Розрахунок печі опору непрямої дії

   l₁ – відстань від внутрішньої кладки до нагрівачів, м;

   b – ширина стрічки нагрівача, мм;

L_н= 0,75+1-4×0,05-4×20×10^-3=1,47 м.

Розрахунок розташування нагрівачів на боковій поверхні внутрішньої камери печі:

а) висота печі, що приходиться  на одну фазо-гілку нагрівачів:

,

де Н_ф-г - висота печі, що приходиться на одну фазо-гілку нагрівачів, м;

  H_в - висота пакету, м;

    n_с – кількість секцій;

   n_ф – кількість фаз електромережі, яка живить

  м.

б) розмір зигзагу по висоті:

Н_з=Н_ф-г-DН,

де Н_з – висота зигзагу, м;

   DН – конструктивний проміжок між зигзагами сусідніх фазо-гілок, який приймається 0,1...0,15 см:

Н_з=0,1-0,001=0,099 м

Визначення куту нахилу прямолінійної ділянки зигзагу  до горизонту:

,

де L_н - конструкційна довжина секції зигзагу в одній фазо-гілці, м;

   L_ф-г - довжина стрічки на фазо-гілці, м

Звідки b=89,1°.                                                                                                        

Визначення кількості періодів фазо-гілки зигзагу:

,

де n_з - кількість періодів фазо-гілки зигзагу;

  L_н - конструкційна довжина секції зигзагу в одній фазо-гілці, м;

  Н_з – висота зигзагу, м;

Приймаємо n_з=473.

Визначення кроку зигзагу:

 

де z_з - крок зигзагу, м;

  L_н - конструкційна довжина секції зигзагу в одній фазо-гілці, м;

  n_з - кількість періодів фазо-гілки зигзагу:

 м.

 

5 ВИБІР ПЕЧІ, ОПИС ПРИНЦИПУ  ЇЇ ДІЇ

 

5.1 Вибір печі 

Вибір здійснюється за наступними параметрами:

• встановлена потужність Р=48,793 кВт;
• температура нагріву τ_нагр=900 °С;
• розміри внутрішньої камери печі: висота Н_п=1,1 м;

ширина В_п=0,75 м;

довжина L_п=1 м.

Цим параметрам відповідає піч типу СШЗ-10.10/7 МЗ (шахтна з захисною оболонкою), габаритні розміри якої зображені на рисунку 5.1.

 

 

Рисунок 5.1 - Габаритні розміри печі СШЗ-10.10/7 МЗ

 

5.2 Технічні дані обраної печі

Встановлена потужність, кВт………………………………………………...85

Маса садки, т…………………………………………………………………..1,1

Номінальна температура, °С…………………………………………………700

Напруга мережі, яка живить, В………………………………………………380

Частота струму, Гц……………………………………………………………..50

Число фаз ………………………………………………………………………...3

Розміри робочого простору, мм:

      Діаметр……………………………………………………………...1000

          Висота……………………………………………………………….1000

Середовище у робочому просторі……………………………………....захисне

Гарантійний строк встановлюється один рік з дня вводу електропечі в експлуатацію.

5.3 Конструкція печі

  Основними елементами конструкції електропечей СШЗ являються кожух, футеровка, спіральні нагрівачі, кришка, футерована вогнестійкими цеглинами та теплоізоляційною засипкою, електромеханічні механізми підйому та повороту кришки. Кожух зварений з листової і профільної сталі. Футеровка виконана з вогнеопорних і теплоізоляційних цеглин. Нагрівачі – проволочні з сплава високого електричного опору, розміщені на внутрішній боковій поверхні футеровки. Місце роз’єму кришки з кожухом герметизується пісочним затвором. Циркуляція атмосфери здійснюється вентилятором. Постачання нагрівачів електроенергією здійснюється від мережі живлення змінного трифазного струму через тиристорні перетворювачі напруги.Контроль, регулювання і регестрація температури проходить автоматично за допомогою приладів теплового контроля на шкафах. Термообробка деталей в електропечі виконується в середовищі захисної атмосфери ендогаза з можливими добавками природного газу чи пропана. Для проведення термообробки деталей електропіч розігрівається до номінальної температури. При досягненні номінальної температури в робочому просторі зупиняється подача електроенергії на нагрівачі, підіймається кришка. За допомогою цехових підйомних засобів загрузка опускається в робочий простір, закривається кришка, подається електроенергія, йде розігрів виробів до заданої температури. Подальша термообробка виробів виконується по заданому технологічному процесу, регулювання температури – автоматичне та ручне.

 

 

6 РОЗРАХУНОК ОСВІТЛЕННЯ  МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ПЕЧІ

 

Для розрахунку освітлення використовуємо метод світлового потоку:

 

де  – світловий потік, Лм;

    К_з – коефіцієнт запасу, К_з =  1,5;

  Е_min – мінімальна освітленість по довіднику [2], Е_min = 300 лк;

  S – площа приміщення при довжині А=10 м та ширині В = 9 м :

S=A·B=10·9=90 м² ;

  z – коефіцієнт відмінності середнього освітлення від мінімального :

Приймаємо z = 1,15

     h - коефіцієнт використання світлового потоку.

Визначення індексу  приміщення:

де і – індекс приміщення

  А – довжина приміщення, м;

   В – ширина приміщення, м;

    h – розрахункова висота, м:

де Н – висота приміщення, м;

   h_p – висота робочої поверхні: h_p = 0,8 м;

    h_с – висота звісу світильників, м:

h_c =(0,2¸0,25)

h_c=0,2 м

 м.

Індекс приміщення:

За обраними значеннями вибираємо згідно з табл.3-1 [2] коефіцієнт використання світового потоку:

h=0,3 %

Вибираємо тип світильника РСП17, для якого використовується крива світлового потоку Г-3. З неї визначаємо:

λ=0,66

Тоді визначимо відстань між  світильниками:

L=0,66·7,4=4,884 м

Визначаємо кількість ламп:

 

Підставляєм отримані значення у формулу сумарного світлового потоку і маємо світловий потік одного світильника:

лм

Вибираємо лампи (дод. Г):

Лампа ДРЛ - 700, що має такі характеристики:

• Струм I=5,4 А;
• Потужність лампи P= 700 Вт;                    
• Світловий потік Ф=41 клм,
• Напруга на лампі U= 140 В;
• Діаметр внутрішньої колби 152 мм;
• Повна довжига лампи 357 мм;
• Тип цоколя Е40;
• Середній термін горіння 20 тис.год.

Умова перевірки на світловий  потік лампи :

0,9Ф_р,

Ф_л, 1,2Ф_р, ,

36900 < 41000 < 49200

Умова перевірки виконується.

Схематичне розміщення світильників у цеху зображено на рис. 6.1

 

Рисунок 6.1 – Схема  розміщення світильників

Перевірка вибору ламп і  місця їх розташування.

Скористаємося рисунком 6.1

Визначимо відстань від  точки О до світильника:

,

де d – відстань від точки О до світильника;

    а і b – відстанні між світильниками;

 м

Визначення мінімальної освітленості в точці О:

е_о =4·е,

де е_о – мінімальна освітленості в точці О, лк;

Знайдемо з рисунку 6.2 – освітленість е

Рисунок 6.2 – Просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості. Світильник РСП17

е =3,5 лк

е_о =4·3,5=14 лк

Перевірка освітленостей  в точці

Для цього необхідно розрахункове освітленість:

,

де Е_розр – розрахункове освітленість;

   Ф – світловий потік, Лм;

    μ – коефіцієнт неврахованої освітленості від решти джерел, μ=1,1;

    Σе_і – сумарне значення освітленості у відповідній точці;

   К_з – коефіцієнт запасу, К_з=1,5.

Тоді значення розрахункової освітленості в точці О дорівнює:

 лк

Виконаємо перевірку:

0,9

1,2

270<358,4<360

мова виконується.

Розрахунок реактивної та повної потужностей  ламп

       - активна потужність лампи дорівнює:

 

 Вт;

       - реативна потужність лампи дорівнює:

 

 ВАр. 

7 СХЕМА ЖИВЛЕННЯ ПЕЧІ

 

Рисунок 7.1 - Схема живлення печі

Призначення автоматичних вимикачів:

QF1 – відключає трансформатор струму і напруги при короткому замиканні;

QF2, QF3 – захищають кабельну лінію КЛ2 при короткому замиканні;

QF4 – захищає піч;

QF5 – захищає шафу управління;

QF6 – захищає двигун М1 (двигун висувного поду);

QF7 – захищає двигун М2 (двигун вентилятора);

КМ – силові контакти контактора.

 

 

 

8 ВИБІР МЕРЕЖІ ЖИВЛЕННЯ  ПЕЧІ

 

Параметри цехового трансформатора ТСЗ – 1000/10:

S_ТР=1000 кВА;

U_вн=10 кВ;

U_нн=0,4 кВ;

Р_Х=3 кВт;

Р_К=11,2 кВт;

U_К=5,5 %;

I =1,5 %.

 

8.1 Вибір високовольтної  мережі 

КЛ1

Визначення розрахункового струму КЛ1:

,

де І_{р_кл1} – розрахунковий струм у КЛ1, А;

   U₁ – напруга на лінії, кВ;

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл1}=50 мм² обираємо кабель АСБ -10-3 50 трьохжильний з алюмінієвими жилами, з бумажною пропитаною ізоляцією, з допустимим струмом І_{доп_кл1}=105 А (додаток В).

Перевірка вибраного кабелю на втрати напруги:

ΔU_кл1=

·І_{р_кл1}·L_кл1·(r_окл1·cosφ+x_окл1·sinφ)

де І_клі – розрахунковий струм, А;

  L_клі – довжина кабельної лінії, м;

    L_кл1=0,4 км

  r_оклі – активний опір, (Ом/км), який обчислюється за формулою:

,

де γ – питома провідність лінії, γ=32 для алюмінію.

Тоді значення активного  опору дорівнює:

 Ом/км

Приймаємо x_окл1=0,08 Ом/км. 

Підставивши відповідні значення отримаємо:

ΔU_кл1=

·80,83·0,4·(0,625·0,75+0,08·0,66)=29,2 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_{доп_кл1}=0,05·U₁,

де U₁ – напруга на лінії, кВ

ΔU_{доп кл1}=0,05·10·10³=500 В

Умова виконується, оскільки ΔU_{доп кл1}=500 В>ΔU_кл1=29,2 В.

Перевірка вибраного високовольтного кабеля на термічну стійкість:

де І_КЗ – струм КЗ на шинах ГПП, А, визначається взалежності від потужності КЗ (приймаємо S_КЗ=100 МВА) на шинах ГПП за виразом:

 А

   t_ф - фіктивний час протікання КЗ;

Приймаємо t_ф=0,25 с.

   С - коефіцієнт, який залежить від матеріалу провідника;

     для Al: С=88 А∙с^0,5/мм²

Підставивши всі значення, можемо розрахувати:

 мм²

Прийнятий переріз F=50 мм² > F_min=31,24 мм².

 

8.2 Вибір мережі напругою менше 1000 В

КЛ2

Вибираємо двигуни завантажувального  пристрою і електроприводу маханізма  підйому та повороту кришки згідно з [11]:

М1: 4А112М2У3 з потужністю Р=7,5 кВт, η=87,5 %, cosφ=0,9;

М2: 4А80В2У3 з потужністю Р=2,2 кВт, η=83,5 %, cosφ=0,83.

Знаходимо реактивну  потужність двигуна М1:

 кВАр

Знаходимо реактивну потужність двигуна М2:

 кВАр

Знаходимо активну і  реактивну потужність освітлення місця розташування печі:

– активна потужність

кВт

– реактивна потужність

 ВАр,

де Р_св – потужність ламп ДРЛ;

     N – кількість світильників;

     cosφ=0,9

Знаходимо активну і реактивну потужність шафи:

- активна потужність