Дуговая сталеплавильная печь (стр. 6 из 9)
6.4 Суммарные потери через футеровку печи:
(6.22)6.5 Потери через рабочее окно
Поверхность воспринимающая излучение из печной камеры:
где M = 1,21 – ширина рабочего окна;
N = 0,847 – высота рабочего окна;
DN = 0,157 – высота арки рабочего окна.
Среднюю расчетную температуру излучающей поверхности печной камеры для периода расплавления примем равной t = 1450 °C при 1450 °C удельные потери излучением составляют qизл= 408 кВт/м2. Тогда искомые потери излучением через рабочее окно
(6.23)6.6 Тепловые потери с газами
Для определения тепловых потерь с газами необходимо на основании опытных данных знать среднее количество воздуха подсасываемого в печь в различные периоды плавки. Поэтому исходя их опыта эксплуатации действующих печей принимаем
(6.24)6.7 Тепловые потери в период межплавочного простоя
Во время межплавочного простоя тепловые потери дуговой сталеплавильной печи складываются из потерь через футеровку; потерь излучением через окно; потерь с газами; потерь раскрытой печи при загрузке печи и при подвалке.
Первые две составляющие тепловых потерь в первом приближении можно принимать такими же, как и в период расплавления. Потери с газами в период межплавочного простоя обычно не превышают 50 % аналогичных потерь периода расплавления. Это объясняется тем, что при отсутствии газовыделения внутри печи в этот период количество отсасываемых от печи газов существенно снижается, в результате чего существенно уменьшается и количество подсасываемого в печь воздуха.
Потери раскрытой под загрузку и подвалку печи относим к неучтенным потеря, так как расчет их связан со значительными трудностями.
С учетом сказанного тепловые потери печи в период межплавочного простоя можно определять следующим образом:
(6.25)где Kн = 1,15 коэффициент неучтенных потерь.
7. ВЫБОР ПЕЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Суммарное количество электрической энергии, которую необходимо выделить в дуговой сталеплавильной печи в период расплавления, можно найти из выражения:
(7.1)где Wполезн = 21360 кВт×ч – энергия расплавления рассчитанная по (3.2);
tр = 2 ч – длительность периода расплавления;
tпр = 0,7 ч – длительность периода межплавочного простоя;
Wэкз = 4272 кВт×ч – энергия экзотермических реакций в период расплавления (20 % от Wполезн согласно [7]);
hэл = 0,9 электрический к.п.д.
Удельный расход электроэнергии на 1 т металла:
(7.2)Средняя активная мощность выделяемая в период расплавления:
(7.3)Мощность печного трансформатора Sт должна обеспечить в период расплавления ввод в печь активной мощности Pр.
(7.4)где kи = 0,92 – коэффициент использования [7];
cosφ = 0,707 – коэффициент мощности.
Выбираем трансформатор ЭТЦПК-32000/35-71У3:
наибольшая мощность трансформатора 20000 кВА;
номинальное первичное напряжение 35000 В;
предельные значения вторичных напряжений 407–144 В;
номинальный вторичный ток 28 кА.
Остальные параметры трансформатора приведены в таблице 7.1.
Данный трансформатор имеет дополнительную специальную обмотку с током, пропорциональным току НН. Это связано с тем, что возросшие токи стороны НН не позволяют использовать серийно выпускаемые трансформаторы тока (ТТ) с установкой их на короткие сети [8].
Трансформатор допускает при любом положении указателя переключающего устройства периодическую перегрузку по току на 20 % длительностью 2 ч, чередующиеся с номинальным режимом длительностью 2,5 ч.
Таблица 7.1
| Мощность, кВА | Сторона ВН | Сторона НН | Схема и группа соединения обмоток | |
| Ток, А | Номер ступени | Напряжение, В | ||
| 20000 19000 18290 17500 16800 16100 15500 14750 13740 12980 12310 | 330 313 301 288 277 265 256 243 226 2141 203 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | 407 388 371 355 341 327 315 295 279 263 250 | Д/Д-0 |
| 11550 10980 10560 10100 9690 9290 8940 8510 7930 7480 7100 | 190 181 174 166 160 153 147 140 130 123 117 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | 235 224 214 205 196 188 181 170 160 152 144 | У/Д-11 |
8. РАСЧЕТ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОРОТКОЙ СЕТИ
Активное сопротивление проводника при протекании постоянного тока и отсутствии внешних меняющихся по величине магнитных полей равно по [9, с. 240]:
(8.1) 
Для расчета сопротивлений короткой сети необходимо найти длину и площадь поперечного сечения ее элементов. В практике конструирования сечение элементов короткой сети выбирают исходя из величин средних расчетных плотностей токов, а уже после ее проектной разработки проверяют тепловые режимы проводников.
Допустимая плотность тока для:
шинного пакета (не более) j1 = 1,55 А/мм2 ;
водоохлаждаемых гибких кабелей j2 = 4.5 А/мм2 по [9, с. 84] ;
медных токопроводящих труб j3 = 3.5 А/мм2.
Для определения токовой нагрузки необходимо выбрать максимальное напряжение печи. Обобщая многолетний опыт эксплуатации печей принимаю UП = 500 В.
Тогда, токовая нагрузка печи:
(8.2)где Pp = 12156 кВт средняя активная мощность выделяемая в период расплавления согласно (7.3).
Исходя из токовой нагрузки IЭ = 24,3 кА, ориентировочные сечения короткой сети:
Сечение шинного пакета
; (8.3)Сечение гибких водоохлаждаемых кабелей
; (8.4)Сечение водоохлаждаемых трубошин
. (8.5)С учетом ориентировочных размеров и конструктивных особенностей элементов короткой сети шинный пакет набирается из прямоугольных медных шин (рис. 8.1).
Сечение шины 330´10 (медь листовая ГОСТ 495-70).
Сечение пакета SШИН = 5 (330´10) = 16500 мм2.
 |  |
Рис. 8.1 Шинный пакет
Для соединения подвижного и неподвижного участков токопровода применяем медные кабели в резинотканевых рукавах. Кабель содержит голый медный провод помещенный в стандартный резинотканевый рукав с внутренним диаметром 65 мм (МГЭ-1000 ГОСТ 20685-75). Расчетное сопротивление кабеля 0,022 мкОм/м.
SГИБ = 2 (4´1000) = 8000 мм2 (8.6)
Конструктивно гибкий токопровод состоит из 2-х блоков, каждый блок содержит 4-е кабеля МГЭ-1000.
Участки токопровода на подвижных рукавах и траверсах печей, а также стационарные участки токопровода в зонах интенсивного тепловыделения, выполняются, как правило, из водоохлаждаемых медных труб (трубошина).
Параметры трубы Æ 60´15 (рис. 8.2),
D = 60 мм – внешний диаметр , а = 15 мм – толщина стенки трубы.
