Розрахунок печі опору непрямої дії

– правильний вибір електротермічного обладнання;

– підвищення продуктивності печей;

– зниження теплових втрат  печей;

– зниження втрат на акумуляцію тепла;

– застосування тепла  нагрітих виробів та тари.

Теплові втрати з загального виразу залежать від температур в  середині печі та в оточуючому середовищі, від площі отвору, часу відкритого стану кришки. Теоретично можна змінити один чи декілька з цих параметрів, та практично, зміна площі отвору з ціллю зменшення теплових втрат печі з заданими геометричними розмірами, неможлива. Найбільш легкий спосіб зниження втрат є за рахунок зменшення часу відкритого стану кришки, наприклад, з 0,05 год. на 0,03 год. Тоді перерахуємо:

 ккал

Знаходимо різницю між  двома показниками по формулі:

 ккал

Отже, зменшивши час відкритого стану кришки на 0,02 год., ми зменшимо теплові втрати на 4170 ккал.

Для підвищення продуктивності печі також використовують форсований підігрів печі, для цього вводять  додаткові опори, які відключаються  після нагріву до бажаної температури (t_вир=900°С.)

Індукційний метод нагріву може бути використаний при масовій обробці  однотипних деталей і в цих  випадках часто має істотні переваги. Так як при індукційному нагріві  тепло виділяється в самому матеріалі, що нагрівається, то час нагріву може бути різко скорочений, що забезпечить високу продуктивність установки, а також зниження теплових втрат за час нагріву.

Особливо ефективною є заміна наскрізного  загартування чи поверхневого зміцнення  термохімічними методами індукційного поверхневого загартування струмами високої частоти. При такому загартуванні нагріву підлягає не весь виріб, а лише його поверхневий шар, що призводить до значного зниження витрат електроенергії. В деяких випадках ефективним може бути і прямий нагрів.

При низьких і середніх температурах краще використовувати печі з  примусовою циркуляцією атмосфери. Застосування таких печей дозволяє не тільки забезпечити велику рівномірність  нагріву садки, але і підвищення швидкості нагріву.

При сушці виробів, які покриті лаком, в яких треба нагрівати для просушки лише поверхневий шар, дуже економічним є використання інфрачервоних променів. Інфрачервоні промені затримуються лаковим шаром і в ньому виділяється основна частина тепла, в той час як внутрішні шари виробів нагріваються менше, витрати електроенергії знижуються.

Найбільш ефективна міра, за допомогою  якої можна підвищити продуктивність печі – це використовувати попередній підігрів виробів. Якщо попередньо нагрівати  вироби, наприклад, за допомогою тепла  від виробів, що вже пройшли термообробку, то в результаті на нагрів буде затрачено менше електричної енергії, а також менше часу, тобто за якийсь визначений відрізок часу в печі зможуть нагріватись більше виробів, ніж це було б при відсутності їх попереднього підігріву, а це значить, що збільшиться продуктивність печі.

Оскільки у нас піч великих габаритів, то теплові втрати мають менше значення. Більш точні результати дає дослідне визначення теплових втрат через футуровку, коли виміряні температури всередині печі та на поверхні її кожуха. Практичні втрати через футеровку складають від 6 до 12 % загальної втрати теплоти.

Також дуже важливо в період допоміжних операцій не відключати піч від мережі повністю, так як при її охолодженні, а потім при наступному нагріванні до температури нагріву витрачається недоцільно значна кількість електричної енергії.

Електричні втрати в  мережі високої напруги складаються  з втрат в пічному трансформаторі, стальних конструкціях. Для їх зменшення  доцільно правильно обирати електричний  режим печі, а відповідно і методи термообробки виробів, які вище згадані. Це дозволяє зменшувати втрати на 6 – 8 % [4].

Для печей опору доволі відчутні і втрати через тепловіддачу (через  стінки печі). Ці втрати можна знизити (на 7 – 10 % [4]), якщо застосувати якісну термоізоляцію внутрішньої камери печі.

 

Балансова діаграма витрат електричної енергії печі

 

 

ВИСНОВКИ

 

Результатом даної роботи є  не лише конструктивний, тепловий і електричний розрахунок печі опору  непрямої дії, але й також вибір цеху і освітлення для нього, та вибір мережі. Крім цього розглянули та розрахували основні втрати печі й запропонували шляхи підвищення продуктивності та економії електричної енергії при експлуатації печі.

Даними умовами проектування було обрано шахтну піч з захисною атмосферою типу СШЗ-10.10/7 МЗ. Виходячи з розрахованої робочої температури нагрівачів, обрали матеріал нагрівача ніхром марки Х15Н60-Н з з максимально допустимою температурою 1000 °С. Освітлення цеху, де розміщена піч, необхідно здійснити лампами типу ДРЛ - 700, які були обрані по розрахованому світловому потоку, з наступними даними:

• Світловий потік 40,0 клм;
• Потужність лампи 700 Вт;
• Напруга 140 В;
• Струм 5,4 А;
• Середній строк служби 15 тис.год.

Для високовольтної мережі обрали трансформатор типу ТСЗ-1000/10 та по допустимому струмі навантаження - кабель типу АСБ-10-3 50, перерізом 50 мм² , трьохжильний з алюмінієвими жилами з І_{доп_кл1}=105 А. Для мережі напругою менше 1000 В по допустимому значенні струму навантаження обрали для КЛ2: кабель АСБ-3-3 70 з допустимим струмом І_{доп кл2}=155 А; для КЛ3: кабель АСБ-1-4 95 з допустимим струмом І_{доп_кл3}=165 А; для КЛ4, КЛ5, КЛ6, КЛ7: кабель АСБ-1-4 10 з допустимим струмом І_{доп_кл4}=45 А.

 

 

 

 

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

1. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций [Текст] / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

2. Кнорринг Г.М. Справочник  для проектирования электрического освещения [Текст]/ Г.М. Кнорринг – Л.: Энергия, 1981. – 339 с.

3. Айзенберг  Ю.Б. Справочная книга   по  светотехнике  [Текст] /

Ю.Б Айзенберг – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 459 с.

4. Свенчанский А.Д.  Электрические промышленные печи [Текст] / А.Д.Свенчанский, М.Я. Смелянский – М.: Энергия, 1970. – 264 с.

5. Егоров А.В. Расчет  мощности и параметров электропечей  черной металлургии [Текст]: учеб. пособие для ВУЗов. / А.В. Егоров – М.: Металлургия, 1990. – 280 с.

6. Барыбина Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения [Текст] / Ю.Г. Барыбина, Крупович Ю.Г., Самовер М.Л. – М.: Энергия, 1980. – 456 с.

7. Соловей О.І. Методичні вказівки до виконання курсової роботи «Електрообладнання та електропостачання печі опору непрямої дії» [Текст] / О.І. Соловей, Чернявський А.В. – К.: НТУУ «КПІ», 2006. – 64 с.

8. Кноринг Г.М. Осветительные  установки  [Текст] / Г.М. Кноринг –

Л.: Энэргоиздат, 1981. – 288 с.

9. Свенчанский А.Д. Электрические  промышленные  печи  [Текст]  /

А.Д. Свенчанский  – М.: Энергоиздат, 1958.

10. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок [Текст] / Б. Ю. Липкин – М.: Высшая школа, 1981

11. Кравчик А.Э. Справочник «Ассинхронные двигатели серии 4А» [Текст] / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афончик, Е.А. Соболенская Е.А. - М.: Энергоатомиздат, 1982.

12.   Герасимова   В.Г.   Электротехнический   справочник    [Текст]   /

В.Г. Герасимова – М.: Энергия, 1980.

13. Фёдоров А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2-х кн [Текст] / А.А. Фёдоров, Г.В. Сербинский– М.: Энергия, 1980, 1981.

14.   Болотов А.В. Электротехнологические    установки    [Текст]  /

А.В. Болотов, Г.А. Шепель – М.: Высшая школа, 1988

15. Правила устройства электроустановок [Текст]  – М.: Энэргоатомиздат, 1985. – 648 с.

16.Типовые размеры  выпуска нихромовой ленты (http://www.snichrome.ru/catalog/58/ )

17. Національна комісія регулювання енергетики України (http://www.nerc.gov.ua/control/uk/publish/article?showHidden=1&art_id=123532&cat_id=34446 )

ДОДАТКИ

Додаток А

 Графік знаходження  питомої поверхневої потужності  ідеального нагрівача

Додаток Б

При наявності  загального багатотарифного лічильника на обігрів і інше споживання підприємства, згідно постанови № 1241 встановлюється трьохзонний тариф за всю спожиту  електроенергію. Тобто наступні тарифи:

 

	Часові  зони
	січень, лютий, листопад, грудень	березень, квітень, вересень, жовтень	травень-серпень	тарифний коефіцієнт
Пік	з 8-00 до 11-00 з 17-00 до 19-00	з 8-00 до 10-00 з 18-00 до 22-00	з 8-00 до 11-00 з 20-00 до 23-00	1,8
Напівпік	з 6-00 до 8-00 з 11-00 до 17-00 з 19-00 до 22-00	з 6-00 до 8-00 с 10-00 до 18-00 з 22-00 до 23-00	з 7-00 до 8-00 з 11-00 до 20-00 з 23-00 до 24-00	1,02
Ніч	з 22-00 до 6-00	з 23-00 до 6-00	з 0-00 до 7-00	0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток В

Допустимий тривалий струм для кабелів з алюмінієвими жилами з паперовою просоченою ізоляцією на низьку напругу в свинцевій оболонці, А

 

Перетин струмопровідної жили, мм2	Для кабелів
	одножильних до 1 кВ	двухжильних до 1 кВ	трьохжильних напругою, кВ			чотирьохжильних до 1 кВ
			до З	6	10
6	-	42	35	-	-	-
10	75	55	46	42	-	45
16	90	75	60	50	46	60
25	125	100	80	70	65	75
35	155	115	95	85	80	95
50	190	140	120	110	105	110
70	235	175	155	135	130	140
95	275	210	190	165	155	165
120	320	245	220	190	185	200
150	360	290	255	225	210	230
185	405	-	290	250	235	260
240	470	-	330	290	270	-
300	555	-	-	-	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток Г