Компенсация реактивной мощности
Особенность
ФСП непрерывного действия как потребителя
электрической энергии заключается в
том, что увеличение мощности Sном
достигают
значительным повышением рабочих токов
Iэд
при
сравнительно медленном росте напряжения
,
поскольку полезное фазное напряжение
Uпол
определяется
технологическим процессом в ванне.
Увеличение отношения Iэд/Uпол
приводит
к снижению естественного коэффициента
мощности электропечной установки ФСП
(рис. 61) аналогично выражению (72):
cos
φ
.
Рис. 61. Зависимость естественного коэффициента мощности от мощности трехэлектродных (сплошные кривые) и шестиэлектродных (штриховые кривые) ФСП при выплавке: силикомарганца (1); ферромарганца (2); ферросилиция (3); силикоалюминия (4) (по данным Я.Б. Данциса)
Хотя самым радикальным средством уменьшения реактивной мощности следует считать питание ФСП (и других печей типа ДСП или ЭШП) током пониженной частоты или постоянным током, в настоящее время пока еще (по электротехническим и экономическим соображениям) применяют емкостную компенсацию. Конденсаторы генерируют реактивную емкостную мощность QС, которая находится в противофазе (сдвинута по фазе на угол π) относительно реактивной индуктивной мощности QL, генерируемой в токопроводе и ванне ФСП. Поскольку они частично или полностью уравновешивают (компенсируют) одна другую, реактивная мощность такой электропечной установки, оснащенной конденсаторами, будет определяться алгебраической суммой Q = QL – QС, в результате чего энергосистема будет разгружена от нежелательной реактивной энергии. Из возможных схем параллельного и последовательного включения конденсаторов в электрическую цепь на ФСП применяют последовательное (продольно-емкостная компенсация) включение через разделительные трансформаторы на номинальное напряжение 6...10 кВ. Непосредственное включение конденсаторов во вторичный токопровод ФСП электротехнически нецелесообразно ввиду больших рабочих токов Iэд.
§ 5. Энергетический баланс и технико-экономические показатели работы Печи непрерывного действия
Энергетический баланс ФСП непрерывного действия составляют в виде баланса мощности электропечной установки.
Методика составления баланса действующей ФСП основана на проведении опытных плавок с максимально возможным приборным контролем электрических, температурных и тепловых параметров, составлении материального баланса и выполнении термодинамических расчетов окислительно-восстановительных процессов в ванне.
В отличие от баланса ДСП энергетический баланс ФСП непрерывного действия имеет следующие особенности (табл. 19):
1) в приходной части баланса существенной статьей (30...54 %) является химическая энергия, вносимая в ванну ФСП углеродистым восстановителем (коксом) и электродной массой самообжигающихся электродов и представляющая собой потенциальную энергию – теплоту сгорания;
2) в балансе ФСП с открытой ванной статья «Экзотермические реакции» (5...6 %) характеризует процесс дожигания над колошником оксида углерода в колошниковых газах, тепловой эффект которого повышает энтальпию загружаемых шихтовых материалов;
3) в расходной части баланса по статье «Полезное тепло» наибольшую величину (25...40 % всего баланса) составляют затраты на эндотермические реакции карботермического восстановления оксидов рудных материалов, что и является причиной большой энергоемкости такого технологического процесса производства ферросплавов;
4) ФСП непрерывного действия имеют большие тепловые потери с колошниковыми газами (30...43 % всего баланса), что, во-первых, свидетельствует о теплотехническом несовершенстве такого производства, а во-вторых, ставит важную и актуальную проблему утилизации этой энергии. Использование колошниковых газов в качестве энергоносителя (до 10 МДж/м3) или технологического газа возможно при условии глубокой очистки от пыли.
Таблица 19