Расчет оборудования

Переменный ток напряжением 220 кВ от общей энергосистемы поступает на понизительные подстанции завода, где напряжение понижается до 10 кВ. Далее переменный ток подаётся на кремниево – преобразовательные подстанции (КПП), где преобразуется в постоянный, а напряжение понижается до 850 В.

КПП сооружаются вблизи электролизных корпусов, чтобы избежать больших потерь постоянного тока в ошиновке на участке от подстанции до электролизёра, а также больших затрат на устройство шинопроводов.

Серия электролиза алюминия состоит из двух корпусов и питается постоянным током от одной КПП. Электролизёры в серии соединены в электрическую цепь последовательно. Значит, число рабочих электролизеров в серии определяется суммой средних напряжений электролизеров и напряжением выпрямительных агрегатов. При этом также учитываются:

• потери напряжения U₁ в шинопроводах КПП (принимаем 1 %),

• резерв напряжения U₂ для компенсации возможных колебаний во внешней электросети (принимаем 1 %),

• резерв напряжения U₃ для предупреждения снижения силы тока при возникновении анодного эффекта (принимаем 30 В).

1 Расчёт рабочего напряжения кпп

Для подстанции на 850 В рабочее напряжение серии U, В составит:

U = 850 - (U₁ + U₂ + U₃) (49)

U =

2 Число установленных электролизёров в серии

Рабочего напряжения серии …… В достаточно, чтобы работало N электролизеров:

N = (50)

где U – рабочее напряжение серии, В

U_СР - среднее напряжение на электролизере, В (таблица 2);

ΔU_АЭ - доля увеличения напряжения от анодных эффектов, В (таблица 2)

N =

Электролизеры в корпусе установлены симметрично в два ряда. В их число входит резервный электролизёр, необходимый для компенсации потерь металла при проведении ремонта электролизёров. Принимаю Nу _____ установленных электролизёров.

3 Число резервных электролизеров

Для максимального использования возможностей КПП и обеспечения постоянства производительности серии, в числе установленных электролизеров Nу должны быть резервные ванны.

Количество резервных ванн N_рез рассчитывается, исходя из необходимости капитального ремонта электролизеров, по формуле:

N_рез = (51)

где Nу – число установленных электролизёров в серии;

t – длительность простоя ванн в ремонте, по практическим данным 4–7 дней;

Т – срок службы электролизёра, 4 года;

365 – дней в году.

N_рез = ----------------

Принимаю __ резервный электролизёр на серии. Тогда рабочих электролизеров Nр в серии будет:

Nр = Nу ± N_рез, (52)

где Nу - число установленных электролизеров;

N_рез - число резервных электролизеров.

Nр =

4 Расчёт показателей скэ

4.1 В соответствии с заданием количество установленных электролизёров в сериях, N_УСТ:

N_УС = Nу * n (53)

N_УС =

4.2 Годовая производительность серии Pс, т рассчитывается по формуле:

Pс = 0,335 * I * η * 8760 * Nр * 10^-3 (54)

где 0,335 - электрохимический эквивалент, кг/(кА*ч);

I - сила тока, кА;

η - выход по току, д. е.;

8760 - часов в год;

Nр - число рабочих электролизёров в серии.

Pс =

4.3 Годовая производительность ____ серий Р, т будет:

Р = Рс * n (55)

Р =

4.4 Удельный расход электроэнергии W, кВт*ч/т равен:

W = (56)

W = -----------------

4.5 Выход по энергии ηэ, г/(кВт*ч)

(57)

ηэ = -----------------

Рассчитанные параметры и показатели приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Производственная программа по выпуску алюминия _____ серий

Технико-экономические показатели, ед. изм.	Обозначение/ формула	Цифровое значение
Число установленных электролизёров, шт.	NУСТ
Число ванн подлежащих капитальному ремонту, шт.	а =
Длительность простоя одной ванны в капитальном ремонте, дни	t
Длительность планового ремонта, дни	T	365
Число электролизёров в ремонте, шт.	Nрез
Число рабочих электролизёров, шт.	N р
Сила тока, А	I
Выход по току, %	η
Производительность электролизёра, т/сутки	m
Среднее напряжение, В	Uср
Удельный расход электроэнергии, кВт*ч/т	W
Производительность цеха, т/год	Р

2