Проект термического участка мощностью 900 т/год в условиях АО Завод РГТО

Е_э=

=4×66,15×2622,7=693966,42 кВт·час

Расчет потребности в электроэнергии камерной печи СНО – 8.16.5/10И₂ для нагрева под закалку. Мощность электропечи принимается по ее паспорту N_y=82кВт. Коэффициент K_N принимается равным 0,6; коэффициент K_W =1,05.

R_n.э.=80×0,6×1,05=50,4 кВт

Общая годовая потребность  в технологической электроэнергии в камерной  электропечи СНО  – 8.16.5/10И₂ определяется по формуле:

Е_э=

=2×50,4×2622,7=264368,16 кВт·час

Расчет потребности в электроэнергии камерной печи СНО – 8.16.5/10И₂ для нагрева под   отпуск.

Мощность электропечи принимается  по ее паспорту N_y=82кВт. Коэффициент K_N принимается равным 0,6; коэффициент K_W =1,05.

Общая годовая потребность в  технологической электроэнергии в  камерной  электропечи СНО – 8.16.5/10И₂ определяется по формуле:

Е_э=

=2×50,4×2377,6=239662,08

Расчет потребности в силовой  электроэнергии для кран-балки Q=1т.

Принимаем в расчете  одну кран-балку Q=1т. Тогда  годовая  потребность в силовой электроэнергии для кран-балки:

 

где N_y – суммарная установленная мощность электродвигателей единицы оборудования каждого типа, кВт;

К_вр – средний коэффициент загрузки электродвигателей по времени;

К_од– средний коэффициент одновременности работы электродвигателей;

ŋ_М – средний к.п.д. электродвигателей;

 

R_nэ=(4×0,5×0,5×0,4×1,05)/0,45=0,94 кВт·час

Е_э=

=0,94×5490=5124 кВт·час

Расчет потребности в силовой электроэнергии для тележки мощностью N=2 кВт.

R_nэ=(2×0,6×0,5×1×1,05)/0,8=0,8 кВт·час

Общая годовая потребность  в силовой электроэнергии:

Е_э=

=2×(0,8×5490)=8784 кВт·час

 

 

Годовая  потребность в электроэнергии на освещение помещений проектируемого цеха определяется по формуле

 

Е_э.о=

,

где Е_э.о  - годовая потребность в электроэнергии на освещение всех помещений цеха, кВт-час;

z – количество помещений цеха;

R_z - средний расход электроэнергии на освещение 1м² площади помещения z-го вида в течение 1 часа;

К_оd – коэффициент одновременности горения ламп;

F_z – площадь помещения z-го вида;

T_г - продолжительность горения электроламп в году,ч.

В рассчетах используются нормативы, приведенные в таблице 

 

Таблица 3.4 – Нормативы для расчета потребности в электроэнергии на освещение

Наименование помещений	Rz	Коd	Tг – при числе рабочих смен в сутки
			1	2
Производственные Бытовые	0,015 0,01	0,8 0,7	800 800	2500 2500

 

Годовая потребность  в электроэнергии на освещение производственных помещений составляет:

Е_{э.о(вспомогат)}=0,015×0,8×351×2500=10530кВт·час

 

Годовая потребность  в электроэнергии на освещение вспомогательных (бытовых) помещений составляет:

Е_{э.о(вспомогат)}=0,01×0,7×(87,75+31,25)×2500=2082,5кВт·час

 

Годовая потребность  в электроэнергии на освещение всего  помещения проектируемого цеха:

Е_э.о=10530+2082,5=12612,5кВт·час

Таблица 3.5 – Расчет потребности в технологической и силовой электроэнергии

Наименование оборудования	Потребное количество часов  работы	Установ-ленная мощность кВт		Расход электроэнергии за 1 час работы, кВт·ч		Общий расход электроэнергии, кВт·час
		Электо-нагревателей	Электродвигателей	Технологической	Силовой	Технологической	Силовой
1	2	3	4	5	6	7	8
Камерная электрическая  печь СНО-8.16.5/10И2 для нагрева под закалку	6859,25	82	-	50,4	-	264368,16	-
Камерная электрическая печь СНО-8.16.5/10И2 для нагрева под отпуск	7263,21	82	-	50,4	-	239662,08	-
Шахтная печь Ц-105А для нагрева  под закалку	11852,07	105	-	66,15	-	629112,96	-
Шахтная печь Ц-105А для нагрева  под отпуск	135693,22	105	-	66,15		693966,42	-
Универсальный станок для закалки ТВЧ	5490	-	-	-	-	-	-
Манипулятор	5490		2	-	0,656	-	18007
Кран-балка	5490		8	-	1,87	-	20532,6
Электротележка	5490		5	-	0,8	-	44963,1

Продожение таблицы 3.5

Подъемный кран	5490		1	-	0,22	-	8784
Итого:						1828569,5

 

3.5.2 Расчет потребности в энергоносителях других видов

 

Годовая потребность  в воде и других энергоносителях  определяется по укрупненным нормам расхода, которые устанавливаются  обычно на единицу массы обрабатываемых изделий или на 1 час работы оборудования.

Расход воды в закалочных и промывных баках, маслоохладителях на 1 т изделий, м³:

- для охлаждения змеевиков  в масляных баках 11м³/т, тогда при 900 т изделий, м³:

11×900=9900 м³

- для промывки в  баках – 0,3 м³/т, тогда при 900 т изделий:

0,3×900=270 м³

 

Расход воды (в м³) на 1 ч работы

Расход воды на хозяйственно-бытовые  нужды 0,1м³ на одного человека в смену. В смену работает 10 человек, значит расход воды равен 10×0,1=1м³.

 

3.5.3 Расчет расхода вспомогательных технологических материалов

 

На термическую обработку расходуются следующие технологические материалы: масло для закалки(2% к весу обрабатываемой продукции).

Тогда потребное годовое  количество масла для закалки  изделий:

М=2%×900=18тонн

Результаты расчетов потребности в топливно-энергетических ресурсах сводятся в таблицу 3.6

Таблица 3.6 – Сводная ведомость годовой потребности в топливно-энергетических ресурсах

Наименование ресурсов	Единица измерения	Средняя норма расхода	Годовая потребность	Оптовая цена единицы  ресурса, тенге	Сумма, тенге
1.Электроэнергия
технологическая	кВт×ч	346	1828569,5	3,54	6473136,03
силовая	кВт×ч	4,496	712275,7	3,54	2521455,978
осветительная	кВт×ч	-	52018	3,54	184143,72
Итого	кВт×ч	-	2592863,2	-

Продолжение таблицы 3.6

2.Вода
на производственные нужды	м3	-	14820	41,53
на хозяйственные нужды	м3	1	260	41,53
3.Вспомогательные материалы «Масло индустриальное»	кг	-	18000	51,7

 

3.6 Расчет шахтной печи

 

3.6.1 Выбор электронагревателей для печи и расчет электроэнергии

 

 В зависимости от  температуры в рабочем пространстве печи применяют соответствующие нагреватели: до 1100ºС преимущественно применяют нагреватели из хромоникелевых сплавов. Для более высоких температур (до 1300ºС), например для нагрева под закалку быстрорежущих сталей, используют керамические нагреватели; до 600ºС применяют трубчатые нагреватели, представляющие собой экранированный нагреватель из хромоникелевых сплавов. В вакуумных печах в качестве нагревателя используют графитовую ткань.

Большинство термических  печей имеют нагреватели из нихрома- сплава никеля и хрома. Нагреватели изготовляют из проволоки или ленты. Нагреватель из проволоки может быть изготовлен в виде спирали или зигзага.

В данной работе использован  нагреватель в виде спирали.

Улучшенный сплав Х20Н80Н  с содержанием 20% хрома и 80% никеля применяется для изготовления нагревателей работающих до 1150ºС.

Для удешевления нихромов часть никеля заменяют железом. Сплав  Х15Н60 содержит 25% железа и применяется  для работы при 950-1000ºС. В нашем  случае, так как температура закалки 790-820ºС, целесообразно использовать нагреватели из сплава Х15Н60.

Из справочных данных определяем его электропроводность:

ρ₀=1,24× 10^-6 Ом×м и степень черноты ε=0,78 при максимальной рабочей температуре 900ºС.

Печь питается от сети 380В, имеет две зоны. Электронагреватели подключены по схеме «звезда».

 

3.6.2  Расчет электроэнергии

 

 Расчет электроэнергии  начинаем с того, что определяем  удельную поверхностную мощность  идеального проводника по формуле:

W_H=

 

Удельная поверхностная  мощность при поправочном коэффициенте для проволочного спирального нагревателя 0,32 определяется по формуле:

W=0,32×29=9,28Вт/м².

Расчетная мощность на одну фазу первой зоны определяется:

Р`=

Расчет напряжения на одну фазу (при соединении резисторов звездой):

U`=380×√3=220В.

Диаметр проволочного нагревателя  вычисляем по формуле:

D`=7400 =7400× =5мм.

Площадь поперечного сечения провода  определяем:

S`=ПR²/4=3,14×25/4=19,625мм².

Сопротивление нагревателя, подключенного к одной фазе определяется:

R`= U<sup>2</sup>/Р`×10³=220²/11700=4 Ом.

Необходимая длина нагревателя, подключаемого  к одной фазе определяем:

L`=R×S/ρ₀=4×19,625×10^-6/1,24×10^-6=63м.

Поверхность нагревателя одной  фазы определяем по формуле:

τ_ср`=1,75×3000=5250 часов.

Массу нагревателей определяем по формуле:

m´= ρ_мат×V=8200×10^-6×19,625×63=10 кг.

Расчетная мощность на одну фазу второй зоны определяется:

Р´´=Р/3=70/3=23,3кВт.

Расчет напряжения на одну фазу второй зоны (при соединении резисторов звездой) определяем:

U´´=380×√3=220В.

Диаметр проволочного нагревателя  вычисляем по формуле:

D´`=7400 =7400× =7мм.

Площадь поперечного  сечения провода определяем:

S´´= ПR²/4=3,14×49/4=38,5мм².

Сопротивление нагревателя, подключенного к одной фазе определяется:

R´´= U²/Р`×10³=220²/23300=2Ом.

Необходимая длина нагревателя, подключаемого к одной фазе определяется:

L`=R×S/ρ₀=2×38,5×10^-6/1,24×10^-6=62м.

Поверхность нагревателя  одной фазы определяем:

F´´_пов=Пdl=3,14×0,007×62=1,4м².

Срок службы электронагревателей определяем по формуле:

τ_ср´´=1,75×3000=5250часов.

Массу нагревателей определяем по формуле:

m´´= ρ_мат×V=8200×38,5×62=19,5кг.

 

3.6.3 Тепловой расчет

 

Целью теплового расчета  электрической печи обычно служит определение  ее потребной и установленной мощности, а также определение ее тепловых параметров, в том числе удельного расхода электроэнергии, теплового к.п.д. и времени разогрева печи.

Если установленная  мощность печи известна, то в результате теплового расчета определяются возможная производительность и тепловые параметры печи.

Основное содержание теплового расчета определяются возможная производительность и  тепловые параметры печи.