ПОРЯДОК РАСЧЕТА ГРАФИТИРОВОЧНЫХ ПЕЧЕЙ Лекция 12

Расчет размеров печей Основная задача расчетов заключается в определении конструктивных размеров печи и мощности источника тока. Расчет печи начинают с определения оптимальных размеров керна, потому что от его размеров (сечения и длины) зависят параметры всей печной установки. Размеры керна определяются параметрами источника тока, питающего печную установку.

Размеры керна Расчет оптимальных размеров керна, а следовательно и конструктивных размеров печи в условиях действующего завода значительно труднее, т. к. электроды, поступающие в печь для графитации, – непостоянной длины. Длина электродов определяет ширину керна, и не всегда удается за счет изменения высоты керна сохранить постоянство его сечения.

Определение сечения керна Опыт эксплуатации печей показывает, что рациональная плотность тока на керне должна составлять 1,6–2,0 А/см 2. Сечение керна можно определить по формуле: где I – номинальная сила тока, А; і – оптимальная плотность тока, А/см 2 ; S – сечение керна, см 2.

Определение длины керна Для выполнения процесса графитации должно выделяться такое количество, которое может обеспечить подъем температуры до 3000 °С. чтобы определить требуемую мощность, необходимо иметь показатель, который выражал бы оптимальную удельную мощность на единицу объема или поверхность керна. Таким показателем рационально выбрать оптимальную удельную поверхностную плотность мощности w.

Определение длины керна Исходя из опыта отечественной и мировой практики графитации электродов, оптимальной является W = 5÷6 Вт/см 2. Для определения длины керна используется формула: где L –длина керна, см; W – мощность трансформатора, Вт; w – удельная поверхностная плотность мощности на керне, Вт/см 2 ; А – периметр керна, см.

Расчет мощности трансформатора Используются два подхода к расчету оптимальной мощности трансформатора для графитировочной установки: 1) когда необходимо запроектировать мощность трансформатора для заданной производительности печи; 2) когда необходимо эффективно использовать установленную мощность трансформатора существующей графитировочной установки.

Расчет мощности трансформатора W – мощность трансформатора, к Вт; Q – годовая производительность, т; q – удельный расход электроэнергии, кВт ч/т; cos φ – коэффициент мощности; К В – коэффициент использования времени трансформатора; К М – коэффициент использования мощности трансформатора; 8760 – число часов в году.

Расчет мощности трансформатора К В для печей графитации составляет 0,9–0,95. Средневзвешенный cos φ за кампанию (один цикл) составляет 0,70–0,75. Коэффициент времени (К В ) рассчитывается по формуле: где Т Т – время нахождения трансформатора под напряжением; Т К – календарное время; Т П.П – время, затраченное на переключение печи; Т Р – время профилактического ремонта трансформатора и короткой сети.

Расчет мощности трансформатора Коэффициент использования мощности трансформатора (К М ) определяется по формуле: где W н – номинальная мощность источника тока, к Вт; W cр – средняя мощность, подведенная к печи, к Вт. Среднюю мощность источника тока W cр можно определить двумя методами: расчетным и графическим. Из опыта эксплуатации печей мощностью до 8 МВт коэффициент мощности составляет 0,5–0,6, а для печей мощности 30 МВТ и выше –0,20–0,30.