December 14, 2025
Elektrik Ark Ocaklarının Elektrik Enerjisi Verimliliği Üzerindeki Etkisi
Elektrik Ark Ocaklarının Elektriksel Ortamı ve Çalışma Karakteristikleri
Elektrik ark ocakları (EAF'ler) eritme için kullanıldığında tipik olarak üç farklı aşamada çalışır:
1. Ergitme Aşaması: Katı yükün ilk ergitilmesi, en yüksek enerji talebi dönemini temsil eder.
2. İlk Rafine ve Isıtma Aşaması.
3. Rafine Aşaması: Enerji girdisinin öncelikle termal kayıpları telafi ettiği yer.
Standart bir AC elektrik ark ocağı, güç kaynağı parametrelerine, fırın kapasitesine ve özel eritme işlemine bağlı olarak yaklaşık 3 ila 8 saat arasında değişen bir eritme döngüsüne sahiptir. Yaklaşık 0,5 ila 2 saat süren ergitme periyodu, yüksek oranda dengesiz bir üç fazlı etki yükü sunar. Bu aşamada, akım son derece kararsızdır ve güç tüketimi en yüksek seviyededir ve toplam enerji kullanımının yaklaşık %60 ila %70'ini oluşturur. Buna karşılık, oksidasyon ve redüksiyon rafine periyotları sırasında voltaj dalgalanmaları ve güç tüketimi önemli ölçüde azalır.
Hurda eritme sırasındaki temel operasyonel özellikler şunlardır:
Ergitme başlangıcında sık ark sönmesi ve yeniden tutuşması.
Ergitme periyodu boyunca sürekli ark dalgalanmaları, hızlı akım değişikliklerine, malzeme çökmesine ve kısa devrelere yol açar.
Standart bir EAF devresi için çalışma güç faktörü tipik olarak 0,8 ila 0,85 arasında değişirken, yüksek güçlü fırınlar için 0,7 ila 0,8 arasındadır. Bu daha düşük güç faktörü, doğal olarak daha düşük elektriksel verimlilikle sonuçlanır.
Güç Verimliliği Üzerindeki Etkisi
EAF'lerdeki elektrik enerjisi israfı, öncelikle iki şekilde kendini gösterir: düşük güç faktörü ve ergitme sırasında önemli miktarda titreme ve harmonik üretimi.
Titreme, harmonik bozulma ve faz dengesizlikleri dahil olmak üzere çeşitli yan etkilerin birincil kaynağıdır. AC sinüs dalgasına bindirilmiş geçici bozulmaları—örneğin dalgalanmalar, sivri uçlar ve harmonikler—ifade eder. Önemli enerji teorisyeni Dr. Hersfield'in belirttiği gibi, bu bozulmanın temel özellikleri ultra yüksek voltaj, ultra yüksek hız ve ultra yüksek frekanstır.
Ultra Yüksek Voltaj: Titreme sivri uçları normal voltaj genliğinin 2 ila 50 katına ulaşabilir, potansiyel olarak 500 ila 10.000 volt kadar yüksek olabilir.
Ultra Yüksek Hız: Bu sivri uçlar son derece kısa bir süre içinde meydana gelir ve genellikle patlamalarını ve çürümelerini mikrosaniyeler veya nanosaniyeler içinde tamamlar.
Ultra Yüksek Frekans: Titreme aktivitesi aralıksızdır. Bir ışığı açmak, bir cihazı çalıştırmak veya hatta bir bilgisayar faresini tıklamak gibi basit eylemlerden düzinelerce olay meydana gelebilir ve ilişkili voltajlar 500-1200 volta ulaşır.
Bu yüksek voltajlı, yüksek frekanslı geçici olayların hassas elektrikli ekipman üzerindeki zararlı etkisi genellikle göz ardı edilir. Ayrıca, elektriksel iş akım ve voltajın çarpımı olduğundan, her ikisinde de anlık artışlar daha büyük anlık güç tüketimiyle sonuçlanır.
Bir EAF'nin ısıtma elemanı bir direnç yüküdür (ark). Bu nedenle, bu anlık voltaj veya akım sivri uçları ark başlatmaya veya ısıtmaya katkıda bulunamaz. Bunun yerine, sistem içindeki endüktif yüklere, öncelikle fırın transformatörüne reaktif güç olarak geri beslenirler ve burada çekirdek ve bakır kayıpları olarak dağılırlar. Bu anlık reaktif güç tüketimi, eritme işlemine hiçbir fayda sağlamaz, ancak genel verimlilik üzerindeki etkisi tarihsel olarak EAF operasyonunda hafife alınmıştır.
Düşük güç faktöründen kaynaklanan enerji israfı bir yana, yalnızca ergitme periyodu sırasında üretilen önemli titreme, bir EAF'nin elektriksel verimliliğinin, aynı nominal güce sahip, sorunsuz çalışan bir cihaza (minimum titreme ile) kıyasla daha düşük olduğunu gösterir.
Sonuç
EAF ergitme periyodu sırasında üretilen titreme geçici olaylarının büyüklüğünü ve sıklığını bastırmak veya azaltmak ve bu etkisiz güç bölümünü faydalı aktif güce dönüştürmek önemli bir fırsat sunmaktadır. Bu yaklaşım, yalnızca fırının elektriksel enerji verimliliğini artırmak ve önemli enerji tasarrufu sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda fırının güç şebekesi üzerindeki olumsuz etkisini ve kirliliğini azaltırken, hassas elektrikli ekipmanları da koruyacaktır.
Biz profesyonel bir elektrikli fırın üreticisiyiz. Daha fazla bilgi için veya batık ark ocakları, elektrik ark ocakları, pota rafine fırınları veya diğer eritme ekipmanlarına ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle adresinden iletişime geçmekten çekinmeyin.susan@aeaxa.com
