江苏东海县熔融石英行业节能改造潜力分析

陈 磊

（东海供电公司 营销部，江苏 东海 222300）

1 东海地区熔融石英行业概况

连云港市东海县是硅产品基地，硅系列产品加工业是东海县的一大支柱产业。全县共有硅产品加工业用户46户，用电总容量8.5万kW，主要生产优级熔融石英、电子级硅微粉等，大部分企业分布在安峰、房山、桃林、洪庄、牛山、平明、石榴等乡镇。而熔融石英产业是电能消耗大的行业，节约用电势在必行，意义重大。

2 东海地区熔融石英行业节能改造潜力分析

东海县46家熔融石英企业共有石英熔融炉330台，年产量18.81万t，年生产用电量4.62亿kWh，对熔炼行业的主要用电设备工作特性和耗电情况进行分析，确定出石英熔融炉设备的节电空间最大。如施行该项技改措施，年可节电7 300万kWh。该技改项目推广应用后，同类企业不仅可以降低能耗成本,还有助于缓解政府能源供应和建设压力,减少废气对环境污染。目前，全县已有3家企业施行该技改项目，共改造48台熔融炉。技改前，全县熔融炉年耗电量4.62亿kWh，技改后年耗电量4.51亿kWh，年节约电能1 100万kWh。

3 案例分析

桃盛熔融石英有限公司主要从事熔融硅微粉生产。改造前该公司采用10 kV进线，以“一拖多”的方式组织生产，即以1台1 250 kVA主动力变压器拖动3台280 kVA熔融炉前变压器再供给3台熔炉，共有这样的生产线12条，280 kW/TS4-1500石英熔36台融炉。多台小动力变压器并联运行，供电电压不稳定，电能损失高。如需扩大生产规模，必须建设多套生产系统,为了降低生产成本，提高经济效益，该公司实施对石英熔融炉及炉前供电短网进行技术改造。

3.1 主要节电措施

采用30台320 kW/TS5-2500新型节能石英熔融炉。其石墨电极规格由φ60×1 500更换为φ75×2 500，炉体规格由φ1 000×1 500改造成φ1 500×2 500。与原先相比，新型的高功率石墨大大降低了电阻率，且不易断裂，不仅满足在熔融过程中不同时间段和温度下发热功率的需求，为充分熔融各种规格的石英产品提供了便利，而且还提高了25%的单炉生产效率，由原来的1.9 t/炉提高到2.5 t/炉，比国内平均水平提高了40%。同时每吨产品能耗由2 456 kWh下降至2 190 kWh，比国内平均水平提高了30%。

改善供电方式，优化炉前短网布线。由原来的3台熔炉一组的生产线改造成6台一组的生产线，采用35 kV高电压供电，减少熔融炉前变压器21台，有效地降低了电能损耗，同时也为企业扩大生产提供了条件。其原理为随着温度的增加，铜的电阻率成对数函数增加的特性。而炉前送电网络正是在高温下运行，所以在设计时应正确选择铜的电流密度，电流密度选取过大，将造成炉前电网电能损耗大，过小将造成投资增大。该厂根据石英熔融炉的生产能力、实际装料量、熔融时间、石英的熔解热量，确定了新生产车间全部采用35 kV高压进线供电，采用一台S11-2500/35主动力变压器拖动3台320 kVA熔融炉前变压器，再供给6台熔炉的生产线。新生产线可以调整炉前变压器的二次电流、电压，使其满足生产初期电流、电压连续缓慢升高，生产中低电压、大电流的要求。6台炉前变压器分为3组，每组2台，3组炉前变压器分别与动力变压器输出线路不同的任意两相连接，合理匹配，保证三相负荷的平衡，使动力变压器和炉前变压器都能在最佳负荷状态下工作，变压器损耗相对减少。

3.2 节能效果

节能项目改造后，实施高效石英熔融炉替代和优化炉前供电短网，在提高产能的同时，降低了损耗，效益显著。改造后，共节约电力1 679 kW，节电率达17.49%，预计年节电665万kWh，年可节约电费373.66万元，计划中投资432万元，14个月内可回收全部投资。

4 存在的问题

通过开展能效服务的市场潜力调查，在设备改造和投资意愿方面，有的客户已经或者计划实施提高用电能效、节约电费的措施或者设备改造。然而，因近期受国际金融形势的影响，目前，东海只有13家熔融石英企业生产线在运行（其中含部分生产运行），其余全部暂停生产，这也是熔融石英企业目前不愿意继续投入资金改造设备的主要问题。