1.中頻感應(yīng)電爐應(yīng)采用專用變壓器
現(xiàn)在我國由于供電政策的規(guī)定，工業(yè)用電采用的變壓器一般為S7、S9型電變壓器，二次電壓輸出為380V。而國外工業(yè)電爐用電的二次輸出電壓為650—780V?？梢?，如果采用中頻感應(yīng)電爐專用的特種變壓器使二次輸出電壓為650—780，當(dāng)輸出功率一定時(shí)，輸出電流減小為原來的0.585倍，銅損大允降低為原來的1/3，銅損的進(jìn)一步降低又減少了變壓器的產(chǎn)熱量，使得銅線圈的電阻不至因溫度過高而導(dǎo)致升高。冷卻系統(tǒng)帶走熱量減，節(jié)能效果明顯增加。此外，可以根據(jù)需要，在爐子運(yùn)行過程中適時(shí)地調(diào)節(jié)供電電壓以調(diào)節(jié)爐子的輸入功率，使中頻感應(yīng)電爐的損耗盡量減到最小。因此，采用中頻感應(yīng)電爐專用變壓器提高電壓勢(shì)在必行。
另外，限制變壓器的空載運(yùn)行在節(jié)能方面也起到一定的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在空載時(shí)間超過幾小時(shí)或停止生產(chǎn)時(shí)，斷電接閘，及時(shí)停止變壓器的運(yùn)行，這樣更有利于變壓器的節(jié)能降耗以及提高功率因婁。
2.正確選擇中頻感應(yīng)爐的容量、增大匹配功率
爐子容量的選擇，一般主要考慮爐子的生產(chǎn)率是否能滿足鐵水的需要。但是，同一鐵水量，可以選擇單臺(tái)大容量爐也可以選擇多臺(tái)小容量的爐子，這須根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行分析比較確定。在只是有時(shí)需要大量鐵水供生產(chǎn)大型鑄件使用的場(chǎng)合，不宜選用單臺(tái)大容量的爐子，而應(yīng)當(dāng)在正常生產(chǎn)條件下選擇多臺(tái)適當(dāng)容量的爐子。這樣，即可以提高生產(chǎn)過程靈活性的可靠性，解決單臺(tái)大容量中頻感電爐由于事故引起的停產(chǎn)問題，又可以減小熔煉少量鐵水時(shí)因?yàn)槿萘窟^大達(dá)不到額定功率而引起的耗電量。
感應(yīng)電爐的容量與爐子的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)密切相關(guān)。一般來說，大容量爐子技術(shù)經(jīng)濟(jì)指數(shù)高，這是因?yàn)殡S爐子容量增大，熔化鑄鐵的單位能量損失相應(yīng)減少。中頻無芯感應(yīng)電爐主要技術(shù)參婁和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表。
爐子容量由0.15噸增大到5噸，電耗由850KW/h/t降低到660KW/h/t.
額定功率與額定熔煉容量的比值（即熔煉1千克鋼所匹配的功率）是反映中頻感應(yīng)電爐熔煉時(shí)間以及熔煉電耗的一個(gè)標(biāo)示。當(dāng)比值大時(shí)，熔煉時(shí)間短，耗電量小，熔煉化率；反之，則熔煉時(shí)間長，耗電量大，熔煉化率低。
因此，在同容量下，應(yīng)增大中頻感應(yīng)電爐的匹配功率，以提高電爐的熔化效率，降低其耗電。
3.感應(yīng)線圈、水電纜部分改進(jìn)
中頻感應(yīng)電爐電功率的無功水泵主要是感應(yīng)線圈和電電纜在電爐運(yùn)行過程中所引起的銅損，其單位電阻對(duì)銅損的影響非常巨大?，F(xiàn)在，一些電爐生產(chǎn)廠為降低成本，感應(yīng)線圈的銅原料大多采用價(jià)格低廉的、電阻值高的紫銅而不是電阻低的1號(hào)電解銅，導(dǎo)致感應(yīng)線圈子和水電纜的電阻較高，單位時(shí)間電損耗相對(duì)較大。
優(yōu)質(zhì)高純銅度銅管，表面顏色發(fā)亮，電阻率低，導(dǎo)電性能好；而劣質(zhì)銅使用的不全是銅質(zhì)材料，銅管發(fā)黑偏硬，由于雜質(zhì)多不能承受大電流，通電發(fā)熱量高。選材時(shí)應(yīng)區(qū)分。
（1）增大感應(yīng)線圈子、水電纜截面各。較大截面的銅導(dǎo)線和銅導(dǎo)體電纜，不僅能減少導(dǎo)線的發(fā)熱及電壓損失，還能增加配電線路的可靠性并適應(yīng)長期的發(fā)展，而且比經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)講也極有好處，增加的投資能很快收回，用戶在長期使用中能得到更多的效益。
以0.5噸400KW的中頻爐為例，感應(yīng)線圈子為（外形尺寸）30毫米×25毫米×2毫米矩形空心銅管，匝數(shù)為16，線圈直徑為560毫米，工作溫度為80℃，電爐功率因數(shù)為0.1，由計(jì)算得感應(yīng)線圈自身在80℃時(shí)的耗電功率為80.96KW。同理，水電纜直徑為60毫米，長2米，計(jì)算得自身在80℃的耗電功率為0.42KW。供電線路僅此兩項(xiàng)在80℃時(shí)的耗電功率就為81.38KW。隨著感應(yīng)線圈和水電纜截面積的增加，電阻變化、供電線路節(jié)能效果如下表所示。
由上表可以看出，如果感應(yīng)線圈壁厚增加3毫米、水電纜直徑增加3厘米，則感應(yīng)圈與水電纜部分每小時(shí)耗電量比增加前節(jié)電64.17%，每小時(shí)節(jié)電52.22KW，顯著節(jié)約電能。
（2）降低感應(yīng)線圈、水電纜的工作溫度。感應(yīng)電爐感應(yīng)線圈和水電纜工作升溫，由于銅存在電阻溫度系數(shù)，其電阻率升高，電阻變大，耗電增加。其線圈工作溫度每升高10℃其電阻增加4%，電能損耗提高4%。當(dāng)感應(yīng)線圈的工作溫度從80℃降低到50℃時(shí)，電能損耗已降低12%，這對(duì)一個(gè)較大功率的中頻感應(yīng)爐來說是相當(dāng)大的損失。所以，應(yīng)采用有效的冷卻系統(tǒng)高效地降低供電線路的溫度，盡量避免形成溫度升高---電阻升高---溫度升高這個(gè)惡性循環(huán)，減少線路損耗。
4.采用新型阻垢器、封閉水冷系統(tǒng)
（1）水垢對(duì)冷卻系統(tǒng)冷卻能力影響巨大。水垢對(duì)銅管使用狀況的影響直接改變了銅管的工作溫度。對(duì)銅水垢進(jìn)行成分分析中發(fā)現(xiàn)，水垢的形主要是國灰水中含有不溶性鹽類和氧化物沉淀。隨著冷卻水溫度的升高，水中鹽類逐漸超過飽和極限，發(fā)生沉淀形成導(dǎo)熱性極差的水垢。水垢沉淀在線圈內(nèi)壁，將會(huì)縮小水橫截面積堵塞管道，增加水循環(huán)阻力，阻礙正常的熱交換。又由于水垢的熱導(dǎo)率只有0.464—0.8W/m·K），遠(yuǎn)小于銅管的熱導(dǎo)率320W/(m·K)，熱交換率大大降低，從而縮短設(shè)備使用壽命。同時(shí)，銅管的熱流分布不同，故各處水垢厚度不同，在銅管局部溫度過高位置發(fā)生結(jié)垢過厚，就會(huì)出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，從而燒壞線圈、水電纜，甚至引起電器漏電、短路等嚴(yán)重安全事故。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，感應(yīng)線圈、水電纜內(nèi)壁對(duì)縮舍換熱系數(shù)的影響規(guī)律見下表：
線圈內(nèi)壁的水垢是一層隔熱層。當(dāng)水垢厚0.5—4毫米時(shí)，綜合傳熱系數(shù)比無水垢時(shí)降低22%--70%。換熱能力降低，線圈溫度上升，其電阻值增大，造成無功電耗的增加，當(dāng)局部溫度較高，有燒毀線圈、水電纜的危險(xiǎn)，故必須采取相應(yīng)措施去除水垢。
（2）采用型陰垢器
中頻感應(yīng)電爐冷卻水在感應(yīng)線圈、水電纜中循環(huán)，其中含有大量離子，現(xiàn)有的一些方法生產(chǎn)的阻垢器對(duì)冷卻水阻垢效果不明顯。例如磁化處理法受磁鐵滋性的影響較大，阻垢效果不穩(wěn)定；靜電處理對(duì)水中鈣、鎂鹽類的結(jié)晶沉淀作用不明顯，而且此類設(shè)備的功率器件與水直接接觸，以致立中產(chǎn)生高頻脈沖電壓，對(duì)永磁體有強(qiáng)烈的去磁效應(yīng)而降低阻垢效果；化學(xué)試劑法容易造成水質(zhì)變化，且因水中電勢(shì)的電角作用而大大降低阻垢效果；靜電場(chǎng)法，聲法也因水中電勢(shì)的干擾而降低阻垢效果。
為此，研制一種新型阻垢器，它是用數(shù)個(gè)電極平衡電容器組，帶電的冷卻水經(jīng)過電容器組產(chǎn)生電勢(shì)，并且在電容器上接線圈形成諧振，并聯(lián)諧振電路提高了電極的電壓。線圈同時(shí)也對(duì)中頻分量短路，形成法拉第籠，降低直流電位差，對(duì)金屬如銅、鐵有阻垢作用。在金屬電極上產(chǎn)生的電勢(shì)對(duì)水中結(jié)垢物產(chǎn)生洛化茲力和熱效應(yīng)，從而疏松、細(xì)化水垢結(jié)晶物，令其懸浮在水中并定期排出，達(dá)到抑制結(jié)晶、防止水垢產(chǎn)生的作用。用鉻鋅作電極可防止銅鐵的銹蝕。使用效果表明，設(shè)備的新開進(jìn)阻垢器阻垢效果好，一年清洗一次即可，大大減少了水垢的產(chǎn)生，感應(yīng)器、水電纜使用壽命大大延長。
（3）采用封閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。感應(yīng)器冷卻水應(yīng)清潔而無雜質(zhì)，固體含量不大于10毫克/升，水的電阻率應(yīng)大于2.5×103·cm，由于硬度偏大的水中含有大量的不溶于性鹽類很容易析出沉淀形成水垢。所以冷卻水應(yīng)采用硬度低的軟水，以總硬度不大于2.8毫克/升，亞硫酸鹽和氯化物含量不大于50毫克/升的水為宜。最好采遙蒸餾水以盡量減少水垢的形成概率。
采用封閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有二級(jí)循環(huán)水系統(tǒng)，外回路為敞開式循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)回路為封閉式循環(huán)水系統(tǒng)，其間用水-水熱交換器傳遞熱量，內(nèi)循環(huán)采用軟水和蒸餾水，便于進(jìn)行水質(zhì)處理，系統(tǒng)可靠性高，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)外回水質(zhì)要求不高，因此可以大大提高感應(yīng)器的使用壽命。
（4）嚴(yán)格控制感應(yīng)線圈內(nèi)循環(huán)冷卻水的溫度，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
循環(huán)冷卻水的溫度直接影響著線圈的工作溫度和線圈電阻，對(duì)感應(yīng)電爐的銅損有著相當(dāng)大的影響。如果進(jìn)水、出水溫太低，循環(huán)水冷卻將消耗很大的能量，還會(huì)從爐體中帶走熱量，增加電耗；如果水溫太高，則不利于感應(yīng)線圈的冷卻，增加電耗。所以，選擇好冷卻水溫是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，冷卻水進(jìn)、出水溫應(yīng)控制在一個(gè)恒定的溫度，進(jìn)水水溫一般在20—30℃，出水溫度以50℃為宜。
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