W jaki sposób zaprojektowanie systemów reaktywnych rekompensaty energetycznych może pomóc przedsiębiorstwom metalurgicznym przebić się przez wąskie gardło zużycia energii na tonę stali?

Przemysł metalurgiczny jest typowym przemysłem o wysokiej energii, a poziom zużycia energii elektrycznej na tonę stali bezpośrednio wpływa na koszty produkcji i konkurencyjność rynkową. W tym artykule Geyue Electric, z profesjonalnej perspektywy producenta sprzętu do reaktywnego zasilania o niskim napięciu, systematycznie analizuje kluczowe czynniki wpływające na zużycie energii elektrycznej w przedsiębiorstwach metalurgicznych, głęboko badaj wewnętrzną mechanizm korelacji między reaktywną konstrukcją systemu kompensacji mocy i zużycie energii elektrycznej na tonę stali stali i proponuje kompleksowe rozwiązanie i harmoniczną kontrolę. Dzięki badaniom empirycznym typowych obciążeń, takich jak elektryczne piece łukowe i młyny toczące się, zweryfikujemy, że zoptymalizowany system kompensacji energii reaktywnej może skutecznie zmniejszyć zużycie energii elektrycznej na tonę stali o 3% do 8%, zapewniając niezawodną ścieżkę techniczną zachowania energii i redukcji kosztów w przedsiębiorstwie metalurgicznych.

Analiza charakterystyk zużycia energii elektrycznej w przemyśle metalurgicznym

Proces produkcji metalurgicznego obejmuje cały łańcuch przemysłowy od przetwarzania surowców po końcowanie produktów gotowych. Charakterystyka zużycia energii elektrycznej w każdym ogniwie różnią się znacznie. Elektryczny piec łukowy, jako podstawowy sprzęt w procesie wytwarzania stali, ma działającą charakterystykę okresowego obciążenia uderzenia. Fluktuacja mocy reaktywnej w krótkim okresie może osiągnąć 2-3 razy większą pojemność. Ta intensywna fluktuacja prowadzi do zmniejszenia migotania napięcia i przebiegu w siatce mocy, zwiększając w ten sposób dodatkową utratę transformatorów i zmniejszając wydajność silników.

System maszyn toczy wykazuje typowe charakterystyki obciążenia przerywanego podczas przetwarzania stalowych kęsów. Częste start-upy i zatrzymania powodują znaczne fluktuacje współczynnika mocy w zakresie 0,3 do 0,8. Zmierzone dane pokazują, że gdy współczynnik mocy jest niższy niż 0,7, kompleksowe zużycie energii w linii produkcyjnej wzrasta o 12% do 15%. Ponadto duża liczba urządzeń napędowych o zmiennej częstotliwości powszechnie występującej w przedsiębiorstwach metalurgicznych nie tylko przynosi wysoką dokładność kontroli procesu, ale także wstrzykiwać obfite prądy harmoniczne do siatki mocy. Te niefundamentalne elementy dodatkowo pogarszają utratę transmisji mocy.

Ilościowy związek między reaktywną kompensacją mocy a zużyciem energii

Teoria systemów zasilania wskazuje, że transmisja mocy reaktywnej nie tylko zajmuje zdolność sprzętu zasilającego, ale także przekształca się w rzeczywistą utratę energii poprzez efekt termiczny prądu. W systemie dystrybucji energii 10 kV przedsiębiorstwa metalurgicznego roczna utrata energii spowodowana każdą 1KVAR prądu reaktywnego podczas transmisji może osiągnąć 800-1000 kWh. W przypadku przedsiębiorstwa stalowego z roczną produkcją o milion ton ta ukryta strata może gromadzić się do kilku milionów kilowatogodzin energii elektrycznej.

Dynamiczne urządzenie kompensacyjne mocy reaktywnej może ustabilizować współczynnik mocy powyżej 0,95 przez śledzenie zmian obciążenia w czasie rzeczywistym, zmniejszając w ten sposób straty transformatorów i linii o 30% do 40%. Zwłaszcza podczas procesu wytopu w piecu elektrycznym, szybka odpowiedźUrządzenie SVGmoże tłumić fluktuacje napięcia w granicach 3% i zapobiec opóźnieniu w regulacji elektrody spowodowanej spadkami napięcia. Sama ta funkcja może skrócić czas wytopu każdego stalowego pieca o 4 do 6 minut i bezpośrednio zmniejszyć zużycie energii elektrycznej na tonę stali o około 15 kWh.

Kluczowe innowacje technologiczne w projektowaniu systemu

Ze względu na szczególność obciążeń metalurgicznych nowoczesne systemy kompensacyjne władzy reaktywnej muszą przełamać ograniczenia tradycyjnych technologii. Dynamiczne urządzenie kompensacyjne oparte na komponentach zasilania węglików krzemionowych przeszło już przez 5-milionową barierę w czasie odpowiedzi i może dokładnie przestrzegać zmian mocy elektrycznych pieców łukowych na poziomie milisekundowym. Zastosowanie wielopoziomowych topologii umożliwia modułowe rozszerzenie pojemności kompensacyjnej do kilku dziesiątek MVAR, spełniając wymagania dużych warsztatów stalowych.

Współpracujący projekt kontroli harmonicznej i reakcji reaktywnej mocy ma ogromne znaczenie. W warsztacie toczących się przyjmuje się hybrydowy system APF i SVG, który może nie tylko odfiltrować 5. i 7. harmoniczne generowane przez konwerter częstotliwości, ale także dynamicznie kompensować podstawową moc reaktywną. Przypadek transformacji specjalnej przedsiębiorstwa stali pokazuje, że to zintegrowane rozwiązanie zwiększyło współczynnik mocy linii produkcyjnej z 0,68 do 0,97, zmniejszył zużycie energii elektrycznej na tonę stali o 6,3%i osiągnął roczną korzyść oszczędności energii elektrycznej wynoszącą ponad 8 milionów juanów.

Wdrożenie inżynierskie i weryfikacja efektywności energetycznej

Udana transformacja oszczędzania energii zaczyna się od precyzyjnej diagnozy zużycia energii. Dzięki ciągłym zbieraniu krzywych obciążenia każdego procesu za pomocą systemu monitorowania jakości mocy ustalono model korelacji między zużyciem energii elektrycznej stali tonażowej a współczynnikiem mocy. Analiza danych ujawnia, że w procesie ciągłego odlewania dla każdego 0,1 wzrostu mocy połączone zużycie energii elektrycznej przez wentylatory i pompy można zmniejszyć o 2,1% do 2,8%.

Strategia układu urządzenia kompensacyjnego wpływa bezpośrednio na efekt oszczędzania energii. W warsztacie elektrycznego pieca łukowego przyjęto hierarchiczny projekt „lokalnej rekompensaty po drugiej stronie transformatora + scentralizowanej rekompensaty na biule 10 kV”. To nie tylko tłumi migotanie napięcia, ale także zmniejsza krążenie mocy reaktywnej. Dane praktyczne określonego stalowego młyna pokazują, że ta rozproszona architektura zmniejsza zużycie energii na tonę stali o 1,2 punktu procentowego w porównaniu z tradycyjnym schematem. Wprowadzenie inteligentnego systemu sterowania dodatkowo optymalizuje sekwencję przełączania kondensatorów, przewiduje cykl wytopu poprzez algorytmy uczenia maszynowego i umożliwia wczesną regulację strategii kompensacji.

Przyszłe kierunki rozwoju technologicznego

Wraz z transformacją procesów metalurgicznych w kierunku zieleni i inteligencji technologia reaktywnej rekompensaty władzy stoją przed nowymi możliwościami rozwoju. Zastosowanie cyfrowej technologii bliźniaczej pozwala na symulację charakterystyk zużycia energii w różnych warunkach produkcyjnych w środowisku wirtualnym, zapewniając naukowe podstawy optymalizacji parametrów systemu kompensacyjnego. Połączenie komunikacji 5G i przetwarzania krawędzi umożliwi wspólną kontrolę oszczędzania energii w różnych procesach i zbuduje internetowy Internet energetyczny na pełny czynnik.

Oczekuje się, że przełom w szerokich materiałach półprzewodników Bandgap jeszcze bardziej zmniejszy utratę dynamicznych urządzeń kompensacyjnych o 40% - 50%. Kondensatory wykonane z nowych materiałów dielektrycznych mogą mieć żywotność ponad 15 lat, co znacznie obniży koszty utrzymania. Te postęp technologiczny będzie nadal zwiększać zużycie energii stali tonażowej w branży metalurgicznej, pomagając osiągnąć cele szczytu węglowego i neutralności węgla.

Projekt optymalizacji systemu kompensacji mocy reaktywnej jest skutecznym sposobem dla przedsiębiorstw metalurgicznych do przebicia wąskiego gardła zużycia energii elektrycznej na tonę stali. Przyjmując dynamiczne schematy kompensacyjne, które odpowiadają charakterystyce procesów produkcyjnych, przedsiębiorstwa metalurgiczne mogą nie tylko poprawić jakość energii elektrycznej, ale także wykorzystać głębszy potencjał oszczędzania energii. Geyue Electric ciepło sugeruje, że przedsiębiorstwa metalurgiczne uwzględniają system kompensacji energii reaktywnej do ogólnego planowania efektywności energetycznej w nowych projektach budowlanych lub remontowych. Powinny wybrać dostawców sprzętu z doświadczeniem w branży metalurgicznej i ustanowić system zarządzania jakością energii elektrycznej obejmujący cały proces produkcji, stanowiąc solidne podstawy do tworzenia ekologicznych przedsiębiorstw. Jeśli twoje przedsiębiorstwo metalurgiczne musi poprawić jakość energii elektrycznej w systemie zasilania, skontaktuj się z Geyue Electric nainfo@gyele.com.cn, Główny inżynier elektryk naszej firmy odpowie na Twoje potrzeby tak szybko, jak to możliwe.