉過程電弧電壓範圍以及鋼包精煉爐二次側工作電流的範圍三個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器二次側電壓的範圍；之後結合配電系統參數計算鋼包精煉爐的PQ運行曲線；根據PQ運行曲線能確定變壓器選擇是否合理。原理簡單明了、易於操作、準確性較高，具有較高的工程應用價值。
【專利說明】多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鋼包精煉爐變壓器，尤其涉及一種多邊界條件下鋼包精煉爐變壓 器容量及參數的確定方法。
【背景技術】
[0002] 鋼包精煉爐是以三相交流電作為供電電源，利用電弧弧光的能量加熱鋼液的精煉 爐。電弧是鋼包精煉爐上三個石墨電極與鋼包內鋼液之間通過強大的電流而產生的。鋼包 精煉爐升溫過程是通過電能轉變為熱能而使鋼液溫度升高的過程，而完成這種能量轉變的 主要設備就是鋼包精煉爐變壓器。
[0003] 現有技術中，有很多鋼包精煉爐變壓器的選擇比較混亂，大多憑經驗進行選擇，或 者使用粗略的公式進行定量計算，致使選擇的變壓器不夠合理：①當變壓器容量選擇過小 時，導致鋼包精煉爐的鋼水升溫速度慢，影響生產節奏；②當變壓器容量選擇過大時，導致 設備利用率降低，同時也增加了設備的投資。因此鋼包精煉爐變壓器選擇的合理性，對鋼包 精煉爐的合理、經濟運行至關重要。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種易於操作、準確性較高的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓 器容量及參數的確定方法。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
[0006] 本發明的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，包括步驟：
[0007] A、根據鋼包精煉爐一爐鋼冶煉的鋼水量和每爐鋼最短冶煉時間兩個邊界條件計 算並確定鋼包精煉爐變壓器的容量；
[0008] B、根據確定的所述鋼包精煉爐變壓器的容量、鋼包精煉爐冶煉過程電弧電壓範圍 以及鋼包精煉爐二次側工作電流的範圍三個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器二次 側電壓的範圍；
[0009] C、將確定的鋼包精煉爐變壓器二次側電壓範圍等間隔分為多個電壓檔位，並確定 恆功率冶煉和恆電流冶煉的檔位，結合配電系統參數計算鋼包精煉爐的PQ運行曲線； [0010] D、根據所述PQ運行曲線，結合功率因數、二次側工作電流、變壓器容量多個邊界 條件，確定各電壓檔位是否均存在合理的運行區間，即能確定變壓器選擇是否合理。
[0011] 由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的多邊界條件下鋼包 精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，首先根據鋼包精煉爐一爐鋼冶煉的鋼水量和每爐鋼 最短冶煉時間兩個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器的容量；然後根據確定的所述鋼 包精煉爐變壓器的容量、鋼包精煉爐冶煉過程電弧電壓範圍以及鋼包精煉爐二次側工作電 流的範圍三個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器二次側電壓的範圍；之後將確定的鋼 包精煉爐變壓器二次側電壓範圍等間隔分為多個電壓檔位，並確定恆功率冶煉和恆電流冶 煉的檔位，結合配電系統參數計算鋼包精煉爐的PQ運行曲線；根據所述PQ運行曲線，結合 功率因數、二次側工作電流、變壓器容量多個邊界條件，確定各電壓檔位是否均存在合理的 運行區間，即能確定變壓器選擇是否合理。原理簡單明了、易於操作、準確性較高，具有較高 的工程應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明實施例提供的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定 方法的流程示意圖；
[0013] 圖2為本發明實施例中鋼包精煉爐配電系統單線示意圖；
[0014] 圖3為本發明實施例中鋼包精煉爐電氣運行等值電路示意圖；
[0015] 圖4為本發明實施例中鋼包精煉爐PQ運行曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。
[0017] 本發明的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，其較佳的具體 實施方式包括步驟：
[0018] A、根據鋼包精煉爐一爐鋼冶煉的鋼水量和每爐鋼最短冶煉時間兩個邊界條件計 算並確定鋼包精煉爐變壓器的容量；
[0019] B、根據確定的所述鋼包精煉爐變壓器的容量、鋼包精煉爐冶煉過程電弧電壓範圍 以及鋼包精煉爐二次側工作電流的範圍三個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器二次 側電壓的範圍；
[0020] C、將確定的鋼包精煉爐變壓器二次側電壓範圍等間隔分為多個電壓檔位，並確定 恆功率冶煉和恆電流冶煉的檔位，結合配電系統參數計算鋼包精煉爐的PQ運行曲線；
[0021] D、根據所述PQ運行曲線，結合功率因數、二次側工作電流、變壓器容量多個邊界 條件，確定各電壓檔位是否均存在合理的運行區間，即能確定變壓器選擇是否合理。
[0022] 所述步驟A中，鋼包精煉爐供電變壓器的容量通過下式計算：
[0023]
【權利要求】
1. 一種多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，其特徵在於，包括步 驟： A、 根據鋼包精煉爐一爐鋼冶煉的鋼水量和每爐鋼最短冶煉時間兩個邊界條件計算並 確定鋼包精煉爐變壓器的容量； B、 根據確定的所述鋼包精煉爐變壓器的容量、鋼包精煉爐冶煉過程電弧電壓範圍以及 鋼包精煉爐二次側工作電流的範圍三個邊界條件計算並確定鋼包精煉爐變壓器二次側電 壓的範圍； C、 將確定的鋼包精煉爐變壓器二次側電壓範圍等間隔分為多個電壓檔位，並確定恆功 率冶煉和恆電流冶煉的檔位，結合配電系統參數計算鋼包精煉爐的PQ運行曲線； D、 根據所述PQ運行曲線，結合功率因數、二次側工作電流、變壓器容量多個邊界條件， 確定各電壓檔位是否均存在合理的運行區間，即能確定變壓器選擇是否合理。
2. 根據權利要求1所述的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，其 特徵在於，所述步驟A中，鋼包精煉爐供電變壓器的容量通過下式計算：
式中：S--精煉爐變壓器供電的視在功率； c--鋼水的比熱容，取c = 0· 23kWh/°C · t ; ne--精煉爐供電效率，取ne = 〇· 85?〇· 95 ; nr--精煉爐爐體的熱效率，取L = 〇· 4?0· 5 ; w-鋼水重量，單位：噸； V-鋼液溫升速度，單位：°C /min。
3. 根據權利要求1或2所述的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方 法，其特徵在於，所述的鋼包精煉爐的PQ運行曲線將鋼包精煉爐各電壓檔位下的有功功 率、視在功率、功率因數、短路電流和無功功率一一對應。
4. 根據權利要求3所述的多邊界條件下鋼包精煉爐變壓器容量及參數的確定方法，其 特徵在於，所述的鋼包精煉爐的PQ運行曲線將鋼包精煉爐各電壓檔位下的變壓器容量、功 率因數、最大工作電流等限制條件在曲線圖上直接標示，得到一個封閉的可運行區間範圍。
【文檔編號】C21C5/52GK104152629SQ201410351147
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】朱明星, 王群京, 陳列, 擺國睿, 高敏, 龔光華, 武勝奎, 高紅豔, 趙海東 申請人:安徽大學, 西寧特殊鋼股份有限公司