12500kvA工业硅炉设计方案.docx

1、12500kvA工业硅炉设计方案设 计 方 案项目名称：l2500kVA工业硅炉制作方：-2009年7月6日公 司 简 介-是专业从事工业电炉、冶金设备、环保设备的开发、设计、销售、安装、调试、技术转让和铁合金工艺服务的高科技企业。是一家专门从事冶金和化学工业电炉设备节能新技术、新产品开发及制造的综合型企业。公司采用先进的管理模式，是“以科技求发展，以质量求生存，以信誉求效益”宗旨和“团结进取、诚信敬业”的企业精神，为客户提供先进和高质量的产品，不断研究开发新一代冶金电炉和环保产品，全心全意地服务于冶金和化工企业。公司拥有一批知识层次高、业务精通、经验丰富的工程技术人员和管理人才；尊重科学、尊

2、重人才，注重引进国际先进技术的消化吸收和科技成果的转化以及售前、售后服务；为用户提供高效可靠、节能降耗的设备。我公司的产品被国内很多家大中型企业采用，同时出口到美国、越南、刚果、哈萨克斯坦等国。以其先进的技术水平、精良的制造质量和完善的售后服务，创造了良好的经济效益和社会效益，受到用户的好评和信赖。12500kVA工业硅炉是我公司吸收了国外设备的经验，结合我国同类产品厂家的冶炼工艺具体情况推出的新型矿热炉，是我国矿热炉的优化产品，在国内处于领先水平。我公司的优势：1、我公司多年来从事矿热炉、短网技术的研制、开发出同相逆并联的短网，修正平面布置短网，倒三角形短网，由于其具有短网阻抗低、三相不平衡

3、系数低、功率因数高、节电效果显著。2、通过对大电流母线附近钢构感应发热的深入研究，证明了铁合金电耗高，是因为有相当一部份电能转变为钢构的发热，根据这个理论，对旧炉型进行新设计，从而创造出新型矿热炉。3、我们认真吸取了国外先进矿热炉的经验，将许多适合我国的经验移植在我们的新型矿热炉上，从而使我公司在矿热炉设计、制造、安装、调试上具有相当的优势。 我公司愿以一流的技术，完善的服务，为您提供高质量的产品。2Xl2500kVA工业硅炉技术规格书1 设备概述：1.1设备名称：2Xl2500kVA工业硅炉及配套除尘设备；1.2冶炼品种及产量：工业硅，额定容量下单台日产量20t24t,年产7000t；1.3

4、建成投产时间：合同生效后三个月建成投产。1.4电耗：1300015000kWh/t1.5年工作时间:330天2 工业硅工艺流程：2.1工业硅合金牌号及用途工业硅又称结晶硅或工业硅。工业硅的主要用途是作为非铁基合金的添加剂。工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂，冶炼特种钢种和非铁基合金的脱氧剂。工业硅经一系列工业处理后，可拉制成单晶硅，供电子工业使用。工业硅现今广泛用于配制合金、制取高纯半导体材料、生产太阳能电池、制作耐调温材料和有机硅等方面。当今社会已进入信息化时代，在工业发达国家已被广泛用于科学研究以及电气、航空、机械、化工、医药、国防等各个领域。工业硅牌号及化学成份品 级牌 号（代号）化 学

5、 成 份Si()杂质含量（）杂质总和()FeAlCa化工硅Si220299.50.200.200.030.5Si330399.00.300.300.031.0Si330599.00.300.300.051.0Si44199.00.400.400.10冶金硅Si55398.50.500.500.301.5Si198.00.70-0.502.02.2生产工艺流程图硅 石 烟 煤 石油焦 木 块原料 破 碎 筛 分 破 碎准 水 洗 备 筛 分 水 洗 (99.00%0.03%0.066%80%1%8.5%87%0.26%12%0.74%石油焦的物理状态，粒度030mm，其中小于3mm的含量应小于入

6、炉总量的20%，过筛30mm以上的破碎。（4）木块：10150mm，小于30mm的含量不大于20%。2.4生产过程简述本技术方案设计每23小时出一炉，每班出34炉，每天出工业硅约22t。(1)原料准备:硅石及木炭、石油焦等原料由汽车经地磅运进厂区，经分选后，合格料存放在原料场;(2)秤量配料:各种原料按冶炼合金的配方要求进行电子秤秤量配料，原料提升至主厂房的5.0m平台上，经人工混料加入炉内。(3)电炉熔炼:炉料进入半封闭式矿热炉中，35kV电源由变压器经三相电极将电流导入炉内，在整个冶炼过程中，当料面板结时，用捣炉机捣拨料面。炉内还原反应进行到一定周期时，用烧穿器打开炉眼，放出硅水到硅水包。

7、(4)精炼:从硅水包底吹入氧气进行精炼.(5)浇铸:然后在锭模中浇铸成锭。(6)破碎:合金锭经冷却、破碎后运往成品库。(7)除尘:烟尘经炉口上吸烟罩进入排尘烟道，出炉的烟尘经过冷却器降温进入布袋除尘器，经处理后的烟尘排放浓度达到国家规定排放标准（50mg/m3）。(8)循环冷却水:由循环水泵站供水，冷却水进入电炉后利用落差重力回流至冷却水池，在水池中自然冷却后用水泵将水供至炉前。3工厂配置3.1车间构成本项目是按2X12500kVA工业硅炉组成一个车间进行设计的。根据生产需要，在主厂房内有冶炼跨、浇注跨、主变跨、高低压配电室、操作室、休息室；附属设施有原料储存库、原料露天堆放场、成品库、除尘设

8、施、循环水池及泵房、机修间及化验室等。2X12500KVA车间的组成及主要设备配置见表序 号名称长度(m)跨度(m)面积(m2)作业内容主要设备1. 冶炼跨6015900冶炼工业硅炉体主要设备2. 浇铸跨60181080浇铸冷却、脱模Q=10/3t桥式起重机3. 主变跨186108电炉供电变压器、高、低压柜4. 原料场60503000 堆放硅石、还原剂5. 精整跨6012720破碎、分级、称量、包装、入库5 t电葫芦6. 循环水池及泵房602X402.3深4800冷却水循环循环水泵400立方米/小时、冷却塔7. 机修间3018540机加工及维修8. 化验室129108原材料化学分析及工业硅成份

9、分析化验设备9. 动力变压器室12672提供动力电源及控制电源动力变压器10. 除尘设备50552750除尘、加密、收尘布袋除尘装置3.2工艺布置（见工艺平面图）(1)2X12500KVA电炉冶炼间为三层厂房结构;1） 两台炉中心距30米；2） 变压器跨宽度6米；3） 冶炼跨宽度15米；4） 浇注跨宽度18米；5） 精整跨宽度12米；6） 电炉中心距变压器6米；7） 操作平台高度5米；8） 电极升降平台高度12.5米；9） 电极钢平台高度16.5米：10） 操作室及水冷装置布置于5米平台；11） 液压系统布置在12.5米平台上。12） 电极提升天车两台位于22米平台；13） 加料均为人工加料，

10、由提升架上料，不设加料管。14） 电炉为矮烟罩、半封闭式.序号平台标高主要设备备注10.00电炉基础，炉壳，出炉口，挡板，出炉排烟管，烧穿器，电动硅水车、硅水包，吹氧装置，压缩机气动系统。出硅水、精炼2+5.0矮烟罩，把持器，短网，水冷电缆，密封装置，水管路、捣炉机。平台混料、加料，操作平台3+12.50液压系统，气动系统，导向轮装置把持器吊挂，钢平台，调整框架，气囊抱闸。4+16.50钢平台加放电极5+22.005t悬挂式单梁起重机吊装电极(2)浇铸间 浇铸跨为单层厂房，占地面积为1080m2，配有双粱桥式起重机2台，Q=10/3t，Lk=16.5m，Jc=40%，轨底标高为+10.00m，

11、浇铸间主要作业为工业硅的浇铸冷却，脱膜，按出炉编号堆放。(3)精整间(成品间) 精整跨为单层厂房，占地面积为720m2，配有单粱桥式起重机1台，Q=5t，Lk=10.5m，Jc=40%，轨底标高为+8.00m，精整间主要作业为工业硅的破碎、分级、称量、包装、入库。(3)变压器室 变压器室为二层厂房，变压器室占地面积为108m2，内安装有12500kVA变压器，附配套油水冷却器2套。(4)高、低压配电室高压配电室设在两个变压器室之间一层，内装高压配电柜，占地80m2；动力变压器设在予留变电所内，占地48 m2；低压配电室设在主变跨二层，内装低压配电柜，占地约48 m2。(5)操作室操作室设在二层

12、，在低压配电室内，占地约为12m2，装有主操作台，控制电炉供电情况及升降设备。(6)原料堆场分为露天料场和原料库，原料堆场需划成格棚式，分别存放成品无烟煤、石油焦及电极等原料，存堆量按60天考虑。(7)成品库砖混结构，900m2，在成品库进行工业硅成品的破碎，分级、称量，分批包装入库储存。(8)循环水池及水泵房 循环水池及水泵房主要承担电炉冷却、变压器冷却、除尘风机冷却装置等其它用水，电炉冷却回水经横流式冷却塔至循环水池，变压器室冷却水独立供给，采用自然冷却。(9)机修间机修间主要承担电炉设备及辅助设备的保养、维护及小修，电气设备的维修。设备的中、大修由外委承担。(10)化验室化验室主要承担原

13、料硅石、煤、石油焦等的化学成分分析及产品工业硅的全分析。4 设备的选型及技术参数4.1设备形式(1)12500kVA工业硅:主体设备采用矮烟罩半封闭固定式炉型。(2)除尘设备:正压式反吸风布袋除尘器4.2主要技术参数 (1)12500kVA工业硅炉(单台)序号名 称单 位参 数备 注1变压器额定容量kVA12500过载20%2变压器一次电压kV353变压器二次额定电压V120-162V（3V）15档4变压器二次额定电流kA144V/50118A5电极直径mm960碳素电极6炉膛直径mm60007炉膛深度mm23008炉壳直径mm75009炉壳高度mm460010电极极心圆直径mm2450可调5

14、011出铁口数量/夹角2/120o12半封闭矮烟罩直径/高度/8000/230013电极行程mm150014电极升降速度M/min0.515电极电流密度A/cm27.816自然功率因素COS0.8217电极铜瓦数量块/根8X318冷却水用量t/h25019冷却水压力MPa0.20.320液压系统压力MPa81221炉衬材质碳质22设备作业率95%(2)除尘设备技术参数序号名 称单 位参 数型 号1除尘器规格型号LFSF-100002处理烟气量m3/h3500003系统引入烟气温度300-5004引入烟气含尘浓度g/m33.6-105排放烟气含尘浓度mg/m3506引风机风量m3/h2X1750

15、007风机全压Pa55008电机功率kW2X3559分室数量 室14双列10滤袋总数 条109211滤袋规格mm292X10000氟美斯12过滤风速m/min0.58213滤袋运行阻力Pa150014除尘器运行阻力Pa200015滤袋寿命年116清灰方式自动反吸清灰17冷却器面积m2271218加密密度Kg/m3400-60019除尘器漏风率%320除尘器效率%985主要设备组成及概述：5.1 12500kVA工业硅炉设备组成(1)机械部分:主要设备有：炉体、矮烟罩、烟气导出管、把持器系统（包括电极保护筒、电极升降油缸、液压式压力环，悬挂缸式液压升降装置）、气囊抱闸、水冷电缆、液压系统、水冷铜

16、管短网、出炉系统设备等。辅助设备有：双梁桥式起重机、悬挂式电葫芦、电极提升机、捣炉机等。1 炉体：炉壳是炉体的主要组成部分,它采用=18钢板焊接成7700的圆筒体，高为4600，炉底板采用20mm厚钢板，炉体采用工字钢支撑，炉体有二个出炉口。规格尺寸：7700X4600mm2 炉衬：采用碳砖、耐火黏土砖、高铝砖和镁砖等新工艺砌筑。3 矮烟罩：矮烟罩8000，高2300，置于炉体上方，烟罩采用水冷骨架及水冷盖板，烟罩上设有三个调节极心圆装置，烟罩侧壁由碳钢立柱支持，设有三个操作大门三个小门，供捣炉、扎眼、拨料、观察炉况和处理电极事故用。烟罩内采用耐火砖砌筑，炉内金属构件部分均涂抹耐热混凝土。规格

17、尺寸：8000X2300mm4 烟囱: 在矮烟罩上部有二个排烟口与1800的二个水冷弯管烟道，直通烟囱或除尘装置相联。5 短网：采用正三角布置。短网包括：从变压器出线端子至铜瓦采用一对一全水冷却方式，三相铜管均采用往返电流双线布置，互感补偿，磁感抵消，并采用全冷水进入水冷电缆的新工艺，不易产生水垢，而堵塞水冷电缆，可有效地提高短网的入炉功率和作业率。短网包括变压器补偿器、水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦8块及其吊挂、固定联接等装置。变压器二次侧电流经水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦送到电极。规格型号:一)锻造铜瓦规格：材料 T2高度 1000重量 360二) 同相逆并联大电流线路： 水冷电

18、缆 S=140Omm2 L=1000mm 48根补偿器 S=1400mm2 L=2300mm 48根铜管规格 6510 48根电极把持系统：电极把持系统共3套；每套包括上把持筒1个、下把持筒1个、保护套1个、压力环 1 个、气囊抱闸3个、电极升降油缸2个、电极压放油缸3个等。把持器装置：把持器是将变压器二次侧电流经短网铜管、水冷电缆、铜瓦送至电极进行冶炼。铜瓦与电极之间滑动接触，并保持一定压力。每根电极上铜瓦采用锻造铜瓦，铜瓦与电极间接触压力是靠铜瓦外侧的压力环来实施。压力环上一对一顶紧铜瓦。铜瓦对电极的压力大小可以通过液压支路来调整控制。可保证每块铜瓦对电极的压力均匀，并易调整铜瓦对电极的压

19、强。它克服了过去常用锥形环式电极把持作用在每块铜瓦上的力有不均匀现象的缺点。可有效地提高电炉作业率，减少设备维修工作量。在电极系统上我们采用了国际上较先进的德马克，南非PYROMET等技术，如采用悬挂油缸式的电极升降装置，能灵活、可靠、准确地调节电极的上、下位置。把持筒上部由台架与二个升降油缸联接，油缸的支座是固定在三层平台的钢平台上，在钢平台可以很方便调整极心圆直径。新型把持器下部和保护大套及极心圆调整装置，烟罩中心部位三角区采用不锈钢制作，使大电流导体通过时产生的磁损能降低到最小程度。从而提高炉子的功率因数。每根电极上设有单独电极自动压放装置，由气囊抱闸和二个压放油缸，及上下限位开关组成。

20、规格型号:一) 保护套 3个 外径 1440 内径 1340 高度 2000材料 Ocr18Ni9二) 压力环油缸数 4个油缸直径 125油缸行程 40压力环高度 420压力 Mpa 35三) 气囊抱闸：是用来抱紧电极的，进气时抱紧电极，放气时松开电极，上、下气囊抱闸设在把持筒台架上，气囊抱闸和压放油缸组成电极带电自动压放装置。气囊抱闸 6个规格尺寸： 1170970500压力： MPa 0.18-0.2四) 电极压放装置电极压放油缸 9个 油缸直径： 125油缸行程： 200五) 电极升降装置电极升降油缸 6个油缸直径：mm 200油缸行程：mm 2000油缸最大长度：mm 4288油缸最小

21、长度：mm 2288压力： 812MPa液压(气动)系统：液压气动系统设在三层平台。液压系统由液压站、管道、绝缘组件等构成，液压站由2套油泵（1用1备）、控制阀、蓄能器、过滤器、油箱等组成。整个系统压力自动控制，可控制调压回路、电极升降回路、压放油缸。蓄能器能平稳系统液压压力，减少各回路相互切换时产生的液压冲击，可减少电机、泵、阀的工作时间，延长使用寿命。液压系统规格参数：系统压力 Mpa 812油箱容积 m3 1.5电动机 KW 2X11（一用一备） r/min 1450工作介质 46 号抗耐磨液压油(15-65)储能器数量 个 4X60L供液范围 电极升降，电极压放油缸，压力环油缸。炉内冷

22、却水系统：它由分水器、集水箱、压力表、阀门、管道及胶管、接头等组成。是对在高温条件下工作的构件、短网、压力环、保护大套、烟罩、烟囱等进行通水冷却的装置，对短网、压力环、保护大套等均设有充气放水装置，用于抢修时可在几分钟内完成快速排水。冷却水系统参数进水压力 2105pa进水温度 32冷却水耗量 360m3/h（每台炉子）变压器冷却水压力 2105pa出水温度 42冷却水补给量 20m3/h冷却水的水质应符合以下要求(GB10067.1-88)PH值 7-8.5总硬度 CaO mg当量10悬浮性固体 10mg/L导电率 500s/出硅系统：由烧穿器、硅水包、电动硅包车、挡火墙等设备组成，在出炉口

23、上方装有一套抽风排烟系统。大约150分钟出工业硅一次，用烧穿器烧开炉口，把工业硅液体排入钢包内。堵上炉眼后由电动硅包车拉至浇铸间，用行车进行浇注，凝固后把硅锭运至成品库，冷却后破碎包装。精炼系统:采用氧气与空气混合底吹精炼工艺，主要由氧气瓶组、空压机、储气罐、压力表、流量表、截止阀、截流阀、无缝管、不锈钢波纹管等组成底吹供气系统。 精炼系统参数:1t工业硅耗氧气 3-5m3/t;压缩空气 2-4m3/t;供气流量 7-9m3/h。四层钢平台及夹放电极装置捣炉机：采用BYDL-2000型半液压捣炉机。 3台捣炉机参数:捣杆行程: 2000-2500mm水平调整角: 360度垂直调整角: 20-4

24、5度捣杆往复速度: 20.2m/min升降力: 6-7 t插入力: 3-5t（2）高低压电气设备部分: 本套电气设备主要包括：高压供电系统、低压供电系统、低压电气控制系统、电极升降调节系统。设备组成高压供电系统 1套电炉变压器 1台低压电气设备 1套其中包括：（1）电源动力柜 1面（2）PLC柜 1面（3）液压控制柜 1面（5）出铁操作箱 1台（6）液压操作箱 1台（7）油水冷却器控制台 1个（8）调压控制箱 1个注：动力柜内增设有三路独立备用电源开关，供临时加负荷用电需要。电控柜采用GGD型低压开关柜，采用表面喷塑处理，外形美观。高压供电系统： 高压供电系统主要给工业硅炉提供高压电源,所选用的高压断路器是真空型的,断路器用来切断由于电弧短路或其它故障而造成的过电流。高压供电系统由高压隔离开关及电压互感器、高压真空断路器及电流互感器组成。设备均安装在高配室内。高压设备和变压器之间是由高压电缆系统联接的。 高压开关柜：GBC-40.5 3面 主要技术参数： 进线额定电压 35KV 、50Hz三相 高压开关 YZN-35户型 额定电压35KV 额定电流 1250A 开断电流 25KA 绝缘水平 40KV / 1 min 操作机构 CD10 - I型直流电磁操作机构 操作电源 DC 220V 进线方式 底进顶出 保护