ZXGY-7500KVA傾倒式剛玉電弧爐

節(jié)能技術改造方案書

西安重鑫電爐設備有限公司

二零一五年三月

一、概述：

本ZXGY-7500KVA傾倒式剛玉電弧爐節(jié)能技術改造方案書是根據(jù)與用戶電話溝通、現(xiàn)場考查以及國家相關電弧爐標準的技術要求而做的節(jié)能技術改造方案。西安電爐，西安電爐設備，西安電弧爐，西安精煉爐，西安礦熱爐，西安中頻爐 ，西安電渣爐，西安重鑫電爐設備有限公司，http://zjfs168.com.cn作為具有52年專業(yè)生產(chǎn)電爐的大型國企轉(zhuǎn)制分離企業(yè)，西安重鑫電爐設備有限公司在十幾年間已成為具有主體設計、研發(fā)、生產(chǎn)、制作、調(diào)試、售后服務一體化，具有豐富實踐經(jīng)驗的國內(nèi)專業(yè)電爐高新技術企業(yè)，下設有設計研發(fā)部、機械分廠、感應爐分廠、短網(wǎng)分廠，電氣分廠，擁有七項國家專利，四項填補國內(nèi)空白，專業(yè)為用戶節(jié)能降耗、提高勞動生產(chǎn)率排憂解難，作放心工程。近幾年針對礦熱電弧爐、電弧爐、精煉爐的發(fā)展，專業(yè)開發(fā)出ZX系列節(jié)能礦熱電弧爐。

ZX系列節(jié)能礦熱電弧爐具有專業(yè)設計編程PLC專家智能系統(tǒng)的機、電、液、工藝一體化的“ZX系列計算機加PLC模糊智能自動控制系統(tǒng)”，2007年獲國家最新專利，電極升降采用電機-減速機-鋼絲繩繩輪-升降小車的變頻升降方式，短網(wǎng)導電系統(tǒng)采用先進的節(jié)能大截面水冷電纜、專用銅-鋼復合導電橫臂、不銹鋼隔磁支架。操作維護非常簡單，初中生既可操作，冶煉的節(jié)能性、工藝性、可靠性、安全性大大提高，大大降低故障率，減少熱停工時間，使冶煉能量制度趨于合理。在國內(nèi)同行業(yè)能耗處于領先地位。被授予國家級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)“高新技術企業(yè)”，同時被中國質(zhì)量產(chǎn)品監(jiān)督協(xié)會授予“重質(zhì)量守信譽先進單位”，西安重鑫電爐設備有限公司通過ISO9001質(zhì)量認證,在特殊材料ZXGW250、軍工ZXDZ-2.5T、國防ZXDZ-2T，國產(chǎn)機械真空泵式真空爐等先后四次填補國內(nèi)空白。

用戶原有爐型結構概述：經(jīng)過到用戶現(xiàn)場考察原7500KVA傾倒式剛玉電弧爐采用高架式布置，傾爐為機械傳動，電極升降為簡單的電機卷揚機鋼絲繩傳動，電氣控制為簡單的繼電氣控制，功率因數(shù)低無效有功高，能耗高、產(chǎn)量低。

現(xiàn)場實際跟蹤兩爐冶煉，約六個半小時至七個小時一爐，每爐產(chǎn)量約17-18噸（根據(jù)爐長講及實際加入原料噸位），料不好，硅高，爐料板結嚴重；弧光外漏嚴重，爐底上漲，電極下扎性不好，手動送電極，低壓測大電流無檢測，無顯示，不能直接根據(jù)A、B、C三項電流控制三相電極，三相電流無法分別一一對應進行控制，帶相操作，電極升降不能變速；出墻短網(wǎng)及軟連均為干式，橫臂為鐵磁體，報圈、夾頭均為鐵磁體，無功損耗、無效有功功率導致很大；電極無法自動加緊、放松，送電極就的斷電停工，人員上爐操作；

變壓器為風冷。

以上現(xiàn)狀導致功率因數(shù)低，無功損耗大，無效有功大，電能能量制度不合理，電極不能及時從宏觀和微觀跟進，檢測儀表又沒有，工人無法及時看到每相實際低壓電流，而以40-75安代表26243安培顯然太不準確，也太不及時，那么操作時也會浪費能量制度下合理能源，特別是熔化期和精煉期不明朗，送電極還的熱停工，導致能耗大，產(chǎn)量低。

二、改造方案如下：

1、重鑫ZX-GK04模糊智能自動控制及低壓控制設備  國家專利

ZXGY-7500KVA傾倒式剛玉電弧爐電極升降裝置控制系統(tǒng)采用IPC+PLC 的ZX-GK04模糊智能自動控制及低壓控制設備，技術先進，電極調(diào)節(jié)靈敏，節(jié)能降耗。在保證運行可靠性及安全性的前提下，通過合理設計，電極心圓直徑，使爐襯的浸蝕更為均勻，有效地提高包襯壽命。

ZX-GK04模糊智能自動控制及低壓控制設備  國家專利

低壓控制設備由主操作臺含IPC+IPC、變頻柜、計量、信號柜等組成，可以完成電極升降（手動、自動）、實際三項電流、實際三相電壓表、液壓泵站、事故報警顯示、以及爐體操作計算機控制及畫面參數(shù)實時顯示等功能。本控制系統(tǒng)為本公司專為用戶設計，方便實用，故障率低，提高勞動生產(chǎn)率，為專利節(jié)能產(chǎn)品。

我公司以實際情況出發(fā)，專業(yè)的針對冶煉企業(yè)研制開發(fā)的計算機電極自動調(diào)節(jié)器，可廣泛分品種應用于三相礦熱電弧爐型、煉鋼電弧爐型、鋼包精練爐型等，系統(tǒng)采用當今的先進成熟技術，參考德瑪克電爐控制的先進經(jīng)驗，以目標函數(shù)為追蹤點、以空間分段數(shù)字三維曲線為控制手段，閉環(huán)接合爐子的變頻傳動--工藝-電器一提體化考慮的智能型模糊控制技術，提高勞動生產(chǎn)力，并達到節(jié)能效果，為企業(yè)的技術改造提供了行之有效的辦法。

本調(diào)節(jié)系統(tǒng)由研華IPC610MB/AIMB-736VG/E5300/1G/160G工業(yè)控制計算機、韓國三星、或美國DELLE170S19~21″LED液晶顯示器、高精度穩(wěn)壓電源、UPS不間斷電源（用戶自購）、軍工專用WB信號隔離采集模板，日本三菱FX光電隔離模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D模塊、D/A模塊，日本三菱FX主機可編程控制器、臺灣臺達變頻器及重鑫電爐ZX型專利控制軟件等組成。

一）    主要功能：

1.         自適應功能，20%~150%運行范圍，按照整定值，自動調(diào)節(jié)控制電弧電流；

2.         無干擾仿真畫面直觀逼真，冶煉參數(shù)顯示齊全準確；

3.         以數(shù)字形式顯示電流整定值，實測電弧電流、電弧電壓等參數(shù)，并顯示其歷史曲線及動態(tài)三相平橫棒圖；

4.         顯示通斷電時間及電壓等級等輔助參數(shù)；

5.         顯示班次、爐次等管理參數(shù)；

6.         無干擾切換自動和手動工作狀態(tài)；

7.         預留USB通訊接口，可與上位機連網(wǎng)通訊，實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化；

8.         具有故障自證斷功能；

二）主要技術特點：

1．   操作簡單、直觀，人機對話效果非常友好；

2．   電極升降調(diào)速范圍大，能夠迅速提升電極；

3．   非靈敏區(qū)連續(xù)可調(diào)，可根據(jù)爐況隨時調(diào)節(jié)非靈敏區(qū)的大??；系統(tǒng)響應時間短，調(diào)節(jié)精度高；

4．   穩(wěn)弧快，電流調(diào)節(jié)準確，電網(wǎng)沖擊小；

5．   由于采用PLC光電隔離控制，因而抗電磁干擾能力強，再加上系統(tǒng)采用模塊化設計，工作穩(wěn)定、可靠，故障率極低；

6．   采用PLC編程，可進行較為復雜的計算，如三相功率、電流、電壓平衡控制等，而且程序修改極為方便，合理的死區(qū)設計，確保相對穩(wěn)定性；精確的電流數(shù)字顯示，直觀準確的的操作性能。

7．   操作簡單明了，維護方便；

8．   投資少，見效快。

9．   工藝性極強、軟件編程先進。

10．      電極升降速度為變頻調(diào)速，根據(jù)設定電流和實際電流變化隨動。

11．      自動控制在熔煉期和精煉期采用不同參數(shù)，空間曲線立體模糊控制。

手動、自動隨意切換、全程記錄。

2、ZXGY型剛玉爐專用小車式水冷式銅-鋼復合板爆炸焊接導電橫臂

導電橫臂裝置采用銅-鋼復合導電橫臂，通過銅-鋼復合爆炸焊接，水冷及夾緊裝置置于其中，自感和互感大大減少，導電端面增大電阻減少，對設備節(jié)電有很大好處。為中空箱式水冷結構。三根橫臂為小車箱式結構，立柱穿過其中，前部熱區(qū)進行強制水冷，保證了足夠的熱態(tài)強度及剛度，三根夾緊裝置結構尺寸完全一致，橫臂銅夾頭、不銹鋼水冷抱圈具有良好的互換性，大大減少了用戶的備品備件管理，減少了設備的運行故障，使維護工作更為簡單，熱停工時間大為減小，電極的夾緊裝置置于橫臂中，具有良好的工作環(huán)境，利用碟簧夾緊，液壓缸進行放松，工作可靠，維護調(diào)整極為方便，小車為四輪結構。電極升降采用電機-減速機-繩輪鋼絲繩-變頻調(diào)速結構，確保在任何位置穩(wěn)定停留，無憋勁，使電極升降調(diào)節(jié)靈敏，自動操作；自動松放電機，不用人工上爐子上去用手輪停電停工下放電極，加緊電極，易夾斷，力量還遠遠不夠，導電打火。

導電橫臂采用鍛造水冷銅價頭與電極導電，水冷不銹鋼報圈夾緊，導電性好，抱緊力大15噸壓力以上，力量均勻可調(diào)，電流密度均勻，自動抱緊，松開前永不脫落，因為以碟簧夾緊，油缸松開，所有這一切包括水管都在銅-鋼復合導電橫臂箱體內(nèi)，截面大，電阻低，自感和互感系數(shù)好，無效有功和無功也因此而降低，從而達到節(jié)能的效果。

3、ZXDW型大電流短網(wǎng)系統(tǒng)

ZX型大電流線路包括變壓器二次出線端大截面水冷電纜及低壓測電流互感器組成。設計選用我公司專用大截面水冷電纜，具有節(jié)約銅材，阻抗值穩(wěn)定，防止磨損，使用壽命長，運行可靠，安裝方便，維修簡單等特點，整個短網(wǎng)節(jié)能降耗，支架為不銹鋼隔磁的先進技術，全部連接銅的聯(lián)接件為隔磁件，電纜為全水冷節(jié)能方式。數(shù)萬安培電流的采集采用專用特制柔性互感器，測量準確，線性度好，工人一下就知道各相電極上實際電流是多大，繼而可以直接準確控制各項電極的升降，原來無法知道各項電極電流，并且可以完全獨立實施各項電極自動控制的監(jiān)控。

4、液壓系統(tǒng)

由于要實施電極的自動夾緊及放松，故而采用液壓系統(tǒng)及油缸。液壓系統(tǒng)由油箱、油泵、電機、電磁閥、濾油器、溫度計、液位計等組成，碟簧夾緊，液壓放松，安全可靠。  本設備使用的液壓泵站，設有油箱，高壓柱塞變量泵，及高壓控制回路。液壓系統(tǒng)各控制電極夾放回路，回路采用插裝閥、節(jié)流特種閥控制。其中配高精度濾油器，并對油溫油質(zhì)等可進行報警。

液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構為：

三個電極放松單向活塞—碟簧缸

工作介質(zhì)為水—乙二醇抗燃液壓液，壓力10Mpa，液壓站設在室。

液壓系統(tǒng)與機械自動控制系統(tǒng)一起完成電爐的電極放松動作。

5、變壓器冷卻方式改造

改原有變壓器風冷方式為水冷方式，以降小變壓器內(nèi)損，達到節(jié)能降耗的目的，建議原變壓器廠家改

7500KVA剛玉爐變壓器參數(shù)

開關位置	分接位置指示	極性選擇	容量 KVA	一次		二次		三次
				電壓	電流A	電壓V	電流A	電壓V	電流A
1	1	K+	7500	110KV	39.4	196.5	22036	17792	44.6
2	2					192	22553	15568	45.6
3	3					187.5	23094	13344	46.7
4	4					183	23662	11120	47.9
5	5					178.5	24258	8896	49.1
6	6					174	24886	6672	50.4
7	7					169.5	25547	4448	51.7
8	8					165	26243	2224	53.2
9	K		7296		38.3	160.5	26243	0	53.2
10	1	K-	7091		37.2	156		-2224
11	2		6886		36.1	151.5		-4448
12	3		6682		35.1	147		-6672
13	4		6477		34.0	142.5		-8896
14	5		6273		32.9	138		-11120
15	6		6068		31.9	133.5		-13344
16	7		5864		30.8	129		-15568
17	8		5659		29.7	124.5		-17792

6、相關水路增加（用戶負責），乙方出圖。

7、相關割磁材料改造（用戶負責），乙方指導

用戶負責內(nèi)容：

1、  原材料按標準規(guī)范供應，如硅鋁比高電耗按比例增高。

2、  規(guī)范化操作，加料、送電、推料、扎眼及時跟進，根據(jù)工藝配電配準確。

3、  合理的碳及鐵削配比入爐。

4、  高壓側準確的計量

5、  冶煉噸位準確計量

6、  其他相關管理。

7、  合理的工藝參數(shù)調(diào)整，如極心圓大小，出爐時間等

三、改造部分設備機械、液壓及電氣系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

冶煉消耗降低，冶煉勞動生產(chǎn)率提高，更加的節(jié)能降耗

1.    電極升降系統(tǒng)更合理

2.    更高的運行可靠性、安全性

3.    熱停工時間少

4.    爐襯壽命更高

5.    熔化及升溫速度更快

6.    節(jié)能降耗，提高產(chǎn)量

7.    自動化水平大大提高。

四、基本設計條件

公共設施條件

――――冷卻水

進水壓力                           ＞3×105Pa

進水溫度                           ＜32℃

注：事故狀態(tài)下應急冷卻水30m3/h，持續(xù)30分鐘。

――――變壓器冷卻水

進水壓力        ＜0.6×105Pa

進水溫度        ＜32℃

冷卻水的質(zhì)量符合GB10067.1—88中要求。

冷卻水系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)由閥門、水分配器、回水箱等組成。進水壓力不少于3×105Pa，水溫不超過32℃，冷卻水為開式循環(huán)，結構簡單，操作維護方便。

高壓供電波動電壓小于正負5%

五、 賣方所提供技術文件及指導安裝調(diào)試

5、1    賣方所提供工程設計資料及技術文件

5、1、1 工程技術資料

機械：

———改造部分總裝圖，布置圖

———改造部分安裝部件圖

5、1、2 所提交改造部分技術文件

———技術文件：改造部分機械說明書

———設備出廠審查證書

———設備安裝說明書

———操作及維護手冊

5、2   制造服務指導安裝調(diào)試

在設備制造階段，廠方可派人員到西安重鑫電爐設備有限公司制做現(xiàn)場進行監(jiān)督、了解生產(chǎn)進度及加工水平。

設備運輸至安裝現(xiàn)場在具備安裝條件后，西安重鑫電爐設備有限公司派技術人員至現(xiàn)場進行安裝指導，安裝階段結束后，西安重鑫電爐設備有限公司技術人員配合現(xiàn)場進行動作。

六、執(zhí)行標準

6．1設備執(zhí)行標準

GB50056-93              電熱設備電力裝置設計

GB10067-1-88            電熱設備基本技術條件       通用部分

GB10067.7.2-88           電熱設備基本技術備件       電弧爐

GB5959.1-86             電熱設備的安全             通用部分

GB5083-85               生產(chǎn)設備安全衛(wèi)生設計       總則

6、2    賣方所供設備的質(zhì)量檢測

對于賣方所供設備，在設備從賣方工廠交貨前，要進行質(zhì)量檢測，方式如下：

A：賣方在買方人員在場的情況下對設備進行檢測和試運行，在交貨時提供檢測證書和測試報告。

B：賣方在買方人員不在場的情況下對設備進行檢測和試運行，所獲得的報告及證書提供給買方。

七、設備原技術參數(shù)（略）

附件  售后服務保證： 設備的安裝與調(diào)試、買方人員培訓技術服務

1、安裝和監(jiān)督

賣方現(xiàn)場服務人員保證全過程參加設備指導安裝與調(diào)試，甲方安裝。

所有待安裝的設備和各種供應源由賣方的技術人員依據(jù)技術說明和圖紙要求指導安裝。

賣方的現(xiàn)場服務人員在任何情況下保證工程質(zhì)量。

2、安裝監(jiān)督服務

賣方的現(xiàn)場服務人員將對賣方所供設備確保一下服務內(nèi)容：

——同買方的合作關系。

——所有的現(xiàn)場施工的供貨者、分包商同買方技術人員之間的協(xié)調(diào)。

——根據(jù)進度表保證工程進度。

——按進度表檢查安裝工作的順序。

——檢查、檢驗主要安裝項目如：

·設備的楔固

·機構設備的組裝

·檢查安裝公差（誤差）、水平度、對中、機構連接等。

·根據(jù)賣方的安裝規(guī)范所做的全部安裝工作。

——所有電氣設備安裝監(jiān)督，如：電氣控制盤、臺、柜的就位，電纜管道的制作和安裝、電纜的鋪設、連接等。

安裝工作完畢，賣方做完最后檢查后，確定各種試驗。

3、調(diào)試工作監(jiān)督

設備的調(diào)試、冷熱試車均由買方的熟練操作人員完成。

這些試驗將在賣方的現(xiàn)場技術人員的監(jiān)督、指導下進行。按照試驗階段由賣方制定的程序和試驗技術規(guī)定進行。

作熱試車時，買方按賣方的要求，進行合同中規(guī)定的試驗生產(chǎn)和性能試驗。

冷試車后在雙方商定的時間內(nèi)進行熱試車。

3.1 試驗程序

——在雙方商議好后，共同確定試驗的組織和進度。

——準備試驗所需的材料、工具、儀表儀器和公用設施一覽表。

——主要試車階段：

·冷試車

·熱試車

·性能試驗

每個階段的試驗將由賣方現(xiàn)場代表指揮。

3.2 調(diào)試監(jiān)督服務

賣方將保證下列服務

主要操作內(nèi)容的監(jiān)督、檢查、管理。如：

——共同設施系統(tǒng)的檢驗（用戶已有）

——液壓設備的順序試驗（用戶已有）

——高、低壓電纜在連接前的絕緣試驗

——開關柜的操作試驗

——電機、設備正確動作試驗

——控制順序和連鎖功能試驗

——保護繼電器的調(diào)定

——各項設備或組裝件的無負荷動作試驗和調(diào)定

冷試車完畢，試車被視為成功，買方將向賣方簽發(fā)一份初步驗收試驗證書 。隨后，賣方代表同意開始作熱試車試驗。

負荷試車由雙方監(jiān)督下進行。

當熱試車被認為試成功的，買方可以進行最終的實驗驗收。實驗期間，將建立試驗結果記錄。

3.3 軟件調(diào)試

調(diào)試由賣方完成，買方負責監(jiān)督。

4、人員培訓及售后服務

1 ）賣方派到買方的技術人員

a 在試車階段：嚴格按設計聯(lián)絡的規(guī)定執(zhí)行。

b 安裝指導：在按裝過程中，賣方技術人員應該在現(xiàn)場對買方的安裝人員進行技術交底，并協(xié)助買方人員解決安裝時出現(xiàn)的問題，人員數(shù)量2人，服務時間約15天/人。

c 調(diào)試服務：設備安裝完成之后，買方人員在賣方人員的指導下進行調(diào)試，調(diào)試包括設備的冷態(tài)和熱態(tài)調(diào)試，與此同時，賣方專家對買方人員進行設備操作培訓和設備維修培訓。計算機和PLC調(diào)試工作由賣方完成，買方給予配合。

d 售后服務：合同工程結束后，賣方仍有義務派遣人員訪問買方，調(diào)查設備的運行情況和操作情況。對出現(xiàn)的問題提供幫助，4小時內(nèi)作出答復，如需去人，36小時抵達。

e 設備的試車時間：冷態(tài)調(diào)試及熱態(tài)調(diào)試約為15天，賣方應派遣合格的技術人員進行服務，其費用已包括在總合同價格內(nèi)。

f 買方應對賣方現(xiàn)場服務人員提供工作的方便條件，配備現(xiàn)場服務辦公室，必要的工作設施和工具。

2 買方派到賣方的技術人員

a 設計審查：在初步設計完成后，買方派有關人員到賣方進行設計方案審查。

b 人員培訓：對于設備知識及操作、維修方面的人員培訓可以在買方進行，也可在賣方進行專業(yè)知識的講座及培訓。如買方指出需要對工藝進行操作培訓時，賣方應負責聯(lián)系培訓現(xiàn)場。

c 賣方設備的檢查和出廠驗收：當賣方設備制造完成后，應及時通知買方派有關人員赴賣方檢查設備制造質(zhì)量，參加并監(jiān)督出廠試驗。

西安重鑫電爐設備有限公司

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