CN112838744B - 石墨化电炉的循环式双变压器供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨化电炉，尤其涉及石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，一种石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，包括至少两组整流机组，整流机组连接有分接开关，设置至少两组整流机组，在使用的过程中，两组整流机组循环或者交替使用，能够有效的避免单个整流机组长时间处于高负荷状态，提高使用寿命，进而提高稳定性，整流机组连接冷却装置，冷却装置包括设置在整流机组外壁的外冷却装置、设置在整流机组内壁的内冷却装置，组合降温效果好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及石墨化电炉，尤其涉及石墨化电炉的循环式双变压器供电装置。
背景技术
石墨化炉，主要用于石墨粉料提纯等高温处理，它的使用温度高达2800℃，生产效率高，节能省电，带有在线测温及控温系统，可实时监控炉内的温度，并进行自动的调节。
石墨化炉的主要特征是使用温度高达2800度，温度均匀性好，设备运行故障率低，带有红外测温及控温系统，可实时显示并PID自动控制炉内的温度，生产的产品质量稳定，同时保障产品的要求，采用三相电供电方式，三相电力平衡，性能稳定，不象碳管炉采用单相供电，相电压不平衡，对电网冲击大，影响其他设备运转，使用温度高，最高温度可达3000℃，可工作在2600-2800℃采用碳毡做保温材料，没有使用碳黑，更换碳管方便，同时干净卫生，升温时间短，可达200℃/小时，炉体密封性好，保护气体损耗小，所有法兰和炉盖都采用密封条进行密封，炉体内胆和法兰采用不锈钢制作，不生锈，使用寿命长，配有真空泵用于炉内气体的置换，换气时间短，用气量少。
石墨化炉由于使用时间长，温度高、功率大，因此，需要两个甚至更多的变压器供电，进而实现交替使用，避免持续高负荷对变压器对损害，提高使用寿命。
目前石墨化电炉使用的供电变压器为包含ZHSFPT型整流变压器，该型号的变压器构造如下：
总体结构：单台变压器油箱内包含调压变压器（调变）1台，主整流变压器（主变）2台，107级有载分接开关1台。主变结构：一次侧采用曲折星型移相，二次为双反星结构，绕组及出头均采用同相逆并联结构以平衡阀侧引线电抗并提高功率因数。接线方式：调变自耦，调压线圈采用107级调压。铁芯结构：调变为三相三柱式铁芯，主变为两台三相五柱式铁芯。铁芯装配为多级阶梯接缝、不冲孔、进口TENAX聚酯带绑扎结构。铁芯材料选用武汉钢铁公司生产的高导磁、低损耗30Q120型冷轧取向晶粒硅钢片，铁心磁通密度设计小于1.65T，确保变压器低噪音。线圈铜线：采用我公司引进英国技术生产的无氧铜杆挤压扁铜线，该系列铜线无毛刺、电阻率低，技术性能远优于同类拉制电磁线。变压器油：选用国产25#新油，克拉玛依炼油厂产品，油质符合国标规定。绝缘结构：导线绝缘为加强型绝缘，线圈全部采用内外成型撑条，保证线圈的抗冲击强度。
绕组间绝缘装配采用薄纸筒+小油隙+成型硬角环结构以提高绝缘强度及机械强度。交流母排出线：相线铜排（24块）从变压器长侧面中部双面引出，每边12块。阀侧端子排列按同相逆并联原则布置，出线铜排额定电流密度为1.5A/mm²。直流母排出线：变压器中性点直流出线铜排（16块）从变压器短侧面按“上正下负”引出。大电流出线端子：选用我公司实用新型专利部件“防渗漏填沟式出线端子”，完全杜绝端子漏油现象。端子出线处采用大面积防磁不锈钢板切磁，减小涡流损耗。有载调压开关：107级调压，开关型号：CMⅢ-600Y/72.5B-18107G。配智能电动机构及档位控制器。有载开关专用连接电缆（光纤）按现场100m供给。有载开关设单独的小油枕，其容积不小于开关内容积的10％。电流互感器设置：主变一次侧每相设置两组电流互感器供测量及保护用（换算直流侧电流），CT变比待定。CT二次端子引出到电流互感器端子箱以便外部接线。油箱结构：采用流线形外表、免吊芯结构，颜色：银灰。器身顶部与器身下部均采取防松动措施，确保变压器运抵现场后无移位和不吊芯，油箱下部设取油样阀门一个。有载开关处设置人孔便于检修；变压器油箱设置爬梯方便现场观测。变压器就位：设置可90°偏转的轨道滚轮，油箱下部设牵引装置。本体储油柜：采用密封胶囊式，变压器油与空气完全隔绝。储油柜配指针式油位计，带电接点输出；配注油阀、放气阀、吸湿器等。变压器保护措施：主体设气体继电器，输出“轻瓦斯”报警及“重瓦斯”跳闸信号接点；有载开关设气体继电器，输出“轻瓦斯”报警及“重瓦斯”跳闸信号常开接点；胶囊式储油柜设指针式油位计输出油位限位报警常开接点；变压器设压力释放阀，带“压力开启”常开接点；变压器配铂电阻温控器一套，随机配数显温控仪。附带4~20mA标准电流信号，能实现油温遥测遥控。信号采集：变压器设不锈钢控制端子箱，收集上述保护信号，控制信号与端子箱之间采用优质阻燃耐油型电缆连接。组信号端子及正负端子间留有间隔，控制端子留有20％以上备用。变压器铭牌：不锈钢材质，标识变压器基本参数、性能参数、接线原理图等其他常规数据。
油箱外固定有换热盘管，换热盘管连接至冷媒系统，冷媒系统包括油风冷却器，油风冷却器的基本结构和工艺：型号：LYF，散热器4用1备。
油风冷却器供货范围每套包括：换热器；风机；油泵；油流继电器；电接点压力表；电接点温度表；油汇流管路等。其中换热器：采用铝翅管换热器，其铝翅片采用一次挤压轧管，以确保散热管的导热系数。
油泵：采用名牌厂家精铸盘式变压器油泵，该油泵选用国内最先进的水力模型，采用相似设计，因此泵的效率极高，性能好。电机采用轴向磁场感应电动机，定子和转子由两个圆盘状的铁芯构成，泵与电机合为一体，无轴封及机械密封，无渗漏运转平稳，结构新颖、紧凑、振动小噪声低、工作可靠。油流继电器：整体采用铝合金，其动作轴与指示轴完全独立，采用高强度磁铁轴联，指针采用防震结构，主动轴及指针轴均采用轴承支撑，动作灵活，不存在卡死现象。报警信号采用进口微动开关，可靠性高。
噪音：冷却器油泵全部投入时的噪音小于65dB。变压器冷却装置能按负载情况自动投入或切除相当数量的冷却器。蝶阀：冷却器的所有阀门均采用变压器专用蝶阀，其阀体保证采用合金材质。其他：技术参数及配置满足行业标准《TB/T8315-1996》的所有条款。整体电功率：约48kW。
整流变压器连接分接开关，分接开关箱外壁有冷却盘管，冷却盘管连接至纯水冷却器，纯水冷却器的结构和工艺：
水泵：不锈钢水泵叶轮及泵壳均采用不锈钢型板冲压而成，全部采用高频焊接，材质保证。叶轮重量轻，流量均匀，噪声及振动很低，外形美观。电动机的外壳均采用合金铝冷挤压而成，重量较轻，散热效果极佳，震动小噪声低，外形美观。水质监测装置：行业的大部分水质检测装置均自制，无温度补偿，误差极大，极易损坏。本产品采用专用工业在线电导仪，数字显视，运行稳定，测量准确。水质交换器：水质交换器进出口均装有专用的精密过滤芯，过滤精度达到10μ，耐压达到16Mpa，杜绝树脂及粉末进到主管道内。进出水管均从离子交换柱的底部进，采用不锈钢。进水管口在离子交换柱下端，出水口靠近离子柱上端，水从下端压进，将树脂冲起成浮游状，大大增强树脂交换能力，提高水质；再从上端压进机组。装有专门的加装树脂的快装卡套及排放树脂的排放阀，加装和更换树脂无需任何工具拆卸；省事、省时，极其方便。流量信号器：采用专业制造的机械式流量开关，动作触点采用进口微动开关，使用寿命长。高位水箱：加焊安装孔支架，可直接安装；液位计上均装有液位检修阀门；液位信号器采用微动开关型，避免以往采用干簧管时易损及误动作。表面处理：所有的铁件均经除锈及磷化处理，表面油漆采用高档锤纹磁漆，主管道及配件均采用卫生级的内外光亮不锈管，经氩焊抛光而成，提高防腐能力及整体外形美观。
通过上述的冷却方式，能够对整流变压器进行较好的冷却，但降温效率依然很难满足使用需求，尤其是长时间使用导致的局部过热问题较难解决。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种通过双变压器对石墨化电炉供电的石墨化电炉的循环式双变压器供电装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，包括至少两组整流机组，整流机组连接有分接开关，所述整流机组连接冷却装置，所述冷却装置包括设置在整流机组外壁的外冷却装置、设置在整流机组内壁的内冷却装置，
所述外冷却装置包括设置在整流机组外壁的散热块，所述散热块上设置有换热管，所述换热管连通至冷媒系统；
所述内冷却装置包括设置在整流机组内的吸热组件和设置在整流机组外的排热组件。
进一步地，所述散热块包括导热板，所述导热板端贴合整流机组外壁设置，所述导热板指向整流机组的一面设置有换热管安装槽，所述换热管安装槽内设置换热管。
进一步地，所述导热板间隔设置有多根相互平行的换热管，所述换热管横向设置，所述换热管延伸至导热板端部，各换热管端部之间连通有汇流管，所述汇流管设置有总口。
进一步地，所述换热管上设置有电控阀门，所述导热板上设置有温度继电器，所述温度继电器与电控阀门的控制端连接。
进一步地，所述吸热组件包括设置在整流机组内的导热管，所述导热管内设置有甲醇，甲醇容量占导热管容积的1/3-1/2，所述导热管延伸至整流机组外连通有散热管。
进一步地，所述导热管和散热管形成环形的连通腔，所述散热管上设置有散热翅片。
进一步地，所述导热管上设置有副采热装置，所述副采热装置包括设置在导热管上的连接座，所述连接座上设置有采热管，所述连接座上设置有用于向采热管内导入甲醇的导液盘，所述连接座上设置有用于控制导液盘动作的驱动装置，所述驱动装置包括与导液盘连接的支撑槽道，所述支撑槽道延伸至连接座外连接有摆杆，所述摆杆末端连接有浮动球，所述浮动球延伸至采热管上端。
本发明的有益效果在于：一种石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，包括至少两组整流机组，整流机组连接有分接开关，设置至少两组整流机组，在使用的过程中，两组整流机组循环或者交替使用，能够有效的避免单个整流机组长时间处于高负荷状态，提高使用寿命，进而提高稳定性，整流机组连接冷却装置，冷却装置包括设置在整流机组外壁的外冷却装置、设置在整流机组内壁的内冷却装置，外冷却装置包括设置在整流机组外壁的散热块，散热块上设置有换热管，所述换热管连通至冷媒系统，在整流机组外壁安装外冷却装置，能够对整流机组进行冷却，散热面积大，散热量大，安装维护方便，缺点在于不能对整流机组内部局部进行快速冷却；内冷却装置包括设置在整流机组内的吸热组件和设置在整流机组外的排热组件，吸热组件延伸至整流机组内部局部，进而进行局部快速降温，组合降温效果好，使用寿命长。
附图说明
图1为实施例1整流机组与分接开关连接结构示意图；
图2为整流机组结构示意图；
图3为导热板结构示意图；
图4为导热板主视剖面示意图；
图5为内冷却装置主视示意图；
图6为图5中A处局部放大示意图；
图7为导液盘结构示意图；
图8连接座结构示意图；
图9为顶块结构示意图；
其中：1-整流机组，101-底座，102-油箱，2-分接开关，3-纯水冷却器，4-轨道，5-循环泵，6-油风冷却器，7-外冷却装置，701-导热板，702-汇流管，703-电控阀门，704-温度继电器，705-安装孔，706-散热沟槽，707-总口，708-换热管，709-导热座，8-内冷却装置，801-导热管，802-散热管，803-采热管，804-连接管，805-连接座，806-导液盘，807-导液槽，808-浮动球，809-摆杆，810-集液腔，811-顶块，812-支撑槽道，813-定位槽，814-连接螺纹，815-气槽，816-散热翅片。
具体实施方式
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例中，整流机组1沿用ZHSFPT型整流变压器，整流变压器连接分接开关2，分接开关2的箱体外壁有冷却盘管，冷却盘管连接至纯水冷却器3，整流变压器的油箱102外壁的冷却装置连接至油风冷却器6，冷却液通过循环泵5循环，保证降温效果，整流机组底部安装有底座101，通过底座安装在轨道4上，方便移出维护。
实施例1
如图1-9所示，一种石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，包括至少两组整流机组1，整流机组的油箱102连接冷却装置，冷却装置包括安装在整流机组外壁的外冷却装置7、安装在整流机组内壁的内冷却装置8，
外冷却装置包括安装在整流机组外壁的散热块，具体为安装在油箱的外壁，散热块包括导热板701，导热板为铝合金板，厚度为25mm，导热板端贴合整流机组外壁安装，导热板指向整流机组的一面加工有换热管安装槽，换热管安装槽内固定有换热管708，换热管连通至冷媒系统，为方便制作和安装，导热板间隔安装有多根相互平行的换热管，换热管横向安装，换热管选用镀锌管，外径为18mm，换热管安装槽底部横截面为与换热管相配合的弧形，换热管延伸至导热板端部，各换热管端部之间连通有汇流管702，汇流管有总口707，用于连接至冷媒系统。
为更精准的对局部进行降温，换热管上安装有电控阀门703，导热板上安装有温度继电器704，任一换热管对应多个温度继电器，多个温度继电器沿与换热管相平行的直线分布，温度继电器与电控阀门的控制端连接，在使用的过程中，温度超过温度继电器的阈值，温度继电器闭合，进而电控阀门动作，使相应的换热管导通，冷媒通过，进而进行降温，通过该种方式，能够达到局部快速降温的目的。
导热板的外侧面位于相邻两根换热管之间加工有散热沟槽706，能够降低导热板的整体重量，同时能够提高散热面积，温度继电器安装在散热沟槽内，温度继电器与相邻的两根换热管上的电控阀门连接，能够提高降温效果，在散热沟槽的底部加工有安装孔705，方便安装。
本实施例中，外冷却装置是由多个散热块拼接成型，各散热块的汇流管通过相应的总口连通，拼装后，能够形成较多的管路组合，为能够形成通路，每个散热块上有一根换热管的电控阀门常开，在安装的过程中，在换热管安装槽的开口处还过盈配合插装有导热座，导热座由铝合金材料制成，加工有与换热管相配合的沟槽，进而与换热管贴合，保证导热效果。
内冷却装置包括安装在整流机组内的吸热组件和设置在整流机组外的排热组件，吸热组件包括延伸至整流机组内的导热管801，导热管为铜管，外径为15mm，导热管内填充有甲醇，甲醇容量占导热管容积的1/3-1/2，导热管延伸至整流机组外连通有散热管802，散热管也为铜管，散热管外径为25mm，热管和散热管形成环形的连通腔，散热管上安装有散热翅片816，散热翅片由铝制成，散热效果好，在安装的过程导热管下端能够弯折，进而能够延伸至易发热处，甲醇常态下为液态，易挥发，沸点低，在高温下由液态转化为气态吸热，进入散热管内，冷却后变为液态散热，然后回流，形成重力热管循环，将油箱内的热量带出。
由于导热管内的液态甲醇位于下部，不能很好的对中间部位降温，导热管上安装有副采热装置，副采热装置包括安装在导热管上的连接座805，连接座为不锈钢管，与导热管外径相同，通过连接螺纹814及连接套密封连接，安装方便，连接座上安装有采热管803，采热管为不锈钢管，采热管斜向下安装，采热管内径为4mm，长度为5cm-15cm，采热管上端加工成型内径为10mm的集液腔810，集液腔外壁与连接座密封焊接，由于采热管的安装位置不能固定，不能保证液态甲醇很好的回流至采热管内，在连接座上安装有用于向采热管内导入甲醇的导液盘806，连接座上安装有用于控制导液盘动作的驱动装置，驱动装置包括与导液盘连接的支撑槽道812，支撑槽道延伸至连接座外连接有摆杆809，摆杆末端连接有浮动球808，浮动球延伸至采热管上端，具体为，导液盘为环状，横截面为矩形，靠近支撑槽道的一侧为椭圆形，远离支撑槽道的一侧为圆弧形，与连接座内壁之间的间隙为0.8-1.2mm，保证自由摆动，同时能够阻挡甲醇液体，使甲醇液体流入导液槽内，在导液盘上加工有环形的导液槽807，导液盘下端外楞处导角，支撑槽道与导液槽连通，摆杆斜向下连接浮动球，浮动球位于集液腔内，在使用的过程中，集液腔内充入甲醇，向上顶浮动球，使导液盘下摆，甲醇能够自由的向下流动，当集液腔内的甲醇液面下降后，浮动球下落，致使导液盘上摆，进而使导液盘的弧形段与连接座内壁贴合，回流流经该处的甲醇液体汇流至导液槽内，进而通过支撑槽道流入采热管内，实现自动补液，保证降温效果。
由于连接座通过螺纹安装，能够调节角度，进而能够调节采热管的指向，方便调节。
为对导液盘进行定位，同时保证方便安装，在连接座下端加工有与支撑槽道相配合的开口，开口处安装有顶块811，顶块上端横截面为弧形，支撑槽道下端面加工有与顶块相配合的定位槽813，定位槽为弧形沟槽，通过弧形沟槽进行定位，支撑槽道在摆动的过程中能够自动定位，进而对导液盘定位，在开口上侧还加工有用于通过甲醇气体的气槽815，保证甲醇气体流量，进而保证散热效果。
本实施例中，可以串联多个副采热装置，各副采热装置之间通过连接管804连通，进而实现垂直高度上多个重点位置的局部降温。
在使用的过程中，两组整流机组循环或者交替使用，能够有效的避免单个整流机组长时间处于高负荷状态，提高使用寿命，进而提高稳定性，整流机组连接冷却装置，冷却装置包括设置在整流机组外壁的外冷却装置、设置在整流机组内壁的内冷却装置，外冷却装置包括设置在整流机组外壁的散热块，散热块上设置有换热管，所述换热管连通至冷媒系统，在整流机组外壁安装外冷却装置，能够对整流机组进行冷却，散热面积大，散热量大，安装维护方便，缺点在于不能对整流机组内部局部进行快速冷却；内冷却装置包括设置在整流机组内的吸热组件和设置在整流机组外的排热组件，吸热组件延伸至整流机组内部局部，进而进行局部快速降温，组合降温效果好，使用寿命长
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，其特征在于，包括至少两组整流机组，所述整流机组连接有分接开关，所述整流机组连接冷却装置，所述冷却装置包括设置在整流机组外壁的外冷却装置、设置在整流机组内壁的内冷却装置，
所述外冷却装置包括设置在整流机组外壁的散热块，所述散热块上设置有换热管，所述换热管连通至冷媒系统；
所述内冷却装置包括设置在整流机组内的吸热组件和设置在整流机组外的排热组件，
所述散热块包括导热板，所述导热板贴合整流机组外壁设置，所述导热板指向整流机组的一面设置有换热管安装槽，所述换热管安装槽内设置换热管，
所述导热板间隔设置有多根相互平行的换热管，所述换热管横向设置，所述换热管延伸至导热板端部，各换热管端部之间连通有汇流管，所述汇流管设置有总口，
所述换热管上设置有电控阀门，所述导热板上设置有温度继电器，所述温度继电器与电控阀门的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，其特征在于，所述吸热组件包括设置在整流机组内的导热管，所述导热管内设置有甲醇，甲醇容量占导热管容积的1/3-1/2，所述导热管延伸至整流机组外连通有散热管。
3.根据权利要求2所述的石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，其特征在于，所述导热管和散热管形成环形的连通腔，所述散热管上设置有散热翅片。
4.根据权利要求2所述的石墨化电炉的循环式双变压器供电装置，其特征在于，所述导热管上设置有副采热装置，所述副采热装置包括设置在导热管上的连接座，所述连接座上设置有采热管，所述连接座上设置有用于向采热管内导入甲醇的导液盘，所述连接座上设置有用于控制导液盘动作的驱动装置，所述驱动装置包括与导液盘连接的支撑槽道，所述支撑槽道延伸至连接座外连接有摆杆，所述摆杆末端连接有浮动球，所述浮动球延伸至采热管上端。
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