Предприятия черной металлургии

Вид материала

Содержание

Дуговая вакуумная печь
Индукционная плавильная печь
Электросварочные установки
Осветительные установки
Основной вид трансформаторов - силовые трансформаторы
Выпрямители тока
Электроизмерительные приборы

Подобный материал:

1 2 3 4 5

Электропечи

По способу преобразования электрической энергии в тепловую различают следующие типы электропечей: электрические печи сопротивления, дуговые электрические печи, печи индукционного нагрева, установки диэлектрического нагрева, электроннолучевые печи и электрические печи со смешанным нагревом.

Плавка в электропечах имеет несколько разновидностей: с полным окислением примесей, переплав легированных отходов без окисления и с применением газообразного кислорода; метод смешения; плавка на жидком полупродукте (дуплекс-процесс) и другие. Например, переплав легированных отходов без окисления позволяет сохранить ценные легкоокисляющиеся легирующие элементы (C_r и др.), что существенно улучшает технологические показатели производства

Дуговые печи нашли широкое применение в металлургии − главным образом для плавки стали и в несколько видоизмененном виде для выплавки ферросплавов и чугуна из руд, а также в химической - для производства карбида кальция, фосфора и других продуктов.

Дуговые печи строят различной емкости (до250 тонн и более) с мощностью трансформатора до 85 000 - 100000 кВ·А.

По данным [17] при работе дуговой печи в режиме расплавления металла на величину удельного расхода электроэнергии особенно влияют следующие данные:

1) производительность печи;

2) температура внутри печи перед началом плавки;

3) начальная температура загружаемой шихты, причем удельные расходы уменьшаются с ростом температуры шихты.

Дуговая вакуумная печь предназначена для плавки металлов в вакууме энергией электрической дуги. Дуговая вакуумная печь - газоразрядная система, где дуга существует на парах переплавляемого металла. Различают дуговые вакуумные печи для выплавки слитков (главным образом из титана и стали) в медных водоохлаждаемых кристаллизаторах и для получения фасонного литья из высокореакционных и тугоплавких металлов (главным образом титана и ниобия) путем так называемой плавки в гарнисаже.

Индукционная плавильная печь представляет собой установку для плавки металлов с использованием индукционного нагрева. В промышленности применяют в основном индукционные тигельные печи и индукционные канальные печи

Удельные расходы электроэнергии в индукционных установках зависят от типа расплавляемого металла и лежат в следующих пределах, кВтч/т:

Тигельные для плавки чугуна -------------------------------------- 600-800

Канальные для плавки:

меди ----- ------------------------------------------------------- 250-300

медных сплавов ---------------------------------------------- 160-220

алюминия и его сплавов ----------------------------------- 360-500

цинка ----------------------------------------------------------- 90-120

Индукционный нагрев металлов ------ ----------------------300-400

Электросварочные установки

Электросварка − группа способов сварки, использующая для нагрева металла электрическую энергию. Электрический нагрев позволяет получить температуры, превышающие температуры плавления всех известных металлов, не изменяет химического состава материала, легко регулируется и автоматизируется. Электросварка имеет десятки разновидностей: по способам защиты металла от окисления, применяемым защитным газом, флюсам, степени механизации и автоматизации и т.п.

Наиболее полно и концентрированно основные мероприятия по снижению удельных расходов электроэнергии на сварку приведены в работе [17]:

- оптимальный выбор способа сварки;

- совершенствование технологии сварки;

- устранение холостого хода сварочных агрегатов;

- замена ручной дуговой сварки на переменном токе автоматической под флюсом;

- переход от ручной электросварки на переменном токе к полуавтоматической в среде углекислого газа (уменьшает удельный расход электроэнергии в 2-2,5 раза);

- замена ручной дуговой электросварки точечной контактной (уменьшает _уд в 2-2,5 раза);

- замена дуговой электросварки на шовную контактную;

- перевод ручной дуговой сварки с постоянного тока на переменный (уменьшает расход электроэнергии в 2-3 раза).

Осветительные установки

Расход на электроэнергии на освещение промышленных предприятий непрерывно растет и составляет в среднем по отраслям промышленности 5-12% их общего потребления. Понятия осветительная установка, как известно, относится преимущественно к установкам искусственного электрического освещения и в этом случае охватывает осветительные приборы с источником света, пускорегулирующую аппаратуру, подводящие провода, распределительные щиты и прочие электрические устройства, предназначенные для распределения электрической энергии между осветительными приборами.

Существующие нормы регламентируют качественные характеристики искусственного освещения. К ним относятся: равномерная освещенность рабочих поверхностей, отсутствие пульсации и резких изменений освещенности во времени. Требуется ограничение или устранение зрительного дискомфорта или состояния ослепленности, возникающих при наличии в поле зрения больших яркостей; устранение нежелательного блеска освещаемых поверхностей в направлении глаз человека;создание благоприятного спектрального состава света, благоприятных условий тенеобразования, а также достаточной яркости всех окружающих поверхностей включая потолки и стены помещений.

В соответствии с этим рациональное освещение производственных помещений требует так называемого общего освещения всей площади. Общее освещение во многих случаях дополняется местным освещением рабочих мест, образуя комбинированное освещение. Устройство только местного освещения запрещено.

Средние значения световой отдачи для некоторых типов ламп

Тип ламп	Световая отдача, лм/Вт	Тип ламп	Световая отдача, лм/Вт
Лампы накаливания	10-20	ДРИ	64-90
Люминесцентная лампа	42-62	Ксеноновые	20-32
ДРЛ	35-55	ДНаТ	100-115

Каждая лампа или группа ламп помещается в специальные светильники, которые подразделяются на:

светильники для наружного освещения (уличные, парковые, прожекторные);
светильники для промышленных зданий (с нормальными условиями труда, для общего освещения сырых и влажных помещений, взрывозащищенные и т.д.);
светильники для бытовых и общественных зданий.

При выборе светильников учитывается высота помещений, их размеры, условия среды, светотехнические данные светильников особенно их отражательные свойства и энергетическая экономичность и др.

Лекция 7

Преобразователи

Преобразователи в электронике представляют совокупность технических средств для изменения электрической энергии. Устройства преобразовательной техники изменяют величины переменных напряжения и тока (трансформаторы), преобразуют переменный ток в постоянный или в пульсирующий однонаправленный (выпрямители), постоянный или пульсирующий однонаправленный или переменный (инвертеры), переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты (преобразователи частоты), изменяют число фаз переменного тока (расщепители фаз), изменяют величину постоянного напряжения (регуляторы и преобразователи постоянного напряжения). Особую группу преобразователей составляют так называемые коммутационные аппараты.

Принято в зависимости от вида основных элементов силовых цепей преобразовательных устройств последние подразделять на электромашинные и статические (электромагнитные и вентильные). К электромашинным преобразовательным устройствам относят трансформаторы и электромашинные преобразователи частоты.

В основе действия электрических трансформаторов лежит явление электромагнитной индукции. Электрический трансформатор состоит из одной первичной обмотки, одной или несколько вторичных обмоток и ферромагнитного сердечника (магнитопровода), обычно замкнутой формы

Основной вид трансформаторов - силовые трансформаторы, являются главной базой системы электроснабжения крупных и средних предприятий, имеющих в своем составе главные понижающие подстанции – ГПП и распределительные подстанции – РП на 6; 10 кВ с разветвленными высоковольтными сетями и несколькими трансформаторными подстанциями – ТП тоже на 6; 10 кВ.

Производственная деятельность мелких предприятий, как правило, имеющих в своем составе одну – две ТП на 6; 10/0,4 кВ, во многом зависит от надежной работы силовых трансформаторов (щитов и шкафов, распределительных пунктов РП на 0,4 кВ).

Однако наиболее представительную группу составляют двух обмоточные силовые трансформаторы, устанавливаемые на линиях электропередач (ЛЭП). Такие трансформаторы повышают напряжение тока, вырабатываемого генераторами электростанций, с 10-15 кВ до 220-750 кВ, что позволяет передавать электроэнергию по воздушным ЛЭП на несколько тысяч километров.

Обозначение масляных трансформаторов:

ТМ – трансформатор масляный трехфазный;

О – однофазный;

Н – возможность регулировать напряжения под нагрузкой;

Р – наличие расщепленной обмотки;

Д – масляное охлаждение с дутьем (обдув радиаторов трансформатора вентиляторами);

Ц – циркуляционное охлаждение масла путем его откачивания из бака и охлаждения воздухом (водой).

После буквенных обозначений следуют цифры, обозначающие мощность и первичное напряжение. Например, ТРДЦН-80 000/110 – масляный трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой, с циркуляционным охлаждением масла, с возможностью регулирования напряжения трансформатора мощностью 80 00 кВ∙А, 110 кВ.

Выпрямители тока

Выпрямитель или преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления широко используется в электротехнике, так как многие электрические устройства на городском и железно-дорожном транспорте, в химической и радиотехнической промышленности, в цветной металлургии и др. работают на постоянном токе. Как уже указывалось выше, в простейшем случае переменный ток выпрямляется электрическим вентилем, пропускающим ток (например, синусоидальный) только или преимущественно в одном направлении. По видам применяемых вентилей выпрямители подразделяют на электроконтактные, кенотронные, газотронные, тиратронные, ртутные, полупроводниковые, тиристорные

Различают схемы выпрямителей тока однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые. На рис. 3.4 (а) приведена однополупериодная схема выпрямителя однофазного тока. Основные элементы выпрямителя: трансформатор (Тр), вентиль (В) и сглаживающий фильтр (С). Напряжение

, обычно синусоидальное, от источника переменного тока через трансформатор Тр подается на вентиль В. Ток

в нагрузке

течет только при положительной полярности подводимого напряжения, т.е. при открытом состоянии В. Конденсатор С заряжается положительными полуволнами пульсирующего тока, а в паузах соответствующих по времени отрицательным полуволнам, разряжается на нагрузку и пульсирующий ток сглаживается, усредняется. Такие схемы применяют в маломощных устройствах.

В двухполупериодной схеме выпрямителя применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке (см. рис. 3.4, б). Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный ток формируется из обоих полуволн тока. Частота пульсаций выпрямленного тока при этом возрастает в два раза по сравнению с однополупериодным выпрямителем, что облегчает сглаживание.

Мостовая схема выпрямителя (рис. 3.4, в) также двухполупериодная, но вторичная обмотка трансформатора выполнена без средней точки и имеет в два раза меньше количество витков по сравнению со вторичной обмоткой трансформатора тока на рис. 3.4. (б).

Дополнительное сглаживание выпрямленного тока в этих схемах обеспечивается индукционно-емкостными либо резистивно-емкостными фильтрами. Указанные схемы широко использовались в устройствах автоматики и телемеханики.

Лекция 8

. Электроизмерительные приборы

Под измерением понимают операцию, посредствам которой определяется отношение одной измеряемой величины к другой однородной величине, принимаемой за единицу.

Измерения в метрологии подразделяются на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Прямыми называют измерения, при которых мера или прибор применяются непосредственно для измерения данной величины.

В электротехнике электроизмерительные приборы охватывают большие группы средств измерений, различающихся по способу регистрации и видом измеряемых физических величин:

1) амперметры (мили, - микроамперметры) для измерения переменного и постоянного тока;

2) вольтметры (мили, - микровольтметры) для измерения переменного или постоянного напряжения;

3) комбинированные ампервольтметры, ампервольтваттметры для измерения в цепях постоянного и переменного токов;

4) универсальные измерительные приборы (универсальные вольтметры), позволяющие измерять в широких пределах переменные и постоянные напряжения и ток;

5) амперметры и вольтметры самопишущие;

6) частотомеры для измерения частоты переменного тока;

7) оммеры (мегоммеры), измерители заземления или измерения сопротивления элементов электрической цепи и сопротивления элементов электрической цепи и сопротивления растеканию тока;

8) комбинированные (универсальные, мультиметры) приборы для измерения тока, напряжения, сопротивления, частоты и др.;

9) счетчики для измерения активной и реактивной энергии электроприемников;

10) ваттметры для измерения мощности в электрических цепях;

11) приборы для измерения индуктивности и емкости элементов электрической цепи;

12) шунты измерительные;

13) фазометры для измерения коэффициента мощности или угла.

Все перечисленные группы электромеханических приборов относятся к средствам измерений, построенных на использовании магнитоэлектрических, электромагнитных, электродинамических и ферродинамических систем.

Обобщенная структура АСКУЭ содержит три уровня [74]:

нижний – первичные измерительные преобразователи (ПИП) с телеметрическими выходами, осуществляющие непрерывную или с минимальным интервалом усреднения измерение параметров энергоучета потребителей (расход, мощность, давление, температура, количество энергоносителя) по точкам учета (фидер, труба);

средний – контроллеры (К)- специализированные измерительные системы, или многофункциональные программируемые преобразователи с встроенным программным обеспечением энергоучета, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень;

верхний – персональная ЭВМ со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющая сбор информации контроллера (или группы контроллеров) среднего уровня, итоговую обработку этой информации как по точкам учета, так и по их группам (по подразделениям и объектам предприятия), отображение и документирование данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений (управления) оперативным персоналом службы главного энергетика и руководством предприятия

По назначению АСКУЭ предприятия подразделяют не на системы коммерческого учета, а по принципу реализации и доступа к информации как коммерческого, так и технического учета – на централизированные и децентрализированные.

Коммерческим, или расчетным, называют учет выработанной и отпущенной потребителю энергии для денежного расчета на нее.

Техническим или контрольным, называют учет для контроля процесса энергопотребления внутри предприятия по его подразделениям и объектам.

На практике сегодня существует, как указывалось выше, в основном два вида тарифов: одноставочный и двухставочный. По одноставочному тарифу оплачивают электроэнергию потребители с присоединенной мощностью до 750 кВА. Двухставочный тариф применяется для предприятий и потребителей с присоединенной мощностью 750 кВА и более.

Анализ различных характеристик тарифов на электроэнергию позволяет отметить, что в наибольшей степени согласованию интересов производства и потребления электроэнергии, т.е. интересам экономики страны в целом, отвечают следующие системы тарифов:

тариф с основной ставкой за мощность потребителя, участвующую в максимуме энергосистемы, и дифференцированной дополнительной платой за кВт∙ч активной энергии, учтенной счетчиками, причем энергия, потребленная в часы ночных провалов, оплачивается по сниженной ставке;

тариф, предусматривающий плату только за потребленную активную энергию, учтенную счетчиками, но при разной стоимости кВт∙ч в зонах ночного провала, полупиковой и пиковой.

Blog