ВЫБОР МЕТОДА И СРЕДСТВА НАГРЕВА — ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

пламенные и электрические, индукционные установки, уста­ новки нагрева открытым пламенем. Об отсутствии единого мне­ ния в этом вопросе можно судить хотя бы по тому, что в литера­ туре наряду с высказываниями о перспективе вытеснения пла­ менных печей электрическими [28] встречаются сообщения о тех­ нике и примерах перехода с электрического нагрева на пламен­ ный [29—32]; в некоторых случаях оба метода нагрева — элек­ трический и пламенный считаются равноценными [33].

Ниже изложены методические указания, являющиеся общими для решения вопроса о выборе метода и средства нагрева. Поль­ зоваться этими указаниями в каждом отдельном случае следует на основе глубокого изучения конкретных условий, учитывая при этом особенности технологии, организации и экономики дан­ ного производства, обеспеченность района местонахождения пред­ приятия топливно-энергетическими ресурсами, их стоимость и другие факторы.

Задачу выбора способа получения тепла для того или иного процесса или совокупности процессов можно рассматривать в двух аспектах — энергетическом и технологическом. В основу энергетического аспекта кладется такой выбор способа получе­ ния тепла, который соответствовал бы наличию в данном эконо­ мическом районе наиболее доступных и в то же время самых де­ шевых источников тепла. Технологический аспект базируется на том, что должны быть удовлетворены в первую очередь тре­ бования, предъявляемые к качеству проведения процессов на­ грева и термической обработки. Таким образом, с одной стороны, выбор способа получения тепла зависит от топливно-энергети­ ческого баланса района расположения машиностроительного за­ вода, а с другой — определяется особенностями изготовляемой этим заводом продукции и соответственно этому спецификой тех­ нологии ее производства.

Межотраслевой характер задачи выбора оптимальных спосо­ бов получения тепла для процессов нагрева и термической обра­ ботки металла требует тщательного и всестороннего технико­ экономического анализа, учитывающего как затраты на получе­ ние источника тепла, так и затраты, изменяющиеся в зависимости от характера выбранного источника. Стоимость получения тепла, приходящегося на единицу продукции, почти всегда ниже при топливном варианте, чем при электрическом. Если принять, на­ пример, среднюю стоимость 1 м3 природного газа (33500 кдж1мг) 1,5 коп., а среднюю стоимость 1 квт-ч электроэнергии (3600 кдж) 1 коп, то получится, что каждый килоджоуль тепла, получае­ мый при сжигании природного газа, в 6 раз дешевле, чем при пре­ вращении электрической энергии в тепловую. В действитель­ ности это соотношение стоимостей, как правило, несколько меньше (конечно, не во всех районах страны) ввиду того, что к. п. д. пламенных печей ниже к. п. д. электрических печей.

Однако стоимостью еще не определяется однозначно эффектив­ ность выбранного источника тепла для того или иного процесса, поскольку от того, какой выбран источник, зависят многие дру­ гие статьи затрат* как на собственно нагрев (термообработку), так и на смежные технологические операции или процессы. Следует при этом подчеркнуть, что затраты, не связанные со стоимостью источника тепла, н ряде случаев значительно выше затрат,падаю­ щих прямо на получение тепла. Так, по опубликованным данным [34], для нагревательных пламенных печей стоимость топлива составляет от 23 до 80% цеховой себестоимости тепловой обработки изделий (в зависимости от типа и производительности оборудо­ вания). Доля электроэнергии в затратах на нагрев и термообра­ ботку изделий колеблется в пределах от 18 до 62% в установках прямого (контактного) электронагрева и от 41 до 79% в индукцион­ ных нагревателях. В электропечах для термической и химико­ термической обработки затраты на электроэнергию составляют до 40% в зависимости от процесса, характера производства, типа и производительности оборудования.

Таким образом, выбор источника тепла определяется не его стоимостью, приходящейся на единицу продукции, а всеми за­ тратами на ее обработку (нагрев и смежные технологические опе­

рации).

В настоящее время в технико-экономических расчетах об­ щепринятой является оценка продукции по приведенным за­

К— капитальные затраты, руб/год;

С— текущие, расходы (себестоимость), руб.

При помощи коэффициента Е единовременные капитальные затраты соизмеряются с текущими эксплуатационными рас­ ходами. Коэффициент сравнительной эффективности Е при со­ поставлении затрат по различным вариантам является величиной, обратной некоторому нормативно заданному сроку окупаемости капитальных затрат Тп, т. е.

и текущих) в течение периода Тп.

Для машиностроения нормативный срок окупаемости Тп принимается равным 5 годам, что соответствует Е = 0,2.

Таким образом:

3 = 0,2К + С, руб.

2. Большие значения относятся к мелким печам, работающим с длительным циклом термообработки или нагрева.

нала с отчислениями на социальное страхование; потери нагре­ ваемого металла; вспомогательные материалы; энергетические ресурсы; технологическая оснастка; ремонт и содержание обо­ рудования; амортизация оборудования; амортизация зданий; по­ тери от брака.

Для расчета расходов по статьям «Вспомогательные материалы» и «Энергетические ресурсы» пользуются методами, широко опи­ санными в экономической литературе. При этом в состав этих расходов включают карбюризаторы для цементации, искусствен­ ные атмосферы, соли и другие жидкие среды и теплоносители, охлаждающую воду, силовую (двигательную) электроэнергию, воздух, подаваемый под избыточным давлением для сжигания топлива в пламенных печах, и т. д.

Расходы на технологическую оснастку зависят от ее конструк­ ции, стоимости и долговечности.

Ремонты печного оборудования обходятся очень дорого и требуют самого пристального внимания при расчетах. Прежде всего количество ремонтов определяется надежностью оборудо­ вания, т. е. долговечностью отдельных элементов и их количе­ ством в печи. Опыт эксплуатации показывает, что наименее на­ дежными элементами являются:

в печах сопротивления — нагревательные элементы, жаро­ прочное литье, футеровка;

впламенных печах — жаропрочное литье, радиантные трубы, футеровка;

виндукционных установках — электрическая и тепловая изо­

ляция индукторов; в установках прямого (контактного) нагрева — контактные

элементы.

Недолговечны также контакторы, термопары и некоторые дру­ гие виды аппаратуры и приборов.

стремление к оздоровлению условий труда нагревальщиковкузнецов.

В-третьих, благодаря -равномерности температуры в рабочем пространстве, точности и стабильности температурного режима электронагрев обеспечивает более высокое качество нагрева и, следовательно, меньший объем смежных операций, включая 0£а_вку_по_сле термообработки.

В-четвертых, электроэнергия как источник тепла наиболее универсальна и в смысле ее получения, и в смысле возможностей ее применения (для освещения, использования в двигателях, нагревательных, химических и других процессах). Из этого следует, что применение электроэнергии позволяет: применить один ввод на все предприятие; использовать наиболее надежный вид энергии в смысле бесперебойности снабжения им и однород­ ности его качества.

Наконец, в-пятых, непрерывно снижающееся отношение стои­ мости 1 квт-ч электроэнергии и эквивалентного ему количества топлива ведет к дальнейшему развитию электронагрева в машино­ строении. Следует отметить, что в настоящее время с июля 1967 г. двухставочный тариф на электроэнергию построен таким образом, что доля годовой платы за присоединенную мощность или макси­ мальную нагрузку возросла, а за потребленное количество энер­ гии по счетчику снизилась. Так, например, для системы Мос­ энерго при годовом числе часов использования мощности, рав­ ном 6000, доля основной платы по новому прейскуранту состав­ ляет 32% вместо 15% по старому, при 5000 ч соответственно 36% вместо 18%, при 4000 ч — 41% вместо 22%, при 3000 ч — 48% вместо 27% и т. д.

Учитывая, что электропечи сопротивления, составляющие большинство в электропечном парке, являются в основном токо­ приемниками, характеризуемыми высоким числом часов исполь­ зования, их применение, с одной стороны, выгодно для энерго­ систем, а с другой стороны, относительно удешевляет стоимость 1 квт-ч энергии, потребляемой предприятием в целом.

Все перечисленные выше преимущества электроэнергии как источника получения тепла служат доказательством того, что электропечи и установки для нагрева, термической и химико­ термической обработки следует считать прогрессивным и разви­ вающимся видом оборудования.

В то же время налицо тенденция роста парка пламенных (осо­ бенно газовых) печей и повышения их удельного веса.

Сторонники пламенного, в первую очередь газового, нагрева приводят следующие мотивы:

(более низкая стоимость газа по сравнению с электроэнергией; I простота ТГдешевизна обслуживания газовых печей;

более низкие затраты на ремонт; качество нагрева не уступает электрическому;