Анализ эффективности использования электроэнергии в электротермических установках

УДК 621.3

Анализ эффективности использования электроэнергии в электротермических

установках

Воробей А. М.

Научный руководитель СОНЧИК Л. И., кандидат технических наук, доцент

С ростом масштабов производства промышленной продукции все более актуальной является проблема эффективного использования электроэнергии. Одним из возможных путей решения этой проблемы является анализ причин, влияющих на увеличение потерь электрической энергии в электролизных и электротермических установках, и разработка на этой основе организационно-технических мероприятий с целью оптимизации показателей технологического процесса обработки материалов.

Эффективность использования электроэнергии в электротермических установках зависит от соблюдения параметров технологического процесса.

Потери электрической энергии в плавильных и термических электроустановках вследствие частичной загрузки печи в соответствии с технологической картой рассчитывается по формуле:

 кВт∙ч, где  - удельный расход электрической энергии на плавку металла при частичной загрузке печи, кВт∙ч/т;  - директивный удельный расход электрической энергии на плавку металла при полной загрузке печи, кВт∙ч/т, принимается по паспортным данным или из опыта эксплуатации печи;  - емкость печи, т, принимается по паспортным данным;  - коэффициент загрузки печи.

Удельный расход электрической энергии на плавку металла при частичной загрузке печи рассчитывается по формуле:

 кВт∙ч/т, где  - электрическая энергия, потребляемая печью за время плавки при частичной загрузке печи, кВт∙ч, принимаемая по показаниям приборов;  - масса расплавляемого металла при частичной загрузке печи, т.

Коэффициент загрузки печи рассчитывается по формуле:

.

Потери электрической энергии в плавильных и электротермических электроустановках вследствие отсутствия автоматического регулирования режима работы печи рассчитывается по формуле:

 кВт∙ч, где  - фактический расход электрической энергии на плавку металла, кВт∙ч, принимается по показаниям приборов;  - директивный расход электрической энергии на плавку (нагрев) металла, кВт∙ч, принимается по паспортным данным печи.

Потери электрической энергии вследствие использования неэкономических термических печей вместо индукционных установок рассчитываются по формуле:

 кВт∙ч, где  - удельный расход энергии на нагрев металла в термической установке, кВт∙ч/кг, принимается из опыта эксплуатации установки, справочных материалов;  - удельный расход электрической энергии на нагрев металла в индукционной установке, кВт∙ч/кг, принимается исходя из опыта эксплуатации установки, справочных материалов;  - масса нагреваемого металла, кг.

Потери электрической энергии вследствие использования неэффективных теплоизоляционных материалов для изоляции плавильных печей рассчитываются по формуле:

 кВт∙ч, где  - среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности неэффективного теплоизолятора, Вт/(м∙°С);  - среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности эффективного теплоизолятора, Вт/(м∙°С);  - площадь поверхности теплоизоляционного слоя, , принимается по паспортным данным установки;  - температура внутренней поверхности теплоизоляционного слоя;  - температура внешней поверхности теплоизоляционного слоя;  - время работы установки при неизменной температуре внутренней поверхности теплоизоляционного слоя, ч.

Среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности эффективного (неэффективного) теплоизолятора рассчитывается по формуле:

где  - коэффициент теплопроводности теплоизолятора для внутренней поверхности теплоизоляционного слоя;  - коэффициент теплопроводности для внешней поверхности теплоизоляционного слоя, Вт/(м∙°С).

Коэффициент теплопроводности теплоизолятора для внутренней поверхности теплоизоляционного слоя рассчитывается по формуле:

где  - коэффициенты, принимаемые по справочным данным;  - температура внутренней поверхности теплоизоляционного слоя.

Коэффициент теплопроводности для внешней поверхности теплоизоляционного слоя рассчитывается аналогично с учетом температуры внешней поверхности теплоизоляционного слоя.

Литература

1.  Кривандин В.А., Макаров Б.Л. Металлургические печи. – М.: Металлургия, 1977.

2.  ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.