Порядок расчета графитировочных печей

1. Порядок расчета графитировочных печей Лекция №12

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Расчет мощности трансформатора • W– мощность трансформатора, кВт; • Q – годовая производительность, т; • q – удельный расход электроэнергии, кВт∙ч/т; cosφ – коэффициент мощности; • КВ – коэффициент использования времени трансформатора; • КМ – коэффициент использования мощности трансформатора; 8760 – число часов в году.

9. Расчет мощности трансформатора • КВ для печей графитации составляет 0,9–0,95. • Средневзвешенный cosφ 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.

10. 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.