Определение мощности трансформатора и электрических параметров печи

3.1 Определение мощности трансформатора и электрических параметров печи

Расчет рудовосстановительных печей ведут обычно по заданной мощности, но иногда ее надо определить. Исходными данными для это­го служат требуемая производительность и удельный расход электри­ческой анергии на I т продукта. Последний не является величиной строго постоянной и колеблется в зависимости от качества шихтовых материалов и размеров печи. Для расчета принимающий, высший удельный расход энергии, что позволяет иметь запас для увеличения произво­дительности.

Эти исходные данные необходимы для определения годового пот­ребления активной электроэнергии ( W ,квт.ч) на одной РВН

  (2.1)

где WyдG - удельный расход электроэнергии, квт.ч/т;

G- - годовая производительность печи, т Активная мощность (Ра, кВт) проектируемой печи

  (2.2)

где - коэффициент, учитывающий время на планово-предупредительные работы ~0,985;

- то же, на средний ремонт, ~ 0,98;

- то же, на капитальный ремонт, ~ 0,96;

- коэффициент использования установленной мощности~0,95; 365x24 - число календарных часов в году.

Полезная мощность (Рпод., кВт), выделяемая электрическим током в сопротивлении ванны

(2.3)

Анализ баланса мощности действующих ферросплавных печей не­прерывного действия дает следующие значения электрического к.п.д»
()

 а) бесшлаковые процессы

0,83-0,86 - для печи с открытой ванной,

0,87~0,90 - для печи с закрытой ванной при мощности10-30 МВА, 0,90-0,"2 - для печи с закрытой ванной при мощности 60-75 МВА; б)шлаковые процессы

0,90-0,92 - для печи с круглой ванной,

0,08 -для печи с прямоугольной ванной.

Электрический к.п.д. ферросплавных печей периодического дей­ствия составляет 0,87-0,95.
Полезная мощность на один электрод (Рпол.фкВт)

(2.4) где n - число электродов, выбираемых по минимальным затратам.

 Тенденция дальнейшего увеличения производства ферросплавов и других продуктов рудовосстановительных печей неизбежно приве­дет к росту единичных мощностей печных установок. Однако темпы этого роста и выбор типа установки для любого конкретного пред­приятия связаны со стремлением снизить капитальные и эксплуатаци­онные затраты на тонну ферросплавов, обеспечить приемлемые условия труда и непрерывность работы печей и цеха. Такой выбор основывается на технико-экономической оценке показателей электропечей. Например, из установленной зависимости удельных приведенных зат­рат от мощности печи и количества электродов (n) следует, что:

- в диапазоне до 60-80 МВА неоспоримые преимущества имеет трехэлектродная печь (n=3) благодаря простоте конструкции и обслу­живания;
- шестиэлектродная печь (n =6) может успешно применяться в диапазоне мощностей 60-100 МВА;

- при более высоких значениях мощности значительными преимуществ­
вами обладает двенадцатиэлектродная кольцевая печь (n =12).

Общепринятой методики выбора электрических параметров ферро сплавной печи не разработано и их выбирают, исходя из принципа по­добия параметров, характерного для хорошо работающих "образцовых" печей, некоторые эксплуатационные показатели которых приведены в таблице I.

Таблица I.

Эксплутационные показатели «образцовых» ферросплавных печей  

Исходя из принципа сходимости с практическими данными наи­более рационален метод А.С.Микулинского, согласно которому полез­ное фазовое напряжение (Uпол.ф,В) равно:

где м и с - постоянные коэффициенты, характеризующие определенный тип процесса.

Коэффициент характеризует распределение мощности в ванне печи в зависимости от вида процесса. Для бесшлаковых процессов с преобладающим объемным распределением энергии, значение т следу­ет принимать рапным 0,33, а для многошлакоиых (шлаковых) процес­сов с преобладанием распределении мощности по поверхности м =0,25.

Значения коэффициента С, определенные статистической отрабо­ткой показателей действующих печей и зависимые от вида выплавляемого продукта, приведены в табл.1.

Ток (рабочий) в электроде (кА)

(2.6)

Номинальная мощность печи  (кВА) равна:  

  (2.7)

где - коэффициент мощности (табл.1). При выборе значения  необходимо иметь в виду следующее. С ростом мощностей рудовосстановительных печей увеличение тока значительно опережает рост рабочих вторичных напряжений. При этом резко возрастает индуктивная составляющая падения напряжения, а следовательно, понижается печной установки. Для обеспечения высоких электротех­нических показателей на печах мощностью свыше 16,5 MB.А применя­ют установки поперечной и продольной емкостной компенсации реак­тивной мощности (УПК),которые позволяют поднять значение  до 0,9-0,96.

Номинальную мощность трансформатора Sтp (кВА) принимают из соотношения

Sтp- (1,2S' (2.8)

Превышение Sтp над S' вызвано необходимостью иметь ре­зерв мощности, осваиваемый после длительного периода эксплуатации расчет улучшения технологического процесса, подбора новых шихто­вых материалов и др.

Номинальная мощность трансформатора, определенная по формуле (2.8) сравнивается с принятым в СССР размерным рядом мощностей рудовосстановительных печей: 2,5;3,5; 4,5; 7,5; 10,5; 16г6;24,0; 33,0; 43,0; 63,0; 72,0; 100,0; 150,0; 250,0; 400,0; МВ.А. При этом принимается ближайшая мощность трансформатора ( Sтp ).

Линейное рабочее напряжение (uл ,В) в точке соединения паке­та короткой сети с выводами печного трансформатора равно:

 (2.9)

где К- поправочный коэффициент, учитывающий схему соединения вторичных обмоток трансформатора. Если обмотки соединены го схеме треугольник, , по схеме звезды К=, по однофазной схеме (когда обмотки трансформатора независимости друг от друг K=2.

Для выбора ступеней напряжения трансформатора принимают ин­тервал вторичных линейных напряжений (В):
от низшего   (2.10)

до высшего (2.11)

Перепад напряжений между ступенями равен, В:

(2.12)

Номинальный ток во вторичной обмотке печного трансформатора,

1ном (кА)

 (2.13)