12500KVA硅铁炉设备方案.doc

12500KVA硅铁炉设备方案

15
2020年4月19日
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12500KVA硅铁炉电极系统设备技术说明
1. 用途与使用范围
12500KVA硅铁炉系统设备专门用于冶炼硅铁，它适用于
12500KVA硅铁炉冶炼硅铁的冶炼工艺。
2. 主要技术性能
炉型-------------------------------------------------------------固定圆筒式
电极直径-------------------------------------------------------φ1050mm
电极极心圆----------------------------------------------------φ2650mm
3. 结构及工作原理
主要由电极把持器和二次母线系统等组成。
3.1电极把持器
电极把持器由上、下两部分组成，电极把持器上部主要包括：把持升降装置、电极压放装置、上部把持筒、承重平台及液压管路等。电极把持器下部主要包括：下部把持筒、水冷保护套、导电铜管、压力环和铜瓦等部件。
承重平台的两端与两个把持升降油缸活塞杆端部栓（铰）接，当电极把持器需要提升或下降时，把持升降油缸的提升力就经过承重平台传到电极把持器上，使得电极把持系统可在垂直方向上下运行。
每根电极有一组压放装置，压放装置由二个或多个压放油缸和二台液压抱闸组成。压放装置围绕一根电极安装在电极把持器上部的承重平台上。压放装置的夹紧靠弹簧力牢固地压住电极壳上的八片闸瓦。当需要压放电极时，把持升降油缸停留在某一位置不动，电极在压放装置的作用下向炉内进给（压放），每次进给（压放）量100mm。其压放电极的程序如下：
a.、上抱闸的夹紧缸打开，压放缸上升100mm。
b、 上抱闸四片闸瓦抱紧电极，下抱闸中的夹紧缸打开，压放缸下降100mm。
c、 电极压放100mm。全部压放程序完成。
电炉工作时所需的大电流是经过二次母线和电极上的导电铜管以及电极把持器下部的铜瓦传给电极的。八片铜瓦经过压力环压力的作用下给电极以一定的夹紧力。这个夹紧力除了有利于大电流经过以外，它还对电极提供一部分悬挂力。铜瓦是靠水冷却的。冷却水经过导电铜管进入铜瓦一端，再从另一端经导电铜管流出。
为了保护铜瓦、导电铜管与铜瓦之间的焊点免受高温的损坏，在铜瓦的外部有一组由四块不锈钢弧形板组成的圆筒型水冷保护套。压力环上铺设气封垫板和耐火纤维毡可避免炉内高温炉气从压力环和电极壳之间的间隙处串入电极内部损坏铜瓦等零件。
3.2二次母线系统
二次母线系统包括：短网、水冷电缆、水冷补偿器、导电直管和铜瓦等。二次母线系统采用强制水冷技术，有效降低导体的温变电阻；短网布局采用反向层叠式开口三角形布置，各支路几何尺寸及电磁偶和相等，使24个支路电流方向相反，感应磁场相互抵消；各支路几何尺寸及电磁偶和相等，三相电极作功平衡；采用双导电锥接触导电连接结构和闭锁可调铜瓦压紧结构，有效降低接触电阻使电能有效传导至电极端部。
4 安装、调试及试运转
4.1二次母线系统制作安装
4.1.1短网系统治作安装
a、制作二次短网，以施工图纸和实际测量现场尺寸和施工图纸尺寸为依据；按1：1放大样、制作样板。
b、短网铜管之间的间距应大于10㎜。
c、短网与水冷电缆连接端向下应有45º的倾斜，以保证水冷电缆连接后接口不受径向力，使密封效果好，不漏水。
d、短网水平度使用吊挂杆花栏螺栓调整，保证短网吊挂后水平美观。在调整吊杆时，根据花栏螺栓的受力大小，调整吊杆长度，使每根杆受力均匀。
e、水冷电缆安装后，检查水冷电缆胶管的扭曲情况，若出现胶管扭曲应重新安装水冷电缆，确保电缆胶皮无扭曲，冷却水流畅通。
f、铜管的对接采用氩弧焊接。在短网铜管组装前应进行0.5MPa、10Min的水压试验，确认无渗漏。铜管整体非导电连接部位涂绝缘漆，用一层硅云母带（0.3mm×35mm）、二层玻璃丝布（0.2mm×35mm）和一层白布带（0.2mm×35mm）包裹。
g、短网组装后短网夹板应夹紧铜管、无松动现象。
h、短网绝缘等级4.0MΩ/500V。
4.1.2 安装烧穿母线及烧穿器安装
首先安装烧穿母线和烧穿器轨道。在地面分段连接好后整体吊装，调整母线及烧穿器轨道的水平度≦3mm/m。然后安装烧穿器，烧穿器应进、退、旋转自如。在正式通电之前，应将两个接触断路器全部断开。
4.2电极把持器系统制作安装
4.2.1电极把持器系统制作
a、把持筒的法兰焊接在专用夹具上进行，保证法兰面平整不变形，法兰面平面度≦1㎜。
b、保护套在专用夹具上进行整体焊接，焊接后再分片割开，焊好后的大套按顺序做好记号，以便安装时保证结合合缝严密，安装后的大套圆度偏差应在5㎜以内。环体焊接后进行打磨和去应力处理。
c、压力环的焊接在专用夹具上进行，确保环体圆度误差小于5㎜。环体壁焊接后进行打磨和去应力处理，保证外表面平滑和小的变形量。制作完毕进行0.5Mpa、20Min水压实验无渗漏。
d、烟罩与把持筒之间的密封圈，在制作时，在专用夹具上进行，防止焊接变形。
4.2.2电极把持器系统安装
a、确定硅铁炉体中心和电极中心
在承重平台上用特质的三角形铁做标记，标出炉心位置及电极中心位置，以此为中心安装炉壳、烟罩和电极把持器等。
b、安装电极把持器
电极把持器的安装应自上而下进行。
1先将两根把持升降油缸活塞拉伸至最大工作行程位置，承重座（上把持筒）置于两油缸之间，将辅助吊挂装置安装到承重座上。然后用铅垂线调整承重座（上把持筒）的中心，并将承重平台上的每组油缸支座调至水平度≦0.5mm/m。达到以上要求后，将承重座（上把持筒）与两油缸连接。
2安装把持筒
上把持筒下部与升降油缸连接，下把持筒与二次母线吊挂架及水冷吊挂架连接，铜瓦、水冷保护套等都安装在下把持筒上。连接上、下把持筒，铅垂线测量上、下部把持筒同心度偏差≦5mm；安装电极压放装置，应使得四片闸瓦内侧距电极中心距离应保证为R625±2mm。
3安装铜瓦
（1）安装铜瓦之前，先按电极壳的尺寸做一个辅助电极壳，将辅助电极壳可作为铜瓦安装时的辅助工具。辅助电极壳高度约为800mm。
（2）安装铜瓦，先安装铜瓦吊挂装置，然后安装铜瓦。铜瓦与导电直管是经过钎焊接连接。
4电极把持器冷却水压试验
水冷部件安装完毕进行水压试验，冷却水压力应在0.46MPa左右，连续运行至少24h，检查水冷部件、管路接头处是否出现渗漏现象，检查回水管路，检查管路是否畅通。
5 升降及压放实验
把持升降油缸带动电极把持器上升、下降往复5次，动作应平稳，系统压力稳定。三组电极把持器升降时，油压应相同。检查压放装置的压放情况，空载压放5次。要求每个电极把持器的压放缸及夹紧缸动作平稳、同步。各接头不允许渗漏。调整夹紧缸蝶形弹簧，使其夹紧力达到预定值，调整时，准备好扳手，钢板尺、塞尺，用扳手调整弹簧支撑螺栓，用塞尺检查闸瓦内弧面与电极壳板之间的间隙，直到闸瓦内弧面与电极壳板相靠为止。测量螺栓端头到弹簧外罩之间的距离，记下数值，继续拧紧螺栓压缩蝶形弹簧，直到测量端的距离达到4.8mm停止调整。作此检测时，各作业点应派人监测
6检测电路绝缘
用兆欧表逐点检测。组装5块水冷保护套，检测保护套与下部把持筒之间的绝缘电阻≥4.0MΩ。
注：设备到现场后，安装之前，凡是水冷零、部件都应预先进行水压试验，试验压力为0.46MPa,保压20Min，检查是否有渗漏现象，若有应及时处理。
5 开炉准备
开炉前测试绝缘（用电焊枪打一次绝缘），绝缘经过后，检查冷却水系统，确定无任何渗漏点，再检查液压系统、控制系统、各类仪表和电缆保护情况。以上各项检查合格后，方可开炉。
6 设备维修
6.1 电炉能否正常运行并保持较高的使用寿命。关键在于铜瓦，而铜瓦的寿命与电极壳板的质量以及冷却水的水质有很大关系。因此要求在制造电极壳时严格检查电极壳板精度及粗糙度。在新接电极壳时一定要注意焊缝质量，钢板对接时不允许错位，焊缝要打磨平整、光滑。冷却水必须经过净化及软化处理方可使用。
6.2铜瓦的压力调定非常重要，压力过低会使电流分配不均，导致铜瓦过热等，压力过高会降低压力环使用寿命。开炉使用一个月后，要检查压力环的工作压力（先检查一根电极），，如果变量大于原调整值5%，则全部电极上的所有压力环都必须检查，重新调定压力。此次调整之后每隔半年到一年复查一次。
6.3电极水冷却套是较精密的部件，安装之前或电炉在检修过程中，应将一个电极上的几件保护套连接为一个整体，以防变形。压力环与电极壳之间的环形间隙，靠耐火纤维密封。耐火纤维应铺设严实，不允许有空隙，以防电炉工作时高温炉气上窜烧坏水冷电缆。如果发现气封垫板和耐火纤维损坏应立即更换。
6.4维护液压装置时应保证液压系统无压力。检查压放装置固定螺栓是否拧紧，全部绝缘点的绝缘情况，所有管接头是否松动。压放装置周围也清理干净，以便检查可能出现漏油问题。
产品设计制造及质量控制标准
1设计及制造指标
1.1总体要求
设备完好率：≥ 0.95
设备整机效率：≥ 0.96
设备热停工时间：≤ 1%
1.2低压系统制造及质量控制标准
三相阻抗不平衡度：＜ 4.5%
电流密度
水冷电缆：4.0 A/mm2
紫铜板、排（350×10 mm）：1.2 A/mm2
水冷铜管：（一般取壁厚10 mm）：3.5 A/mm2
铜-铜连接：14.0 A/cm2
铜瓦与电极接触面：1.50 A/cm2
1.3电极把持系统设计制造及质量控制标准
把持筒分布：120º±1.5º
把持筒垂直度偏差：≤ 10㎜
极心圆重合度偏差：≤ 5㎜
把持筒圆度偏差：≤ 5㎜
法兰螺栓连接间隙：≤ 1㎜
保护套圆度偏差：≤ 5mm
对地电阻： >2.0MΩ
导电板间距间隙差：≤ 5㎜
2标准与测试
GB50056-93电热设备电力装置设计
GB10067-1-88电热设备基本技术条件 通用部分
GB10067.7.2-88电热设备基本技术备件
GB5959.1-86电热设备的安全 通用部分
GB5083-85生产设备安全卫生设计
12500KVA硅铁炉主体设备明细
序号
设备名称
材料/规格
数量(台/件)
重量（t）
1
短网系统
设备
1

1.1
短网铜管
T2 φ60X10
L=419m
5.875
1.2
水冷电缆 S=1600㎜2
部件L=2100
48根

1.3
水冷补偿器 S=1600㎜2
部件L=800
48根

1.4
穿墙器
部件
3个
0.62
1.5
终端吊挂装置
部件
6个
0.76
1.6
中间吊挂装置
部件
16个
1.351
1.7
聚氨酯绝缘漆
500V/250ºC
Kg
90
1.8
云母带
HP5 40×0.3
米
8000
1.9
玻璃丝布带
40×0.2
米
1
1.10
白棉布带
40×0.15
米
15000
1.11
标准件(20)
4.8级/8.8级
Kg
1.5
1.12
标准件(1Cr18Ni9Ti)
4.8级/8.8级
Kg
7.5
2
电极把持系统
设备
1

2.1
电极壳端头
Q235-A焊接件
3
0.86
2.2
电极壳
Q235-A
3
10.23
2.3
铜瓦
T2
24
7.344
2.4
压紧块
HT250
24
0.474
2.5
绝缘件
HP5
24
9.3㎏
2.6
固定环
1Cr18Ni9Ti
24
0.072
2.7
导电铜管接头
T2
60
0.21
2.8
管塞
T2
30
12 ㎏
2.9
保护环1
1Cr18Ni9Ti
6
0.734
2.10
保护环2
Q235-A
9
1.1
2.11
铜瓦下吊耳
Q235-A
30
81㎏
2.12
密封套
Q235-A/高铝砖
3
2.12
2.13
进水管
Q235-A

103㎏
2.14
铜瓦吊杆
RT5.5
24
0.7
2.15
压力环吊杆
RT5.5
12
0.353
2.16
下把持筒
Q235-A
3
2.26
2.17
下把持筒
Q235-A焊接件
3
2.45
2.18
液压管夹座
1Cr18Ni9Ti
48
0.464
2.19
液压管夹
Q235-A
3
0.86㎏
2.20
导电铜管
T2 φ60X10
3
2.85
2.21
绝缘套管
高温云母
120
2.4㎏
2.22
铜瓦上吊杆
Q235-A
24
72㎏
2.23
导电直管夹座
Q235-A焊接件
6
0.236
2.24
导电管夹板
HP5
48
0.115
12500KVA硅铁炉主体设备明细
序号
设备名称
材料
数量(台/件)
重量（t）
2
电极把持系统
设备
1

2.25
导电管压盖
1Cr18Ni9Ti
48
0.15
2.26
水管夹座
Q235-A
12
2.67㎏
2.27
绝缘垫板（一）
HP5
72
5.3㎏
2.28
法兰
1Cr18Ni9Ti
24
72
2.29
耳环
1Cr18Ni9Ti
12
37㎏
2.30
胶管接头
Q235-A
24
48
2.31
其它标准件
4.8级
1台/套
75㎏
2.32
其它绝缘材料
HP5/3240
1台/套
24㎏
2.33
压力环
Q235-A
3
4.2
3
电极升降及压放装置
设备
1

3.1
吊架
Q235-A焊接件
6
0.474
3.2
电极升降油缸
部件
6
1.785
3.3
绝缘垫板
HP5
12
16.8㎏
3.4
销轴
35#
6
0.145
3.5
销轴
35#
6
0.166
3.6
耳环
ZG35
12
1.2
3.7
绝缘垫板
HP5
6
6.6㎏
3.8
绝缘垫圈
HP5
12
0.6㎏
3.9
垫圈
Q235-A
12
8.04㎏
3.10
压紧环
Q235-A
24
69.6㎏
3.11
绝缘套管
HP5
12
7.2㎏
3.12
螺柱
35#
48
0.26
3.13
导向装置
组件
12
0.53
3.14
导向轮座
Q235-A焊接件
3
1.46
3.15
上把持筒
Q235-A焊接件
3
6.65
3.16
绝缘垫圈
HP5
3
15㎏
3.17
电极压放装置组件
Q235-A组合件
3
9.5
3.18
其它标准件
4.8级
1台/套
90㎏
3.19
其它绝缘材料
HP5/3240
1台/套
36㎏
4
矮烟罩系统
设备
1

4.1
侧壁（一）
Q235-A焊接件
3
1952.1
4.2
侧壁（二）
Q235-A焊接件
3
2904
4.3
盖板（一）
Q235-A焊接件
2
3044.8
4.4
盖板（二）
Q235-A焊接件
4
5280.8
4.5
烟道进口
Q235-A焊接件
2
804
4.6
梁架
Q235-A焊接件
1
6258.38
4.7
小门
Q235-A焊接件
6
292.92
12500KVA硅铁炉主体设备明细
序号
设备名称
材料
数量(台/件)
重量（t）
4
矮烟罩系统
设备
1

4.8
大门（左）
Q235-A焊接件
3
443.7
4.9
窥视孔门
Q235-A焊接件
3
26.4
4.10
大门（右）
Q235-A焊接件
3
441.06
4.11
门铰链（二）
Q235-A
48
45.6
4.12
梯子
Q235-A
8
13.44
4.13
绝缘垫板（一）
HP5
6
19.8
4.14
绝缘套管（一）
HP5
12
0.72
4.15
绝缘垫圈（一）
HP5
12
0.12
4.16
φ32石棉绳

100m
3.2
4.17
绝缘垫板（二）
HP5
24
6.72
4.18
绝缘套管（二）
HP5
24
0.48
4.19
楔铁
Q235-A
24
5.76
4.20
垫板
Q235-A
24
12
4.21
绝缘垫板（二）
3240
24
2.16
4.22
烟罩吊挂装置
组合件
3
389.67
5
水冷系统
设备
1

5.1
回水槽
Q235-A焊接件
1
838.88Kg
5.2
挑筛
Q235-A焊接件
1
2.58 Kg
5.3
支架
Q235-A焊接件
2
24.4 Kg
5.4
给水器
Q235-A焊接件
1
586.7 Kg
5.5
管簧式压力表
Y-1500~10MPa
1
1.1 Kg
5.6
压力表管接头M20×1.5
JB/ZQ4212
1
0.8 Kg
5.7
DN40外接头
Q235-A
20
6.8 Kg
5.8
DN40双头管接
Q235-A
70
50.4 Kg
5.9
内螺纹截止阀Dg40
J11T
92
340.4 Kg
5.10
DN40活接头
Q235-A（11/2）
45
55.35 Kg
5.11
三通DN40
Q235-A（11/2）
45
24.3 Kg
5.12
DN40单头接
Q235-A（11/2）
47
28.2 Kg
5.13
DN40异头接
Q235-A（11/2）
2
2.84 Kg
5.14
DN25外接
Q235-A（内R1”）
96
31.68 Kg
5.15
DN25双头接
Q235-A（外R1”）
39
22.23 Kg
5.16
内螺纹截止阀Dg25
Q235-A（内R1”）
48
60 Kg
5.17
DN25胶管接头
Q235-A
192
53.76 Kg
5.18
DN40胶管接头
Q235-A
125
65 Kg
5.19
胶管用钢丝

约260m
32.6 Kg
5.20
E(S)25-Sch25等径弯管
Q235-A(900)
64
19.2 Kg
5.21
E(S)40-Sch40等径弯管
Q235-A(900)
100
45 Kg
5.22
DN 40输水有缝焊管
Q235-A
1880m
7219 Kg
12500KVA硅铁炉主体设备明细
序号
设备名称
材料
数量(台/件)
重量（t）
5
水冷系统
设备
1

5.23
DN 25输水有缝焊管
Q235-A
1260m
3049 Kg
5.24
吊架1（ [10×δ5.3]
Q235-A
1
83 Kg
5.25
内径φ31，0.7MPa夹布输水胶管

360m
457.7 Kg
5.26
内径φ41，0.7MPa夹布输水胶管

260m
487.2 Kg
5.27
DN 15压力表U接头
Q235-A
1
0.75 Kg
5.28
0m分水器供水管路
Q235-A焊接件
1
226.3 Kg
5.29
L50×50×5
Q235-A
98m
373.7 Kg
5.30
φ20圆钢
Q235-A
32m
78.2 Kg
5.31
吊杆
Q235-A
86
94.6 Kg
5.32
吊架1（ [10×δ5.3]
Q235-A焊接件
62
539.4 Kg
5.33
L50×50×5
Q235-A

793.3 Kg
5.34
标识牌
Q235-A
296
88.8 Kg
5.35
DN 25 -DN 25管夹3
Q235-A
60
13.8 Kg
5.36
DN 40 -DN 40 -DN 40管夹4
Q235-A
24
12 Kg
5.37
DN 40 -DN 25 -DN 40管夹5
Q235-A
16
8 Kg
5.38
DN 40 -DN 40 –DN25管夹6
Q235-A
6
3 Kg
5.39
DN 40 -DN 25 -DN 25管夹7
Q235-A
8
4 Kg
5.40
[10×δ5.3
Q235-A
55m
350 Kg
5.41
钢板160×120×12
Q235-A
296
88.8 Kg
6
烟气导出管系统
设备
1

6.1
天园地方I
Q235-A焊接件
2
367 Kg
6.2
天园地方II
Q235-A焊接件
2
752 Kg
6.3
天园地方III
Q235-A焊接件
2
620 Kg
6.4
排烟总管
Q235-A焊接件
2
2819 Kg
6.5
弯头I
Q235-A焊接件
2
200 Kg
6.6
弯头II
Q235-A焊接件
2
219 Kg
6.7
弯头III
Q235-A焊接件
1
474 Kg
6.8
水平烟管
Q235-A焊接件
1
3118 Kg
6.9
弯头IV
Q235-A焊接件
1
1666 Kg
6.10
弯头V
Q235-A焊接件
1
738 Kg
6.11
垂直水冷管
Q235-A焊接件
2
9861 Kg
6.12
水冷弯头I
Q235-A焊接件
2
544 Kg
6.13
水冷弯头II
Q235-A焊接件
2
722.5 Kg
6.14
水冷弯头III
Q235-A焊接件
1
587 Kg
6.15
绝缘法兰
HP5
2
32.1 Kg
6.16
绝缘垫片
HP5
96
1.2 Kg
6.17
绝缘套管
HP5
48
5.4 Kg
12500KVA硅铁炉主体设备明细
序号
设备名称
材料
数量(台/件)
重量（t）
7
出炉烟囱
设备
1

7.1
出炉烟罩
Q235-A焊接件
2
1198.2 Kg
7.2
出炉烟管
Q235-A焊接件
1
1233 Kg
7.3
出炉烟管翻板阀
Q235-A焊接件
2
230.7 Kg
8
炉体
设备
1

8.1
炉壳
Q235-A焊接件
1
31.102
8.2
炉底工字钢
Q235-A
1
5.732
8.3
自焙碳砖
GB6153

61.233
8.4
高铝砖GL-65
GB2989
3690
88.128
8.5
高铝砖GL-45
GB2989
3121
13.108
8.6
耐火粘土砖NG-1.3b
GB/T14982
2080
7.280
8.7
电极糊
THD
2.2m3
3.96
8.8
细缝糊
YB2802
2.45m3
1.936
8.9
硅酸铝耐火纤维毡δ20
GB/T16400
69.5m2
0.695
8.10
水泥石棉板δ10
JC/T812
48.5m2
2.825
8.11
高铝质耐火胶泥LN-65A
GB/T12994

3.5
8.12
粘土质耐火胶泥GN-42
GB/T14982

4.0
9
出炉系统
设备
1

9.1
烧穿器及轨道
Q235-A部件
2
0.528
9.2
烧穿器开关
Q235-A组合件
2
0.176
9.3
烧穿器电缆
T2 1500mm2部件
2
72.5Kg
9.4
烧穿母线
T2 120X10
40m
0.427
9.5
出炉小车
设备
2
5.832
9.6
出炉轨道
38Kg
1
6.856
9.7
电缆卷筒
Q235-A部件
2
0.385
9.8
铁水包
Q235-A/高铝焊接件
4
7.586
9.9
锭模及锭模架
RT5.5
3
15.28
9.10
单抱钳和双抱钳
Q235-A焊接件
各1
0.285
10
捣炉机
设备
3

10.1
捣炉机
设备
3
9.28
10.2
轨道
38Kg
3
1.368
11
承重钢平台
Q235-A焊接件
1
8.143
12
液压系统
设备
1

12.1
液压站
部件
1
1.163
12.2
蓄能器组
部件
1
1.276
12.3
升降阀组
部件
1
0.129
12.4
夹放阀组
部件
1
0.277
12.5
无缝钢管
φ20×3
400m
0.635
12.6
无缝钢管
φ16×3
200m
0.192
12500KVA硅铁炉低压电气设备明细
序号
设备名称
规格
数量
1
电炉操作台
面
1
2
配电(电源)屏低压开关柜
面
4
3
成套配电箱（落地式）
面
2
4
成套配电箱（悬挂嵌入式）
面
10
5
明配钢管（公称口径40mm以内）
m
200
6
镀锌钢管（公称口径80mm）
m
32
7
钢制槽式桥架(宽＋高 600mm以下)
m
40
8
绝缘导线BVR
m
1200
9
端子板UKXN
个
200
10
槽钢8#
m
80
11
角钢 L50X50X5
m
30
12
角钢 L25X25X3
m
80