ЭЛЕКТРОПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ДЛЯ НАГРЕВА И ТЕРМИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Москва
Стандартинформ
2006
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ЭЛЕКТРОПЕЧИ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ НАГРЕВА
И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
Удельный расход электроэнергии
Resistance furnaces for
heating and thermal processing of aluminium and its alloys.
Specific energy consumption
|
ГОСТ
27867-88
|
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 (Ед)
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 tc = 100 °С - 600 °С;
теплоемкость материала садки
Ср = 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.
Тип печи
|
Значение относительных
потерь холостого хода h,
не более
|
1.
Камерные
2.
Шахтные
3.
Кольцевые
4.
Карусельные
5.
Барабанные
6.
Протяжные
7.
Ванные
|
0,12
|
8.
Камерные с выдвижным подом
9.
Элеваторные
|
0,16
|
10.
Рольганговые
11.
Толкательные
12.
С пульсирующим подом
13.
С шагающим подом
|
0,20
|
14.
Колпаковые
|
0,25
|
15.
Конвейерные
|
0,30
|
Относительные потери холостого хода (η) рассчитывают по формуле (10)
приложения 1.
2. В общем случае для печей имеет место равенство
ЕД = 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.:
ЕД = 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.:
ЕД = 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.:
ЕД = Е - Е3.
2.4. При наличии всех указанных в пп. 2.1 - 2.3 факторов имеет место
равенство
Ед
= 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, (Ен) рассчитывают по методике,
изложенной в приложении 1.
6. Действительный расход электроэнергии, потребляемой для тепловой
обработки 1 т садки в любой печи, (Ет) при проведении
конкретного технологического процесса рассчитывают по методике, изложенной в
приложении 2.
7. Значения величин Ед, Ен и Ет
указывают в паспорте на печь.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
Определение действительного расхода электроэнергии электропечами
сопротивления косвенного нагрева (Ен), потребляемой
только на нагрев 1 т садки
1. Действительный расход электроэнергии (Ен) в
киловатт-часах на тонну, потребляемой только для нагрева садки, рассчитывают по
формуле
ЕН = 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 (tc), 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),
tc - температура
нагрева садки, °С;
2) (5)
где Си
- средняя удельная теплоемкость материала вспомогательных устройств в интервале
температур нагрева, кДж/(т∙°С),
Ми - масса вспомогательных
устройств в интервале температур нагрева, т,
М - масса садки, т;
3) (6)
где Cv - 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
ЕН = Е1. (9)
Это дает возможность
представить удельные расходы энергии в графической форме в виде семейства
прямых (в координатах «Е - tc»), 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 = Ср
= 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 (Ет), потребляемой
для тепловой обработки 1 т садки, при проведении конкретного технологического
процесса
Действительный расход
электроэнергии (ЕТ) в киловатт-часах на тонну, потребляемой
при проведении конкретного технологического процесса, рассчитывают по формуле
ЕТ = 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
Приложение 1. Определение действительного
расхода электроэнергии электропечами сопротивления косвенного нагрева (Ен),
потребляемой только на нагрев 1 т садки. 3
Приложение
2. Определение действительного расхода электроэнергии электропечами
сопротивления косвенного нагрева (Ет), потребляемой для тепловой
обработки 1 т садки, при проведении конкретного технологического процесса. 5
|