книги из ГПНТБ / Данцис Я.Б. Методы электротехнических расчетов руднотермических печей
.pdfл а х, и колебания этой величины могут быть учтены в расчетах. Н и ж е будет показан характер изменения величины с и ее влияния на выбор тока и напряжения .
Известно, что значительную трудность представляет выбор |
показа |
||
теля степени п для руднотермических печей, |
который |
зависит от рода |
|
продукта [(6-20), (6-21)]. В теоретических |
работах |
разных |
авторов |
величина п получается разной и равна 0,33 |
176, 79] |
и 0,25 [70—721. |
|
Выражение (6-23) может быть написано |
в следующей форме [89]: |
||
£/п = с ( Р ф cosopT))". |
|
|
(6-25) |
Введем обозначение у ~= где / — ток в электроде. Обычно принято часть электродов, в которых имеют место потери энергии относить к короткой сети. В этом случае индуктивность ванны состав ляет незначительную величину и cos ф участка ниже электрода можно принять равным единице. Тогда
U = U" |
, |
(6-26) |
Г] COS |
ф |
|
где т] — электрический к. п. д.
Из уравнений (6-25) и (6-26) легко получить выражение для вели чины у:
„ _ PV21 ( c o s ф ) 2 < 1 - п у ( 1 - В ) > ( 6 . 2 7 )
С 2
Так как созф = [ 1 — ( у х ) 2 ] 1 2 , то получим:
рі—2п
[ 1 - ( Ѵ * ) В Г " П
с8 Р а з л о ж и в выражение в квадратных скобках в ряд, получим:
[1 — {yx)*]l-n= |
1—(1 — п)у*х*-п(1~п) |
|
ѵ 4 х 4 |
— . . . |
(6-28) |
Легко показать, что при практических значениях у и х печных |
|||||
установок можно с весьма малой погрешностью |
воспользоваться |
||||
только первыми двумя |
членами разложения . Если при этом |
положить |
|||
г) ^ const, то выражение (6-27) приводится |
к довольно |
простому квад |
|||
ратному уравнению: |
|
|
|
|
|
у2 H |
у |
! |
= 0. |
|
(6-29) |
( І - Л ) * Ѵ < | - ' ' ) Р ; - 2 я |
(і-«)*2 |
|
|
||
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
—2п |
|
|
|
|
2(1 — п ) * Ѵ ( 1 - " > Р ^ |
|
|
|
|
4 ( 1 - л ) * 4 т | 4 ( 1 ~ " ) ' > ф ( , _ 2 п ) |
|
( l - n ) x 2 |
|
(6-30) |
|
|
|
|
|||
151
Д л я определения величины у в зависимости от мощности требуется знать п, с, х и т ] .
Величина с определяется из данных действующих печей, имеющих оптимальные показатели. Методы определения реактивного сопротив ления и электрического к. п. д. приведены в гл. 2 и 3.
З н а я у, легко определить остальные величины, |
характеризующие |
||||||
электрические характеристики |
печной |
установки: |
|
|
|||
U Ф |
] / |
у |
cosq> = |
l / |
1 — (yxf |
, |
(6-31) |
Un= |
^фСОЭфТІ, Р п = |
Р ф |
COS фГ|- |
|
|
||
Таким образом, выражения |
(6-30) и (6-31) позволяют |
выбрать на |
|||||
п р я ж е н и я и токи трансформаторов вновь проектируемых |
печных уста |
||||||
новок с учетом изменения |
cos ф в зависимости от мощности. Формула |
||||||
(6-30) выведена в предположении постоянства электрического к. п. д. печной установки. Применив тот ж е метод, что и при учете изменения cos ф, можно учесть и изменение ц в зависимости от мощности, а сле
довательно, учесть влияние изменения ц при |
определении полезного |
|||
фазного |
н а п р я ж е н и я . Д л я этого |
необходимо |
выразить cos ф и г) че |
|
рез у и подставить их значения в выражение (6-27). |
||||
Как |
известно, |
|
|
|
|
Рс-Рп |
1 |
У |
(6-32) |
|
|
|
COS ф |
|
где г — усредненное значение активного сопротивления фазы. Следо вательно,
cos фт] = cos ф — уг = [ 1 — (ух)2]12 — уг.
Р а з л о ж и в выражение в квадратных скобках в ряд и ограничив шись, как это было сделано ранее, первыми двумя членами разложе ния, получим:
Г| cos ф = 1 • 1 (уху—уг. |
(6-33) |
Подставив (6-32) и (6-33) в (6-27), получим:
|
p l - 2 / г |
|
2(1—п) |
у = |
1 — |
•уг |
(6-34) |
Р а з л о ж и в выражение в фигурных скобках в ряд, получим:
1 — (yxf-yr 2 < 1 - л ) « 1 — 2(1 — n) (yx)2 + yr
+ ( 1 — л ) ( 1 — 2 я )
152
Ограничившись двумя первыми членами |
разложения, |
получим |
||||||
квадратное уравнение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
Чг |
|
= 0, |
|
(6-35) |
|
|
|
|
(1 —п) |
|
||||
|
(1 |
- П)Х |
|
X2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
которое имеет следующее |
решение: |
|
|
|
|
|
||
У = • |
9р1—2п |
(1 — я) X2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
~ |
Ф |
|
|
|
|
|
|
2Р 1—2л |
( 1 - Я ) X2 |
|
(1 — Я) X2 |
|
(6-36) |
|||
|
|
|
||||||
Следовательно, для определения у необходимо |
кроме постоянных с |
|||||||
и п знать значения активного и реактивного |
сопротивлений |
короткой |
||||||
сети при заданной мощности |
Р ф . |
|
|
|
|
|
|
|
Основные электрические |
характеристики с учетом изменения cos ср |
|||||||
и т) в зависимости от мощности также будут |
выражаться |
формулами |
||||||
(6-31), в которых у определяется |
из |
выражения |
(6-36), а |
значения г\ |
||||
из равенства: |
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
= |
1 _ |
_ = |
= = = . |
|
|
|
(6-37) |
Уі-(т*)2
Значение величины у согласно выражению (6-36) получено при ограничении числа членов разложения cos ср и т) до двух. Допустимость такого ограничения была показана в работе автора [89].
|
Необходимо отметить, что формулы (6-30), |
(6-36) относятся к од |
||||
ной |
фазе |
(к одному электроду). Поэтому эти |
формулы |
справедливы |
||
как |
для |
трехэлектродных, так и для шестиэлектродных |
(многоэлек |
|||
тродных) |
печей. Надо помнить, что величины х |
и |
г следует |
т а к ж е от |
||
носить только к одной фазе (одному электроду). |
|
|
|
|||
|
Воспользовавшись выражением (6-36), можно |
получить |
формулы |
|||
для непосредственного определения величины напряжения на низшей
стороне |
печного |
трансформатора. |
|
|
|
|
||
Д л я |
случая, |
когда cos |
ср = |
ѵаг, |
т| = |
const |
|
|
|
|
|
2 ( 1 _ „ ) Д 2 ( 1 - п ) р 2 ( 1 - . ) |
|
|
|||
|
|
|
С 4 |
|
|
|
|
(6-38) |
|
|
4 ( l - n ) V 1 l 4 < l - " ) p * < I - 2 " ) |
(\-п)х2Р\ |
|
||||
|
|
|
|
|||||
Д л я |
случая, |
когда cos |
ср = |
ѵаг, |
г| = |
ѵаг, |
|
|
|
|
|
|
г2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n)x2Pf- |
-п) |
* 2 Р Ф |
|
|
|
|
2(l-n)x2Pf~n) |
|
**Рф |
2р2г |
> |
(6-39) |
|
|
|
|
(I —п)х Р |
|
|
|||
153
В качестве примера на рис. 6-4 приведены значения фазного на
пряжения на |
выводах электропечных трансформаторов (Уф и |
значе |
ния полезного |
напряжения 0П, а также другие электрические |
харак |
теристики для руднотермических трехэлектродных печей с круглой ванной, производящих ферросилиций.
Эти кривые построены по формулам (6-31) и (6-36). Аналогичные электрические характеристики рассчитаны для других руднотермиче ских печей (ферромарганец, силикомарганец, карбид кальция, желтый
фосфор, феррохром и др.) [13]. Наличие |
таких характеристик |
позво |
ляет не только выбрать средние значения |
токов и напряжений |
печного |
s U |
|
|
Рис. 6-4. Электрические характеристики руднотермической печи д л я производства ферросилиция
трансформатора в зависимости от мощности, но и определить все ос новные электрические характеристики вновь создаваемых руднотер мических печей.
При расчетах исходными данными служили значения с, n, х и г — табл. 6-2.
Величины с найдены на основании статистической обработки дан ных эксплуатации значительного количества отечественных и зару бежных печей различной мощности, различных конструкций и произ водящих различные продукты. В табл. 6-3 приведены колебания ве
личины с для различных печей. На рис. 6-5 приведены |
колебания |
||||
значений величин |
с для одной и той же |
печи в процессе работы в те |
|||
чение семи часов. Фиксация величин с производилась каждые 15 |
мин. |
||||
Из этих кривых |
видно, что в нормальных режимах работы |
печи, со |
|||
ответствующих |
ее |
удовлетворительным |
показателям, значений |
вели- |
|
154
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6-2 |
|
|
|
|
|
|
Значения |
с, |
п, х |
и г в формулах |
(6-36), 6-39) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
П о л н а я |
мощность |
S, |
Мв-а |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ГО |
|
5 |
15 |
30 |
60 |
100 |
|
|
15 |
30 |
60 |
100 |
Н а и м е н о в а н и е |
|
о |
|
|
|
|||||||||||||
|
» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
продукта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Реактивное |
сопротивление |
Активное с о п р о т и в л е н и е |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
<о |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
с |
|
X, |
Ю - 3 |
ом |
|
|
|
г, |
1 0 — 3 ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф е р р о с и л и ц и й 75% |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0,480 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Силикомарганец |
* |
0,520 |
0,33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ф е р р о с и л и к о х р о м |
*) |
0,480 |
|
1,20 |
1,10 |
0,95 |
1,15 |
1,20 |
0,25 |
0,19 |
0,14 |
0,10 |
0,09 |
|||||
Силикокальций |
*) |
0,400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
С п л и к о х р о м *) |
|
0,505 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Феррохром*) |
{угле |
0,532 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
родистый, предель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ный) |
|
*) |
0,970 |
0,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф е р р о м а р г а н е ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
СиликоалюминиЙ *) |
1,395 |
0,25 |
— |
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
|||||
Ф о с ф о р желтый *) |
1,050 |
0,33 |
1,60 |
1,27 |
1,37 |
1,65 |
0,09 |
0,085 |
0,085 |
0,085 |
||||||||
К а р б и д |
кальция |
*) |
0,538 |
0,33 |
1,20 |
1,10 |
0,95 |
1,15 |
1,20 |
0,25 |
0,19 |
0,14 |
0,100 |
0,090 |
||||
К а р б и д |
кальция **) |
0,538 |
0,33 |
1,20 |
|
0,90 |
0,80 |
0,80 |
0,25 |
— 0,15 |
0,085 |
0,085 |
||||||
*) |
Печь |
с |
к р у г л о й |
ванной . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
**) |
Печь |
с |
п р я м о у г о л ь н о й |
ванной . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6-3 |
|
Значения коэффициента с для различных печей [90]
П о л е з н а я |
Наименова |
|
мощность . |
||
ние продукта с, в emO'3 3 |
||
Ai вт |
|
Примеча ние
П о л е з н а я |
Наимено |
|
мощность, |
вание |
с, e/em 0 , 3 3 |
Мвт |
продукта |
|
Примеча ние
9,45 |
FeSi 18% |
0,540 |
СССР |
7,72 |
СаС2 |
0,511 |
СССР |
10,31 |
FeSi 45% |
0,527 |
» |
26,0 |
» |
0,518 |
» |
11,37 |
FeSi 75% |
0,548 |
» |
35,0 |
» |
0,512 |
» |
13,50 |
FeSi 75% |
0,574 |
» |
43,30 |
» |
|
» |
2,88 |
CaC2 |
0,553 |
В Н Р |
0,508 |
|||
6,15 |
» |
- 0,547 |
С Р Р |
6,50 |
Р |
1,046 |
» |
7,84 |
» |
0,513 |
» |
8,23 |
» |
1,145 |
» |
14,12 |
» |
0,538 |
» |
8,36 |
» |
1,045 |
» |
13,50 |
» |
0,536 |
П Н Р |
10,44 |
» |
0,967 |
» |
17,10 |
» |
0,503 |
» |
11,52 |
» |
1,030 |
Г Д Р |
19,80 |
» |
0,509 |
Г Д Р |
11,97 |
» |
0,983 |
СССР |
21,60 |
» |
0,512 |
» |
23,00 |
» |
0,957 |
» |
31,50 |
» |
0,506 |
» |
29,94 |
» |
1,160 |
Г Д Р |
36,00 |
» |
0,551 |
» |
47,64 |
» |
1,150 |
СССР |
39,56 |
» |
0,532 |
» |
48,25 |
>> |
1,140 |
|
чины с колеблются в пределах ± (7—8) %. Большие колебания ве личины с свидетельствуют о нарушении нормальных режимов печи, что можно проследить на анализе работы печи мощностью 16,5 Мв-а для производства силикомарганца. На рис. 6-6 приведены значения удельного расхода электроэнергии в зависимости от величины с. И з этого рисунка видно, что оптимальному режиму работы печи при данных шихтовых материалах соответствует минимальный расход электроэнергии, который имеет место при данном с. Колебания вели-
155
чины с в пределах + (7—8) % соответствуют незначительному увели чению удельного расхода электроэнергии. Таким образом, для того чтобы использовать формулы (6-30) и (6-36) для определения тока и
0J3С |
|
|
I |
|
1,0 |
г - » |
\II |
: |
|
Л- |
||||
0,9 |
|
|||
0,8 |
|
|
|
|
О J |
3 |
5 7 S 11 13 » |
/7 » 2/ ZT Z5 27 29 |
|
|
Рис. 6-5. Изменения коэффициента с для фосфорной печи
впроцессе ее работы
п— номер з а м е р а
н а п р я ж е н ия электропечных трансформаторов и |
других |
электриче |
|||||||||||
ских |
характеристик |
вновь проектируемых |
руднотермических печей, |
||||||||||
|
|
|
|
необходимо |
провести |
боль |
|||||||
|
|
|
|
шую |
исследовательскую |
|
ра |
||||||
квгпч |
W |
|
|
боту |
по |
установлению |
вели |
||||||
m |
|
|
|
чины с и возможных |
пределов |
||||||||
5000 |
|
|
|
||||||||||
W= (1596с-'-2332,9с2+1/30,1c-176,8)10s |
ее изменения. Эта работа |
||||||||||||
|
|||||||||||||
і800 |
|
|
|
связана |
с |
исследованием |
до |
||||||
|
|
|
статочно |
|
большого |
количе |
|||||||
4600 |
|
|
|
ства печей для каждого про |
|||||||||
|
|
|
дукта в отдельности, |
при этом |
|||||||||
|
|
|
|
для каждой печи должны |
быть |
||||||||
WtOO |
1 |
|
исследованы возможные |
элек |
|||||||||
|
|
|
тротехнологические |
|
режимы |
||||||||
|
|
! |
|
|
|||||||||
4200 |
|
|
и выбраны значения с, соот |
||||||||||
|
1 |
|
|||||||||||
|
|
с |
ветствующие |
наилучшим |
ее |
||||||||
wooом |
! |
режимам |
|
на |
данном |
этапе |
|||||||
|
|
развития производства. Зна |
|||||||||||
Рис. 6-6. Зависимость |
удельного |
расхода |
чения с, приведенные в табл. |
||||||||||
6-5, |
получены в |
результате |
|||||||||||
электроэнергии от |
коэффициента с |
таких |
исследований. |
При |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
изменении |
|
качества |
ших |
||||||
товых материалов, введении новых видов сырья, |
изменения кон |
|||
струкции печи должны быть проведены исследования |
по установлению |
|||
новых значений |
с, которые |
могут иметь место в этих случаях . |
Если |
|
по каким-либо |
причинам |
невозможно испытать новые виды |
сырья |
|
156
на одной из действующих печей (например, ввиду недостаточного ко
личества нового сырья), то для установления величины с на |
начальной |
|||||||||||||||||||||||||||
стадии |
исследования |
можно |
ограничиться |
|
проведением |
эксперимен |
||||||||||||||||||||||
тов на лабораторных печах небольшой мощности (100—300 кет). |
На |
|||||||||||||||||||||||||||
ряду с определением величины с, |
необходимо |
углублять |
эксперимен |
|||||||||||||||||||||||||
тальные и теоретические исследования процессов в ванне |
руднотерми |
|||||||||||||||||||||||||||
ческих печей, которые позволили бы уточнить методику |
выбора и |
|||||||||||||||||||||||||||
электрических |
и |
геометрических |
параметров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Ранее |
было |
указано, |
что |
|
п изменяется |
от |
0,25 |
(М. |
Моркрамер, |
||||||||||||||||||
М. Келли, Г. Циммер и др.) до 0,33 |
(А. С. Микулинский, |
Г. Ф. |
Пла |
|||||||||||||||||||||||||
тонов, М. Гро и др.). |
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Значение |
величины |
зависит |
от |
того, по какому пути протекает |
|||||||||||||||||||||||
ток |
от |
электрода |
к |
|
нулю |
печи |
(к |
подине) — по |
цилиндрическому, |
|||||||||||||||||||
являющемуся |
|
|
продолжением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
электрода, или по полусфери |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ческому, |
определяемому |
полу |
по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
сферой, |
|
образуемой |
|
поверх |
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ностью |
|
электрода. |
|
В |
первом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
случае |
п |
оказывается |
равным |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
0,33, |
а |
во |
втором |
0,25. |
К |
сожа |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
лению, |
до настоящего |
времени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
нет |
достоверных |
методов |
иссле |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
дования |
путей |
тока |
|
в |
ванне |
ВО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
/ |
|
|
|||||||||
печи, |
в |
связи |
с чем оценить |
ве |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
2 |
|
|
||||||||||
личину |
п |
можно |
сопоставлением |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
экспериментальных |
|
|
зависимо |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
стей |
полезного |
напряжения |
от |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
полезной |
мощности |
с |
|
расчетной |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
величиной |
|
U„ = сРп, |
меняя |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
W |
|
50 |
|
60Мв-а |
||||||||||||||
п в |
пределах |
0,25 |
— 0,33 |
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
заданном |
с и Ри. |
|
Из |
рис. 6-7 |
|
Рис. 6-7. |
Зависимость |
Un |
= |
/ |
(S) |
|||||||||||||||||
видно |
достаточно |
|
|
хорошее |
|
|
/ — эксперимент; |
2 — расчет |
|
|
||||||||||||||||||
совпадение |
экспериментальных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
и расчетных данных д л я полез |
|
(п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ного |
напряжения |
карбидных |
|
печей |
|
0,33). |
Н и ж е |
будет |
пока- |
|||||||||||||||||||
зано, |
что |
изменение |
п |
в |
пределах |
0,25 |
|
0,33 |
|
незначительно |
влия |
|||||||||||||||||
ет |
на |
|
величину |
фазного |
|
напряжения |
электропечных |
трансформа |
||||||||||||||||||||
торов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Изменения реактивных и активных сопротивлений руднотерми |
|||||||||||||||||||||||||||
ческих |
печей |
в процессе |
их |
работы |
незначительны |
(до |
+ |
10%). |
Это |
|||||||||||||||||||
и понятно, так как величина х может изменяться |
в основном за |
счет |
||||||||||||||||||||||||||
изменения положения |
электрода |
в |
ванне |
печи |
(изменяется |
реактив |
||||||||||||||||||||||
ность |
ванны), |
а |
величина |
г — в |
основном |
за |
счет |
изменения |
сопро |
|||||||||||||||||||
тивлений |
в контактных |
щеках . |
При |
этом |
естественно предполагается, |
|||||||||||||||||||||||
что |
система |
линейных |
токов |
остается |
симметричной |
или |
близкой |
|||||||||||||||||||||
к симметричной, что, как правило, |
имеет |
место при |
работе |
|
рудно |
|||||||||||||||||||||||
термических |
печей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Практический интерес представляет оценка влияния |
|
возможных |
|||||||||||||||||||||||||
колебаний значений с, n, |
х |
и г |
на величину фазных |
напряжений |
|
элек- |
||||||||||||||||||||||
157
тропечных трансформаторов. На рис. |
6-8 приведено |
значение измене |
|||
ния |
U* = U^:U6 (где U6 — базисное |
напряжение) |
в |
зависимости |
от |
с*, |
n*, X* и г* (в относительных единицах). Из кривых |
видно, что |
наи |
||
большее влияние оказывает изменение величины с. Это объясняется
тем, что изменение с пропорционально изменению величины |
полезного |
н а п р я ж е н и я . При изменении с на ± 10% [ / ф изменяется на + |
(5-=-6)%. |
При изменении х на ± 10% ІІф изменяется на ± 2% . Изменение ве личины г в широких пределах практически не оказывает влияние на величину £/ф, что объясняется незначительной величиной г по срав
нению с X. Изменение величины |
п в пределах 0,25 — 0,33 приводит |
к изменению величины (Уф на ± |
3%. |
Незначительное влияние величины п на £/ф можно объяснить сле дующим образом: изменение п связано, как было указано выше, с токораспределением внутри ванны печи, а следовательно, и с величиной
реактивного сопротивления ванны печи. |
|
|
|
||||
Суммарное |
|
реактивное |
сопротивление печной |
установки |
изме |
||
няется |
незначительно в зависимости от формы пути тока от |
элек |
|||||
трода к |
подине. |
|
|
|
|
|
|
Если |
в формулу (6-39) |
подставить максимальные |
изменения |
вели |
|||
чин с, X и г, обеспечивающие максимальные значения изменений ве |
|||||||
личины |
С/ф, |
то |
получим, |
что максимальные возможные |
изменения |
||
величины 0'ф |
в |
процессе работы руднотермических |
печей |
составляют |
|||
± 10%. Эта величина изменения £/ф должна лечь в основу выбора диапазона постоянной мощности печного трансформатора, целесооб разного с точки зрения сохранения производительности печи при ко лебаниях технологических параметров (качества шихтовых материа лов, их грануляции и др.).
Расчетные значения |
с/ф , представленные на рис. 6-4, дают |
средние |
||
значения |
фазных |
напряжений электропечных трансформаторов, так |
||
как они |
получены |
на |
основании средних значений с, х и г. |
Поэтому |
для выбора диапазона постоянной мощности необходимо полученные средние значения напряжения увеличить на 10%, т. е. принять ве
личину номинального напряжения трансформатора |
UH |
= |
1,1 £/ф . |
При заданной мощности S ток на этой ступени напряжения |
должен |
||
быть соответственно уменьшен на 10% и будет равен |
0,9 |
/ н . |
|
Нижним пределом диапазона постоянной мощности будет ступень
0,9 L/ф, на которой ток |
будет равен |
1,1 / н . |
|
|
Полученные выше |
результаты |
позволяют |
внести |
определенную |
ясность в вопрос о закономерности |
изменения |
полезного |
напряжения |
|
с ростом мощности руднотермических печей. Дискуссия по этому во
просу между А. С. Микулинским и Я . С. Щедровицким |
была опубли |
||
кована в ж у р н а л е «Электричество» |
[91 ] и продолжена |
впоследствии |
|
в соответствующих книгах вышеуказанных авторов |
[76, 77] . Основ |
||
ной смысл этой дискуссии сводится |
к следующему: |
Я . С. Щедровиц- |
|
кий утверждает, что с ростом мощности величина полезного напряже ния руднотермических печей остается постоянной или меняется не существенно и может быть положена в основу расчета печей, в то время как А. С. Микулинский считает что с ростом мощности величина по лезного напряжения возрастает.
158
Рис. 6-8. |
Зависимость напряжения |
на |
трансформаторе от |
величин |
с*, X* и |
г* (а); зависимость напряжения |
на трансформаторе |
от вели |
|
|
чины п* |
(б) |
|
|
159
Н ам представляется, что изложенная выше методика расчета элек трических характеристик руднотермических печей позволяет дать ответ на вопрос о характере изменения полезного напряжения с рос том мощности.
На рис. 6-9 приведены результаты расчетов фазных и полезных напряжений для широкого класса руднотермических печей. Из этих кривых можно сделать следующие выводы.
1. Величина ІІф растет быстрее, чем величина Un, причем разница между фазным и полезным напряжением для данной мощности тем
больше, чем |
меньше удельное сопротивление шихтовых |
материалов, |
т. е. она больше для печей, работающих при более низких |
вторичных |
|
напряжениях |
и больших токах. |
|
2. Характер изменения величины полезного напряжения с ростом
мощности неодинаковый для руднотермических печей, производящих |
||
различные продукты. Величина Un |
растет с увеличением |
мощности |
для печей с большим удельным сопротивлением шихтовых |
материалов |
|
(желтый фосфор, карбид кальция, |
ферросилиций и др.). |
При этом, |
чем больше величина с (при одном том же значении я), тем больше
растет |
величина |
Uu |
в зависимости от S. Обычно для таких печей п |
= |
|
= ; 0,33. |
В них рост |
полезной мощности происходит как за счет увели |
|||
чения тока, |
так |
и за |
счет роста полезного напряжения . |
|
|
Величина |
Un |
растет весьма медленно и практически остается |
не |
||
изменной с ростом мощности для руднотермических печей с низким значением удельного сопротивления шихтовых материалов (силико
марганец, |
ферромарганец, силумин |
и др.). Обычно для |
таких печей |
п = 0,25 |
н - 0,28. В них увеличение |
мощности происходит |
в основном |
за счет роста тока. А так как с увеличением мощности величина ре
активного |
сопротивления печной установки, как было |
показано в |
|
гл. 3, остается практически без изменений, то для печей |
последнего |
||
типа значение cos ер значительно ниже, |
чем для печей первого типа, |
||
что следует |
из выражения |
подтверждается |
|
расчетом и |
практикой работы мощных |
руднотермических |
печей. |
Результаты вышеприведенных расчетов позволяют сделать весьма важные практические выводы: установить предельные мощности руд нотермических трехэлектродных печей при заданном (допустимом) значении коэффициента мощности.
Величины предельных мощностей для печей, не требующих компен
сации реактивной мощности (5П . к ) , и печей, |
требующих |
компенсации |
|||||||
реактивной мощности Sn , |
приведены в табл. |
6-4 для заданных значе |
|||||||
ний |
cos |
ф. |
|
|
|
|
|
|
|
Необходимо |
отметить, |
что согласно «Руководящим |
указаниям |
по |
|||||
повышению |
cos |
ф в установках потребителей электрической |
энергии» |
||||||
для |
вновь |
создаваемых |
руднотермических |
печей cos ф = 0,92. |
При |
||||
этом |
значении |
cos ф должны быть определены допустимые |
мощности |
||||||
трехэлектродных мощных руднотермических |
печей. |
|
|
|
|||||
К а к |
видно |
из табл. 6-4 для большого класса печей эти мощности |
|||||||
весьма |
низкие. |
Поэтому |
для создания мощных руднотермических |
пе~ |
|||||
160