قدرت از طریق نوسانات: عملیات پایدار EAF در شبکه های غیرقابل پیش بینی آسیای میانه

آسیای میانه ، منطقه ای که استپ های وسیع و کوههای ناهموار را در خود جای داده است ، محل زندگی برخی از جاه طلب ترین پروژه های صنعتی جهان است. با این حال ، برای سازندگان فولاد که به کوره های قوس الکتریکی (EAF) تکیه می کنند ، یک چالش بزرگتر از بیشتر است: منبع تغذیه نامنظم. از ولتاژ در قزاقستان گرفته تا نوسانات فرکانس در ازبکستان ، بی ثباتی شبکه باعث افزایش بهره وری ، طول عمر تجهیزات و سودآوری می شود. در این شیرجه عمیق ، ما کشف می کنیم که چگونه فن آوری های تثبیت کننده قدرت پیشرفته و انعطاف پذیر استساخت فولاد EAFطرح های کوره علی رغم چشم انداز انرژی آشفته آسیای میانه ، گیاهان فولادی را قادر می سازد.

شبکه های برق آسیای میانه ، که عمدتا در دوران شوروی ساخته شده است ، تحت نیازهای مدرن قرار می گیرند. نیروگاه هیدروپ در تاجیکستان و قرقیزستان حاکم است ، در حالی که قزاقستان به گیاهان زغال سنگ پیری متکی است. پذیرش انرژی تجدید پذیر-هرچند پیچیدگی در حال رشد. بانک جهانی گزارش می دهد که انحراف ولتاژ در منطقه روزانه از 15 ٪ بیشتر است و قطع صنایع آن تا 7 ٪ از درآمد سالانه (بانک جهانی ، 2022).

برای اپراتورهای EAF ، این موضوعات به این صورت آشکار می شود:

بی ثباتی قوس: Voltage dips >10 ٪ باعث قوس های نامنظم و افزایش خطرات شکستگی الکترود می شوند.

اعوجاج هارمونیک: Poor power quality (THD >8 ٪) ترانسفورماتورها را بیش از حد گرم می کند و هزینه های نگهداری را 20 تا 30 ٪ افزایش می دهد (مطالعه موردی ABB ، 2021).

خرابی برنامه ریزی نشده: یک خروجی تک 30- minute می تواند 15 دلار هزینه کند ، 000 - 50 $ ، {4}} در تولید از دست رفته (داده های arcelormittal kazakhstan).

A. سیستم های جبران ولتاژ پویا

• نحوه عملکرد آن: دستگاه های Statcom (استاتیک همگام سازی) برای تثبیت ولتاژ ، قدرت واکنشی را در 20 میلی ثانیه تزریق می کنند.
• مورد در نکته: یک آسیاب فولادی در تاشکنت ، پس از نصب یک سیستم زیمنس SVC به علاوه ، کاهش مصرف الکترود از 2.8 کیلوگرم در تن به 2.1 کیلوگرم در تن (گزارش انرژی زیمنس ، 2023) ، 70 ٪ کاهش یافته است.
• راه حل های ترکیبی:

بانکهای ابررسانا: پاسخ فوق العاده سریع (کمتر از یا مساوی با 5ms) را برای نوسانات زیر چرخه ارائه دهید.
ذخیره انرژی Flywheel: از ولتاژ چند دقیقه ای ولتاژ را صاف می کند. گیاه ERG Aktobe قزاقستان از یک سیستم پرواز 2 مگاوات در 10 مگاوات ساعت برای حفظ پایداری قوس در هنگام انتقال شبکه استفاده می کند (اخبار الکترونیک برق ، 2022).

ب - منبع تغذیه تطبیقی
طرح های مستقل از فرکانس:
EAFS-FED CYCLOCONVERTER: مسائل فرکانس شبکه را با تبدیل مستقیم AC به AC با فرکانس متغیر (35-45 هرتز بهینه برای ذوب) بای پس. فولاد بین المللی اوکراین از این فناوری برای حفظ 85 ٪ راندمان حتی در فرکانس شبکه 47.5 هرتز استفاده می کند (مقاله فنی Interpipe ، 2021).

ذوب جدا شده:
کوره های قوس DC: مشکلات قدرت واکنشی را از بین ببرید. CISDI چین یک {0}} ton dc eaf را به usmetkombinat ازبکستان تحویل داد و در مقایسه با مدلهای AC 12 درصد کیلووات ساعت را 12 ٪ کاهش داد (متخصص فلزی ، 2023).

C. کنترل پیش بینی AI محور
یادگیری ماشین در عمل:
- مدل سازی رفتار شبکه: الگوریتم هایی که در 5 سال از داده های شبکه آسیای میانه آموزش دیده اند ، ولتاژ را 2-5 دقیقه پیش بینی می کنند.
- تنظیم پارامتر فعال: در یک آسیاب در کاراگاندا ، AI توقف های برنامه ریزی نشده از 11 تا 3 ماهانه (صنعت قزاقستان 4. ابتکار {4}} ، 2023).

دوقلوهای دیجیتال:
-شبیه سازی در زمان واقعی تعامل EAF-Grid به اپراتورها اجازه می دهد سناریوهایی مانند ریختن بار ناگهانی را آزمایش کنند. بنا بر گزارش ها ، سیستم Twinarc Thyssenkrupp بازده انرژی را 9 ٪ در اجرای آزمایشی بهبود بخشیده است (کاغذ سفید Thyssenkrupp ، 2022).

A. اجزای ناهموار
کابل های خنک شده با آب: مقاومت در برابر افزایش جریان تا 150 ٪ ظرفیت دارای امتیاز (در مقابل 120 ٪ برای کابل های استاندارد).
عایق بندی درجه قطب شمال: برای گیاهان در شمال قزاقستان که در آن دمای زمستان به درجه {1}} (درجه) می رسد ، مهم است.

ب - کاهش هارمونیک
24- rectifiers Pulse: THD را از 35 ٪ به<5% in DC EAFs.
فیلترهای فعال: محلول توشیبا در یک گیاه قرقیز از دست دادن ترانسفورماتور 18 ٪ (بررسی توشیبا ، 2021).

زمینه:
- سایت: Arcelormittal Temirtau (Karaganda)
- چالش: {1}} dips ولتاژ ماهانه (پایه 2021)
- پشته راه حل:
1. STATCOM + HYBRID LI-ION: 50 MVA StatCom با بافر باتری 20 مگاوات ساعت جفت شده است.
2. AI ARC Optimizer: الگوریتم سفارشی که با دانشگاه ناصربایف توسعه یافته است.
3. Diesel genset backup: 15 MW rapid-start units for >قطع ساعت {0}} ساعت.

نتایج (2022-2022):
- هزینه انرژی: از 68 دلار به 54 دلار در هر تن کاهش می یابد
- مصرف الکترود: 1.9 → 1.9 کیلوگرم در تن
- خرابی: 98 ساعت در سال 9 ساعت در سال

پتانسیل باد و خورشیدی آسیای میانه (بیش از 300 روز آفتابی در سال در ازبکستان) می تواند چالش های شبکه را به مزایایی تبدیل کند:

ادغام میکروگرید:
- EAF به عنوان Balancer Grid: از جرم حرارتی کوره برای جذب انرژی تجدید پذیر اضافی استفاده کنید. یک خلبان در کارخانه مریم ترکمنستان ، گرمای خورشیدی مازاد را در سرباره مذاب ذخیره می کند ، که بعداً برای گرم کردن قراضه مجدداً مورد استفاده قرار می گیرد (گزارش یونیدو ، 2023).

طرح های آماده هیدروژن:
- مشعل های پلاسما با استفاده از Green H₂ می توانند 30 ٪ از نیازهای انرژی الکتریکی را جایگزین کنند. مفهوم SALCOS® آلمان برای شرایط قزاقستان اقتباس شده است (SMS Group ، 2024).

تا سال 2030 ، ظرفیت EAF آسیای میانه 40 ٪ رشد می کند (CRU ، 2023). موفقیت در مورد:
- تراز سیاست: "اعتبار مالیاتی پایدار شبکه" ازبکستان 15 ٪ تخفیف برای EAF با سیستم های StatCom ارائه می دهد.
- توسعه مهارت: برنامه های حرفه ای مانند صدور گواهینامه "EAF Master" قزاقستان در حال ایجاد شکاف فنی هستند.

1. بانک جهانی. (2022). تشخیص بخش انرژی آسیای میانه.
2. ABB. (2021). مطالعه موردی: کاهش هارمونیک در کارخانه های فولادی ازبک.
3. انرژی زیمنس. (2023). گزارش عملکرد SVC به علاوه: فولاد تاشکنت.
4. Thyssenkrupp. (2022). برنامه های دوقلوی دیجیتال در عملیات EAF.
5. unido. (2023). ادغام تجدید پذیر در صنعت فولاد ترکمن.

شرکت فناوری متالورژی Xi'an Huachang ، Ltd.

آدرس:طبقه نهم ، ساختمان C/Vanmetropolis ، No.1 Tangyan Rd. منطقه Gaoxin ، Xi'an ، استان Shaanxi ، چین

تلفن: +86 029 8886 4421

Mob & WeChat: +86 18729567376

نمابر:+86 029 8886 2650

ایمیل:sales3@xahcdl.com/ candiceyang@xahcdl.com

وب سایت: www.hc-furnace.com