ЭЛЕКТРОПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ДЛЯ НАГРЕВА И ТЕРМИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

 

 

Москва

Стандартинформ

2006

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.90

Настоящий стандарт распространяется на вновь сооружаемые электропечи сопротивления косвенного нагрева с неподвижной и подвижной садкой для нагрева под деформацию и для термической обработки заготовок и полуфабрикатов из алюминия и его сплавов и устанавливает расход электроэнергии на 1 т металла.

1. В качестве технического параметра и показателя экономичности энергопотребления устанавливают допустимый расход электроэнергии (Е_д) в киловатт-часах на тонну, определяемый при помощи номограммы удельных расходов электроэнергии (Е), приведенной на чертеже, при следующих регламентированных условиях:

предел рабочих температур нагрева садки t_c = 100 °С - 600 °С;

теплоемкость материала садки С_р = 920 кДж/(т∙°С) (при толщине изделий опытной садки не более 50 мм);

относительные потери холостого хода h для каждого типа печей - не более указанных в таблице.

Относительные потери холостого хода (η) рассчитывают по формуле (10) приложения 1.

2. В общем случае для печей имеет место равенство

Е_Д = Е.

Полученное по номограмме значение удельного расхода энергии (Е) подлежит корректировке в следующих случаях:

2.1. Если вместе с садкой нагреваются вспомогательные устройства, подается воздух разбавления или защитный газ, тогда значение величины Е умножают на коэффициент К, рассчитываемый по формуле (14) приложения 1, т.е.:

Е_Д = Е∙К.

2.2. Если для обеспечения нагрева садки в печи постоянно работают вспомогательные печные механизмы, тогда к значению величины (Е) прибавляют значение величины (Е₂), определяемое по формуле (7) приложения 1, т.е.:

Е_Д = Е + Е₂.

2.3. Если в печи организована рекуперация тепла, тогда из значения (Е) вычитают значение величины (Е₃), определяемое по формуле (8) приложения 1, т.е.:

Е_Д = Е - Е₃.

2.4. При наличии всех указанных в пп. 2.1 - 2.3 факторов имеет место равенство

Е_д ⁼ Е∙К + Е₂ - Е₃.

3. При определении действительного расхода энергии с целью проверки соблюдения удельного расхода энергии должны быть выполнены требования, приведенные ниже.

3.1. Режим работы оборудования должен быть непрерывным.

Электропечь должна находиться в стационарном состоянии при номинальной рабочей температуре.

3.2. Мощность электропечи должна быть номинальная.

3.3. Отклонения от номинального напряжения в сети не должны превышать 5 %. Расход электроэнергии следует измерять непосредственно за главным выключателем.

3.4. Садку металла предварительно не нагревают.

3.5. Перед началом испытания печь должна проработать в постоянном режиме не менее одного цикла нагрева металла.

Продолжительность испытаний должна составлять не менее двух циклов нагрева.

4. В удельный расход энергии не включают расход электроэнергии на:

загрузку печи;

передвижение садки;

технологические простои печи.

5. Действительный расход электроэнергии, потребляемой только на нагрев 1 т садки в любой печи, (Е_н) рассчитывают по методике, изложенной в приложении 1.

6. Действительный расход электроэнергии, потребляемой для тепловой обработки 1 т садки в любой печи, (Е_т) при проведении конкретного технологического процесса рассчитывают по методике, изложенной в приложении 2.

7. Значения величин Е_д, Е_н и Е_т указывают в паспорте на печь.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

Определение действительного расхода электроэнергии электропечами сопротивления косвенного нагрева (Е_н), потребляемой только на нагрев 1 т садки

1. Действительный расход электроэнергии (Е_н) в киловатт-часах на тонну, потребляемой только для нагрева садки, рассчитывают по формуле

Е_Н = Е₁ + Е₂ - Е₃,                                                         (1)

где Е₁ - минимальный расход электроэнергии на нагрев садки, вспомогательных устройств (тары, подвесок и механизмов, транспортирующих садку внутри печи) и воздуха разбавления или защитного газа;

Е₂ - расход электроэнергии на работу вспомогательных печных механизмов (вентиляторов зон охлаждения, подачи или выброса воздуха разбавления и т.д.);

Е₃ - возврат (рекуперация) электроэнергии (в случае нагрева холодного металла, поступающего в печь, за счет использования тепла металла, уже вышедшего из печи).

1.1. Расход электроэнергии на нагрев садки, вспомогательных устройств и воздуха разбавления или защитного газа (E₁) рассчитывают по формуле

                                            (2)

где 0,85 - коэффициент использования мощности печи;

N₁ - установленная мощность нагревательных элементов печи, кВт;

N₂ - потребляемая мощность вентиляторов циркуляции воздуха в зонах нагрева печи при заданной температуре воздуха, кВт;

N₃ - потери мощности печи при холостом ходе при заданной температуре воздуха, кВт;

В - суммарное теплосодержание при нагреве от 20 °С до заданной температуры (t_c), кВт∙ч/т, рассчитываемое по формуле

В = В₁ + В₂ + В₃,                                                        (3)

где B₁ - теплосодержание 1 т садки, кВт∙ч/т;

В₂ - теплосодержание вспомогательных устройств, приходящихся на 1 т садки, кВт ч/т;

В₃ - теплосодержание подаваемого воздуха разбавления или защитного газа за время нагрева, приходящегося на 1 т садки, кВт∙ч/т.

При этом (B₁), (B₂) и (В₃) рассчитывают по формулам

1)                                                      (4)

где С - средняя удельная теплоемкость нагреваемой садки в интервале температур нагрева, кДж/(т∙°С),

t_c - температура нагрева садки, °С;

2)                                                 (5)

где С_и - средняя удельная теплоемкость материала вспомогательных устройств в интервале температур нагрева, кДж/(т∙°С),

М_и - масса вспомогательных устройств в интервале температур нагрева, т,

М - масса садки, т;

3)                                          (6)

где C_v - средняя удельная теплоемкость воздуха в интервале температур нагрева, кДж/(т∙°С);

G - расход воздуха разбавления по массе, т/ч;

τ₁ - время подачи воздуха разбавления, ч.

1.2. Расход электроэнергии на работу вспомогательных печных механизмов (Е₂) рассчитывают по формуле

                                                               (7)

где N₄ - потребляемая мощность электроприводов вспомогательных печных механизмов, кВт;

Р - производительность печи, т/ч.

1.3. Возврат (рекуперацию) энергии (Е₃) рассчитывают по формуле

                                                                  (8)

где Q - количество рекуперируемого тепла в час, кВт.

2. В общем случае для печей имеет место равенство

Е_Н = Е₁.                                                               (9)

Это дает возможность представить удельные расходы энергии в графической форме в виде семейства прямых (в координатах «Е - t_c»), расположение которых характеризуется значением относительных потерь холостого хода, определяемым по формуле

                                                                (10)

где N - мощность холостого хода.

Учитывая формулы (2) - (6), преобразуем выражение (9) и получаем

                            (11)

Так как С = С_р = 920 кДж/(т∙°С), получим следующую зависимость

                  (12)

где                                                   (13)

                                                  (14)

Выражение (13) используют для построения номограммы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

Определение действительного расхода электроэнергии электропечами сопротивления косвенного нагрева (Е_т), потребляемой для тепловой обработки 1 т садки, при проведении конкретного технологического процесса

Действительный расход электроэнергии (Е_Т) в киловатт-часах на тонну, потребляемой при проведении конкретного технологического процесса, рассчитывают по формуле

Е_Т = Е₁ + Е₂ - Е₃ + Е₄ + Е₅.                                         (15)

В этом случае, кроме учтенных в приложении 1 факторов, влияющих на удельный расход, добавляют чисто технологические количества аккумулированного тепла при проведении процесса охлаждения садки в печи.

В формуле (15):

Е₁, Е₂, Е₃ - по приложению 1;

Е₄ - расход электроэнергии при холостом ходе печи при выдержке садки, кВт ч/т, рассчитываемый по формуле

                                                       (16)

где τ₂ - время выдержки садки в печи;

N₃ - по приложению 1;

Е₅ - расход электроэнергии на восстановление потерянного аккумулированного тепла при проведении процесса охлаждения садки в печи, кВт∙ч/т, рассчитываемый по формуле

                                                   (17)

где t₁ - начальная температура охлаждения печи, °С;

t₂ - конечная температура охлаждения печи, °С;

t₃ - время охлаждения печи вместе с садкой, ч.

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.10.88 № 3563 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 6030-87 «Электропечи сопротивления для нагрева и термической обработки алюминия и его сплавов. Удельный расход электроэнергии» введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.90

2. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2006 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ