高阻抗电弧炉电抗选择的研究

摘要

本文以大连钢厂10#电弧炉改造项目为背景.在查阅了大量相关文献的基础上,概述了电弧炉炼钢的历史、工艺和设备以及控制系统发展;以大连钢厂10#电弧炉为例介绍了电弧炉计算机控制系统的结构、功能及软硬件配置.在了解电极调节控制器发展的情况下,分析了电极调节装置的选型及控制策略对电极调节控制器性能的影响;针对电弧炉炼钢的特点,综合考虑了恒电流控制和恒阻抗控制的优缺点,设计了一种带电流补偿的恒阻抗控制器,具有恒电流控制和恒阻抗控制的优点.在详细分析电弧炉电气特性的基础上,介绍了制定电弧炉合理工作点的基本方法;分析了高阻抗电弧炉的运行特性、选择电抗器的必要性以及电抗选择与制定合理工作点的密切关系,建立了电抗选择优化模型.

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第一章概述

1.1电弧炉炼钢的历史和发展

1.1.1电弧炉炼钢的历史

1.1.2电弧炉炼钢的发展

1.2电弧炉炼钢的工艺和设备

1.2.1电弧炉炼钢的工艺过程

1.2.2电弧炉炼钢的设备

1.3电弧炉炼钢控制系统的发展

1.4课题来源及本人所做工作

第二章电弧炉计算机控制系统介绍

2.1概述

2.2计算机控制系统的结构

2.3计算机控制系统的功能

2.3.1基础自动化系统功能

2.3.2监控系统功能

2.3.3优化管理系统功能

2.4控制系统软硬件环境

2.4.1基础自动化硬件配置

2.4.2监控级软硬件配置

2.4.3优化管理级软硬件配置

2.4控制系统各级之间的通讯

第三章电极调节控制器的设计与实现

3.1电弧炉对电极调节控制器的要求

3.2电极调节控制装置的选型

3.3电极调节控制策略

3.4电极调节控制器的设计

3.4.1控制器的选型

3.4.2控制器参数对系统的影响

3.4.3控制器参数整定

3.5电极调节控制器的实现

3.5.1数字PID控制算式

3.5.2电极调节控制器实现

第四章电弧炉电气特性与电抗模型

4.1电弧炉主回路构成

4.2电弧炉主回路电气特性的理论分析

4.3电弧炉电抗模型

4.4电弧炉工作点的选择

4.4.1选择电弧炉工作点的传统方法

4.4.2考虑运行电抗的工作点选择

第五章高阻抗电弧炉最佳电抗的选择

5.1电弧炉电抗对炼钢的影响

5.1.1电弧炉电抗构成

5.1.2电弧炉电抗对电弧稳定性的影响

5.2电弧炉电抗器的选择

5.3电弧炉最佳电抗和最佳电流的选择

5.3.1电抗选择与电流选择的关系

5.3.2选择炼钢电流的约束条件

5.3.3优化目标与优化模型的确定

5.4优化模型的求解

5.5最佳供电策略和传统供电策略的对比分析

5.6小结

第六章结论与展望

参考文献

致 谢