توضیحات
عنوان فارسی: حداکثر عملکرد کوره قوس الکتریکی با تنظیم بهینه شیرهای ترانسفورماتور و راکتور سری با استفاده از مدل غیر خطی
عنوان انگلیسی مقاله:
Maximum Performance of Electric Arc Furnace by Optimal Setting of the Series Reactor and Transformer Taps Using a Nonlinear Model
چکیده
در کوره های قوس الکتریکی (EAF) ، یک قوس ناپایدار منجر به عملکرد نامطلوب EAF می شود، که می تواند با استفاده از راکتورهای سری اصلاح شود. نصب و راه اندازی واسطه سری برخی از پارامترهای الکتریکی EAF ، مانند ثبات قوس، ضریب توان، طول قوس و بازده EAF را تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بر این، توان موثر انتقال یافته به EAF را کاهش می دهد. برای رسیدن به توان مطلوب انتقال یافته پس از نصب راکتورهای سری ،ولتاژ ثانویه منتقل شده به ترانسفورماتور EAF باید افزایش یابد. با این حال، پس از هر تغییر در هر شیر ترانسفورماتور EAF، ثبات قوس و دیگر پارامترهای مربوطه تحت تاثیر قرار می گیرد. بنابراین تاثیر مقادیر الکتریکی EAF که ناشی از تغییرات در راکتور سری و شیر ترانسفورماتور EAF است، باید به طور همزمان مطالعه شود. این پژوهش برای دستیابی به بهترین عملکرد EAF به بررسی یک روش جدید برای تنظیم بهینه راکتور سری و شیر ترانسفورماتور EAF می پردازد. با استفاده از یک مدل غیر خطی برای EAF، ویژگی های الکتریکی، برای ترانسفورماتور جریان اسمی و همه ترانسفورماتورهای ممکن و شیرهای راکتور محاسبه شده و نتایج به صورت جدول ارائه شده است. با استفاده از این جداول، نقطه تنظیم بهینه برای ترانسفورماتور و شیرهای راکتور سری در شرایط مختلف تعیین شده است. در نهایت، روش از نقطه نظر اقتصادی بررسی شده است.
کلمات شاخص:کوره قوس الکتریکی (EAF)، راکتور سری، قوس الکتریکی پایدار ، SVC، شیر ترانسفورماتور.
1-مقدمه
با توجه به رشد سریع تقاضا برای فولاد، همراه با توسعه صنعت تولید فولاد، بهینه سازی عملکرد ماشین آلات موجود برای رسیدن به حداکثر تولید ضروری تر شده است. در کوره قوس الکتریکی (EFA (، حداکثر راندمان تولید می تواند در حداقل تاخیر بهره برداری و شرایط خرابی تولید بدست آید[1]،[2]. اگر حداکثر توان موجود در حداقل زمان به کوره اعمال شود این مهم می تواند تحقق یابد[3]. راکتورهای سری دستگاه های شناخته شده ای هستند، که به منظور بهبود عملکرد EAF مورد استفاده قرار می گیرند[4] – [6]. این راکتورها معمولا به صورت سری با پایانه های ولتاژ بالا (HV) از ترانسفورماتور EAF نصب می شوند و می توانند درانواع مقدار متغیر یا ثابت وجود داشته باشند. نصب و راه اندازی راکتورهای سری در EAF سوسو زدن ولتاژ [5]، [7] و ثبات قوس را بهبود می بخشد[8] – [10]. .
هر چند که مشخص شده است که با استفاده از راکتور سری می توان ثبات قوس را بهبود داد و پژوهش های مختلفی در مورد ثبات قوس وجود دارد، اما هنوز پاسخ دقیق در مورد مقدار راکتور سری بهینه شده وجود ندارد. از سوی دیگر، پس از قرار دادن راکتور سری در مدار EAF، توان منتقل شده به EAF کاهش می یابد. با افزایش شیر ترانسفورماتور، توان منتقل شده را می توان دوباره به سطح مورد نظر برگرداند. اما افزایش ولتاژ، ثبات قوس و دیگر پارامترهای الکتریکی EAF را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، تأثیر هر دو پارامتر تغییر شیرهای ترانسفورماتور و راکتور سری باید به طور همزمان مورد بررسی قرار گیرد. این مقاله با یک روش ساده جدید با انتخاب بهینه از شیرهای ترانسفورماتور راکتور سری و در ارتباط است. با انتخاب نقطه تنظیم بهینه از راکتور و تنظیم شیر ترانسفورماتور، عملکرد EAF را می توان با توجه به ثبات قوس الکتریکی، توان اکتیو منتقل شده به EAF، طول قوس، بازده سیستم و توان راکتیو ضروری را بهینه سازی کرد.
در این تحقیق، سیستم برق از شرکت فولاد مبارکه (MSC) در استان اصفهان / ایران برای مطالعه در نظر گرفته شد. در این کارخانه تصمیم گرفته شده که ترانسفورماتور قدیمی EAF با یک نمونه با امکانات جدید با امتیاز بالاتر همراه با یک راکتور سری در مجموعه هایی با پایانه های HV از هر ترانسفورماتور جایگزین شود. اثرات نصب و راه اندازی راکتور سری بر روی پارامترهای مختلف از سیستم EAF مورد بررسی قرار گرفته و نتایج به دست آمده در بعضی از جداول آورده شده است. بر اساس این نتایج، نقطه تنظیم بهینه ترانسفورماتور و تنظیم شیر راکتور سری تعیین می شود. راکتور سری و ترانسفورماتور به ترتیب 7 و 21 شیر دارند. بنابراین، در میان 147 مورد مختلف، حالت مطلوب باید بر اساس برخی از معیارهای ارائه شده، مشخص شود.
نتایج به دست آمده توسط این پژوهش بر اساس بسیاری ازاطلاعات ثبت شده است. ولتاژ تامین کننده سه فاز و جریان هایEAF در سمت ثانویه از ترانسفورماتورهای کوره قوس الکتریکی در مراحل ذوب و پالایش برای بسیاری از فرآیندهای ذوب به مدت سه ماه اندازه گیری شد. اطلاعات ثبت شده 10 ثانیه از زمان واقعی عملکرد EAFها را پوشش می دهد. هر مجموعه داده شامل تعدادی از نمونه ها با زمان نمونه برداری 128 میکرو ثانیه است. براساس ولتاژ و جریان ثبت شده، یک مدل غیر خطی برای کوره قوس با استفاده از فرمول Cassie [11] استفاده شد ، که توسط آن نقطه تنظیم بهینه برای راکتور سری و تنظیمات شیر ترانسفورماتور مشتق شده است. .
هر چند روش پیشنهادی توسط مطالعه موردی متداول شرح داده شده است. صریحا می تواند در سایر EAFها بکار گرفته شود. .
این مقاله به شرح زیر سازمان دهی شده است: در بخش دوم، سیستم تحت مطالعه قرار می گیرد و مدل کوره قوس غیر خطی استفاده شده، معرفی می شود. بخش سوم معادلات مورد نیاز برای محاسبه پارامترهای مختلف EAF را ارائه می کند. در بخش چهارم، اثرات نصب و راه اندازی راکتور سری بر ویژگی های EAF تحلیل می شود. نقطه تنظیم بهینه ترانسفورماتور و تنظیمات شیر در راکتور سری در بخش پنج محاسبه شده است. در بخش ششم، ارزیابی اقتصادی نصب و راه اندازی راکتور سری در سیستم جدید مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت، نتیجه گیری و دستاوردها در بخش هفتم آورده شده اند.
توجه:
- برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.