2.4. Выбор оборудования
В качестве источника питания для индукционной тигельной печи выберем электропечной трансформатор серии ЭТДЦН- 2500/6-69УЗ, который имеет следующие технические характеристики:
Число фаз – 3
Мощность – 2500 кВА.
Напряжение :
Первичное – 6 кВ.
Вторичное – 740 В.
3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
На основании теории индукционных тигельных печей можно отметить следующие способы энергосбережения:
- обеспечение правильной подготовки шихты по размерам кусков и соотношению крупных частей шихты с мелкими частями. Примерный диаметр шихтового материала dш=0,01м.
Частота тока необходимая для расплавления кусков шихты
,
где
- удельное сопротивление шихты, приt=25
,
Ом∙м;
- магнитная
проницаемость шихты, д.е.;
- примерный диаметр
шихтового материала, м
Глубина проникновения поля в горячий металл
При применении диаметра шихтового материала dш=0,015м.
Гц
Глубина проникновения поля в горячий металл
При кусках меньше расчётного диаметра увеличивается время на расплав, следовательно, увеличивается расход электроэнергии;
- обеспечение рациональной с электротехнической точки зрения и плотной укладки шихты в тигле.
При более плотной укладке шихты уменьшаются простои печи на дозавалку, следовательно, уменьшаются потери через открытую крышку печи.
Расход тепловых потерь снижается;
- снижение потерь электроэнергии в подводящих проводах, вследствие наиболее близкого расположения к печи конденсаторов. Конденсаторы установлены на расстоянии 3 м. от печи.
Суммарное сопротивление шинопровода
Ом
где
- удельное сопротивление проводника,
Ом*м.
Потери в шинопроводе
Вт
При установке конденсаторов на расстоянии 8 м. от печи.
Суммарное сопротивление шинопровода
Ом
Потери в шинопроводе одного индуктора
Вт
Контактное устройство соединяет индуктор с токоподводом и предусматривает возможность наклона печи во время разливки металла.
В данной печи использовано соединение с помощью гибкого кабеля.
Соединение индуктора с токоподводом при помощи гибкого кабеля значительно снижают энергетические потери, устраняют трудности подгонки подвижных и неподвижных контактов, не требуют заботы об их чистоте. Уменьшается сопротивление в токоподводах, что ведёт к уменьшению потерь;
- использование новых составов для изготовления футеровки печи (материал футеровки - муллит, материал прослойки между тиглем и индуктором – бетон), позволяющих уменьшить толщину футеровки без увеличения тепловых потерь, вследствие чего повышается электрический КПД печи;
- применение рациональной конструкции печи (индуктора, каркаса и тигля) с точки зрения уменьшения электрических и тепловых потерь.
- эксплуатацию печи производить с неполным сливом расплавленного металла, т.е. с остаточной емкостью (с «болотом»). Это объясняется, с одной стороны, улучшением условий теплопередачи от жидкого металла твердой шихте (благодаря интенсивному движению жидкого металла), а с другой, - увеличением потребляемой печью мощности. Экспериментально установлено, что с увеличением «болота» производительность печи заметно возрастает. Наиболее рациональным режимом работы печей промышленной частоты являются частые отборы металла небольшими порциями. Величина этих порций 30 % от емкости тигля [18].
Так как энергосбережение является одной из основных задач, решаемых при проектировании плавильной установки, мной были использованы некоторые технические решения для конструкции ИТП-1, такие как:
- магнитопроводы из электротехнической стали, экранирующие от электромагнитного поля индуктора, что позволяет снизить вес и габариты индукционной печи, в результате расчета было определено оптимальное количество магнитопроводов (число магнитопроводов 10 шт.);
- самые новые и наиболее подходящие по параметрам огнеупорные и теплоизоляционные материалы (муллит), позволяющие снизить тепловые потери мощности печи;
- конденсаторные батареи, для компенсации реактивной мощности, располагаются на минимально возможное расстояние от ИТП, которое возможно при данном плане расположения, что позволяет снизить токовую нагрузку и потери мощности в питающих токоподводах. Конденсаторы установлены на расстоянии 3 м. от печи, тип конденсатора ЭЭВК-1-0,5 У3,Т3;
- источник питания расположен также на минимально возможном расстоянии (5 метров), для снижения потерь в питающих токоподводах;
- система автоматического управления позволяет поддерживать процесс плавки стали в оптимальном режиме;
- для системы водоохлаждения индуктора предусмотрена водоподготовка, которая позволяет очистить воду от примесей, включая известь. Это позволяет увеличить срок службы индуктора и водоохлаждаемых кабелей, снизить количество накипи на их стенках.
Для энергетически эффективного использования топливноэнергетических ресурсов, во время эксплуатации проектируемой индукционной плавильной установки, необходимо внедрить ряд организационно-технических мероприятий на предприятии [19]:
а) произвести энергетическое обследование оборудования индукционной плавильной установки, после монтажа, чтобы определить не была ли нарушена его технология;
б) назначить лиц, ответственных за энергосбережение в процессе эксплуатации ИТП;
в) мониторинг показателей энергоэффективного использования оборудования индукционной плавильной установки;
г) перспектива установки подобной ИТП, с возможностью питания от имеющегося комплекса оборудования.
д) разработать положение о моральном и материальном стимулировании всех категорий работающих на предприятии за энергоэффективную работу оборудования плавильной установки.