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/см2. Сечение керна можно определить по формуле:

где I – номинальная сила тока, А; ∆і – оптимальная плотность тока, А/см2; S –

сечение керна, см2.

/ΔS I i

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/см2. Для определения длины керна используется формула:

где L –длина керна, см; W – мощность трансформатора, Вт; w – удельная поверхностная плотность мощности на керне, Вт/см2; А – периметр керна, см.

/ ( ),L W wA

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, кВт; Q – годовая производительность, т; q – удельный расход электроэнергии, кВт ч/т; ∙

cos φ – коэффициент мощности; КВ – коэффициент использования времени

трансформатора; КМ – коэффициент использования мощности

трансформатора; 8760 – число часов в году.

В М8760cos К КQ q

W

Расчет мощности трансформатора

КВ для печей графитации составляет 0,9–0,95. Средневзвешенный cos φ за кампанию (один

цикл) составляет 0,70–0,75. Коэффициент времени (КВ) рассчитывается по формуле:

где ТТ – время нахождения трансформатора под напряжением; ТК – календарное время;

ТП.П – время, затраченное на переключение печи; ТР – время профилактического ремонта

трансформатора и короткой сети.

В Т К К П.П Р КК = / =( - - )/T Т Т Т Т Т

Расчет мощности трансформатора

Коэффициент использования мощности трансформатора (КМ) определяется по формуле:

где Wн – номинальная мощность источника тока, кВт; Wcр – средняя мощность, подведенная к печи, кВт. Среднюю мощность источника тока Wcр 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.

М н срК /W W