Сравнительный анализ современных систем управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь
Автор: Николаев Александр Аркадьевич, Тулупов Платон Гарриевич, Ивекеев Владимир Сергеевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 3 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
В рамках данной статьи проведён сравнительный анализ наиболее распространённых систем управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей (ДСП) и установок ковш-печь (УКП) производства ведущих зарубежных фирм, таких как Siemens VAI (Primetals Technologies), Danieli, Amec Spie, AMI, Ferrotron. В качестве критериев для сравнительного анализа выбраны требования к функционалу систем управления электрическим режимом, обеспечивающие возможность оптимальной работы печных агрегатов при минимальных производственных издержках. Проведение подобного рода анализа необходимо для решения широкого спектра задач, связанных с планированием электросталеплавильного производства, а также выбором поставщика основного технологического оборудования. Результаты выполнения сравнительного анализа имеют весомую практическую значимость, поскольку в ряде случаев по результатам исследований, направленных на оптимизацию работы печных агрегатов, отсутствует техническая возможность достижения заданных энергетических и временных показателей ввиду ограничений, которые накладывает архитектура системы управления электрическим режимом и перемещением электродов.
Дуговая сталеплавильная печь, установка ковш-печь, система управления электрическим режимом, система управления гидроприводом перемещения электродов, электрическая дуга, энергоэффективность
Короткий адрес: https://sciup.org/147234067
IDR: 147234067 | УДК: 621.365.22 | DOI: 10.14529/power200306
The comparative analysis of modern electric modes control systems in electric arc and ladle furnaces
The research presents the comparative analysis of the most common electrical mode control systems for electric arc furnaces (EAF) and ladle furnaces (LF) produced by the leading foreign companies, i.e. Siemens VAI (Primetals Technologies), Danieli, Amec Spie , AMI, Ferrotron. The comparative analysis criteria are the functionality requirements for the electric mode control systems, which ensure optimal operation of the furnace units at minimum production costs. Such analysis allows solving various tasks related to the electric steel-making production planning, as well as to basic technological equipment supplier selection. The results of the comparative analysis are of significant practical importance, since in a number of cases, the studies into the furnace units’ operation optimization show no technical possibility to achieve the required energy and time levels due to the limitations posed by the architecture of the electrical mode and the electrode motion control system.
Список литературы Сравнительный анализ современных систем управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь
- Nikolaev, A.A. The comparative analysis of electrode control systems of electric arc furnaces and ladle furnaces / A.A. Nikolaev, P. G. Tulupov, G. V. Astashova // 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). - 2016. DOI: 10.1109/icieam.2016.7910888
- Wang Yan. Modeling of electrode system for three-phase electric arc furnace/ Wang Yan, Mao Zhi-zhong, Tian Hui-xin et al. // J. Cent. South Univ. Technol. - 2010. - Vol. 17. - P. 560-565. DOI: 10.1007/s11771-010-0523-3
- Экспериментальное исследование гармонического состава токов дуг для дуговых сталеплавильных печей различной мощности/А.А. Николаев, Ж.-Ж. Руссо, В. Сцымански, П.Г. Тулупов //Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2016. - Т. 14, № 3. DOI: 10.18503/1995-2732-2016-14-3-106-120
- Анализ различных вариантов построения систем автоматического управления перемещением электродов дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, П.Г. Тулупов, Е.В. Повелица //Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - 2015. - № 2 (50).
- Bowman, B. Arc Furnace Physics /B. Bowman, K. Krüger // Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf. - 2009.
- Krüger, K. Modellbildung und Regelung der elektrischen Energieumsetzung von Lichtbogenöfen (Modeling and control of the electrical energy conversion in arc furnaces) / K. Krüger. - Dr.-Ing. Dissertation, Fachbereich Maschinenbau, Universität der Bundeswehr Hamburg, Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 6, Nr. 382, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1998.
- Boulet, B. Modeling and control of an electric arc furnace / B. Boulet, G. Lalli, M. Ajerschv // Presented at the American Control Conference, Denver, CO, USA, Jun. 4-6, 2000.
- Panoiu, M. Modeling of the electric arc behaviour of the electric arc furnace / M. Panoiu, C. Panoiu, L. Ghiormez // 5th International Workshop on Soft Computing Applications. Szeged, Hungary. - 2012. - P. 261-271. DOI: 10.1007/978-3-642-33941-7 24
- Nikolaev, A.A. Method of setting optimum asymmetric mode of operation of electric arc furnace / A.A. Nikolaev, P.G. Tulupov // 2016 11th France-Japan & 9th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECHATRONICS), 17th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM). Com-piegne. - 2016. - P. 033-037. DOI: 10.1109/mecatronics.2016.7547111
- Патент РФ на полезную модель № 176106. Система управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи /А.А. Николаев, П.Г. Тулупов, А.В. Ануфриев. - 2018.
- Nikolaev, A.A. Assessing the Feasibility of Electrical Mode Control of Ultra-High Power Arc Steelmak-ing Furnace Based on Data about Harmonic Composition of Arc Currents and Voltages / A.A. Nikolaev, P.G. Tulupov, A.V. Anufriev // Proceedings of 16th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM2015). IEEE. Bochum, Germany, November 18-20. - 2015. - P. 302-308, DOI: 10.1109/REM.2015. 73804112
- Harmonic Analysis of the Industrial Power System with an AC Electric Arc Furnace / G.W. Chang, Y.J. Liu, H.M. Huang, S.Y. Chu // Proceedings of IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2016. Montreal. Canada. IEEE, 2016. -P. 1-4. DOI: 10.1109/PES.2006. 1709471
- Ye Xiao-Mei. The Harmonic Detection based on Wavelet Transform and FFT for Electric Arc Furnaces / Ye Xiao-Mei, Liu Xiao-He // Proceedings of International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition. Baoding. China. IEEE. - 2009. - P. 408-412. DOI: 10.1109/ICWAPR. 2009.5207486
- Simulation Research of Harmonics in Electric System of Arc Furnace / Yongning Wang, Heming Li, Boqiang Xu, Liling Sun // Proceedings of Power System Technology International Conference. IEEE. - 2004. -Vol. 1. - P. 902-906. DOI: 10.1109/ICPST.2004.1460122
- Патент РФ на полезную модель № 176886. Устройство регулирования импеданса дуговой сталеплавильной печи / А.А. Николаев, П.Г. Тулупов, Е.В. Повелица. - 2018.
