Экономика. Электротехнологические процессы реализуются при помощи электротехнологических установок, устройств и агрегатов
 Скачать 1.14 Mb.
|
ВведениеВ настоящее время в различных областях промышленности, сельском хозяйстве, медицине, технике, быту значительно расширилась область применения электротехнологических процессов.Это обусловлено не только ростом потребности в них, но и в немалой степени сокращением природных запасов и повышением стоимости углеводородного топлива, необходимостью принятия кардинальных мер по охране окружающей среды, созданию безотходных технологий. Совершенствование электротехнологий повлекло за собой создание материалов, обладающих новыми свойствами: более высокой прочностью, термостойкостью, устойчивостью к агрессивному действию химических реакций и имеющих высокие электроизоляционные свойства и низкую электропроводность; получение высококачественных проводниковых и полупроводниковых материалов и изделий из неиспользовавшегося ранее сырья или отходов производства и технологии.1. Какие установки являются электротермическимиЭлектротехнологические процессы реализуются при помощи электротехнологических установок, устройств и агрегатов.К понятию «электротермическая установка» (или «электротермическое оборудование») относятся: электрические печи, плазменные реакторы, электрические нагревательные приборы коммунального и бытового назначения. 2. Организация технической эксплуатации установок электротермический печь технический сопротивление При эксплуатации электротермических установок следует руководствоваться технологическими инструкциями и режимными картами. При эксплуатации электротермических установок должны соблюдаться требования, касающихся эксплуатации отдельных элементов, входящих в состав таких установок, трансформаторов, электродвигателей, преобразователей, распределительных устройств, конденсаторных установок, устройств релейной защиты и средств автоматики, измерительных приборов и др. Все Потребители обязаны в установленном порядке до начала проектирования и монтажа оформить разрешение на использование электротермической нагрузки в установленном порядке. Электротермические установки должен обслуживать электротехнологический персонал. Обязанности электротехнического персонала и персонала, обслуживающего электротехнологическое оборудование, должны быть разделены у Потребителя в установленном порядке. Группа по электробезопасности электротехническому и электротехнологическому персоналу присваивается в соответствии с правилами. Температура нагрева шин и контактных соединений, плотность тока в проводниках вторичных токопроводов электротермических установок должны периодически контролироваться в сроки, обусловленные местными инструкциями, но не реже 1 раза в год. Температуру нагрева следует измерять в летнее время. Сопротивление изоляции вторичных токопроводов и рабочих токоведущих элементов электропечей и электротермических устройств (электронагревателей сопротивления, индукторов и др.) должно измеряться при каждом включении электротермической установки после ремонта и в других случаях, предусмотренных местными инструкциями. Качество охлаждающей воды должно систематически контролироваться в соответствии с требованиями инструкций по эксплуатации оборудования. Оперативное обслуживание оборудования электротермических установок на высоте более 2,0 метра от уровня пола помещения должно производиться со стационарных рабочих площадок. Приемка электротермической установки после ее монтажа должна осуществляться на основании результатов пробной эксплуатации и горячих испытаний, проводимых в соответствии с программой, входящей в техническую документацию электротермической установки. 3. Электротермические печи Электрические печи сопротивления – наиболее распространенный вид электротермического оборудования. Большая часть электрических печей сопротивления — косвенного действия; в них электрическая энергия превращается в тепловую при протекании тока через нагревательные элементы и передаётся нагреваемым изделиям излучением, конвекцией либо теплопроводностью. Печь состоит из рабочей камеры, образованной футеровкой из слоя огнеупорного кирпича, несущего на себе изделия и нагреватели и изолированного от металлического кожуха теплоизоляционным слоем (рис.1). Работающие в камере печи детали и механизмы, а также нагревательные элементы выполняются из жаропрочных и жароупорных сталей и других жароупорных материалов. Для нагрева больших партий одинаковых деталей применяют печи непрерывного действия (методические), в которых изделия непрерывно перемещаются от одного торца к другому. Производительность таких печей больше, нагрев изделий более однороден, расход энергии меньше; как правило, они в высокой степени механизированы. В электрических печах сопротивления с рабочими температурами до 700° С (как периодического действия, так и в методических) широко используется принудительная циркуляция газов с помощью вентиляторов, встраиваемых в печь или вынесенных из печи вместе с нагревателями в электрокалориферы. Электрические печи сопротивления косвенного действия для расплавления легкоплавких металлов (свинец, баббит, алюминиевые и магниевые сплавы) конструируются либо в виде печей с металлическим тиглем и наружным обогревом, либо в виде отражательных печей с ванной и расположенными над ней в своде нагревателями. К лабораторным электрическим печам сопротивления относятся небольшие трубчатые, муфельные и камерные печи, а также термостаты и сушильные шкафы. В печах прямого действия изделие (пруток, труба) непосредственно нагревается протекающим через него током (рис. 2), что позволяет сосредоточить в нём большую мощность и обеспечить очень быстрый нагрев (секунды, доли минуты).  Рис. 1. Схема устройства камерной печи сопротивления периодического действия: 1 - нагревательные элементы; 2 - огнеупорная часть кладки; 3 - теплоизоляция; 4 - жароупорная подовая плита.  Рис.2. Схема устройства печи сопротивления прямого действия: 1 - нагреваемое изделие; 2 - понизительный трансформатор; 3, 4 - контакты. Почти все промышленные и лабораторные печи снабжаются автоматическим регулированием температурного режима. При эксплуатации электрических печей сопротивления особое значение приобретают вопросы экономии электроэнергии и безопасности обслуживающего персонала. Первое требование вызвано тем, что электрические печи сопротивления являются крупными потребителями электроэнергии. Второе — обусловливается наличием в них значительного количества механизмов и средств автоматики, неправильное обращение с которым и создает дополнительную опасность для обслуживающего персонала. Электрическая печь сопротивления является дорогим устройством и поэтому целесообразно увеличить по возможности срок ее службы. Этому способствуют тщательный уход за электропечами и своевременный их ремонт. Электрические печи сопротивления ежедневно осматриваются обслуживающим персоналом. При осмотрах обращают внимание на состояние всех частей электропечи и смазку механизмов. Одновременно производят очистку электропечи от пыли и грязи. Нагревательные элементы электропечи осматривают не реже одного раза в 6—9 месяцев. При выявлении неисправных нагревателей их заменяют новыми. Для этой цели предприятие обычно имеет необходимый запас соответствующих нагревателей. Планово-предупредительный ремонт электрических печей сопротивления производится не реже одного раза в год. Ремонт и переделка электрических печей сопротивления выполняют лица, имеющие специальные знания. Решения, относящиеся к замене материалов печи или переделке электрических печей сопротивления, предварительно согласовываются с заводом-изготовителем электропечи. Важную роль в повышении производительности электрической печи сопротивления играет использование экономичной величины единовременной загрузки (садки) печи. Определяется эта величина опытным путем для принятых процессов термообработки изделий. При выборе экономичной загрузки электропечи одновременно учитывается целесообразность полного использования ее емкости. Цикл работы электрической печи строится так, чтобы потери тепла были наименьшими. Эксплуатация электропечи организуется так, чтобы ее проемы открывались по возможности реже: их открывают, когда это неизбежно по условиям технологического процесса. Уменьшению тепловых потерь способствует также тщательное уплотнение проемов и щелей в электрических печах. Наиболее экономным с точки зрения расхода электроэнергии является круглосуточный режим электропечи. В этом случае сокращаются потери тепла, которые имеют место при ее остывании в течение перерывов в работе. Внедрение механизации и автоматизации в работе электропечей со своей стороны способствует экономии электроэнергии. В этом случае сокращается длительность загрузки и выгрузки электропечи. Сокращение продолжительности этих операций повышает производительность электропечи, так как уменьшаются потери тепла через открытые проемы. Указанные мероприятия существенно влияют на снижение удельного расхода электроэнергии. Если при эксплуатации электропечи возникают производственные паузы (или вынужденный простой), надо проверить, целесообразно ли по условиям экономии электроэнергии отключать на это время электропечь. Может оказаться, что расход электроэнергии, который потребуется для нового разогрева электропечи, превысит потери электроэнергии на холостой ход электропечи за время производственной паузы. В этом случае отключение электропечи, конечно, нецелесообразно. Одним из способов повышения экономичности электрических печей сопротивления является использование тепла деталей, нагретых в печи. Это может быть осуществлено путем передачи тепла деталей, выходящих из печи, тем деталям (холодным), которые надлежит нагреть. Для этого нагретые и холодные детали проходят через общую футерованную камеру, где и производится передача тепла. В результате детали поступают в камеру нагрева уже в подогретом состоянии. Кроме полезного использования тепла нагретых деталей, в этом случае достигается также сокращение времени пребывания нагреваемого тела в камере нагрева. Другим способом передачи тепла от нагретых деталей к холодным является использование 2-камерной электропечи, в которой камеры нагрева расположены одна над другой. С обеих сторон камер нагрева должно быть размещено по одной форкамере. Если в такой электропечи пустить два потока изделий в противоположных направлениях, то в форкамерах будет происходить передача тепла от нагретых деталей к холодным. Заключение Применение электрической энергии для генерации тепла способно обеспечить следующие особенности и характеристики: Благодаря электротермии возможно сконцентрировать относительно большую энергию в относительно малых объемах, в результате чего можно добиться высоких температур, достижение которых невыполнимо или трудновыполнимо при других способах генерации тепла. Электротермия позволяет достичь больших скоростей нагрева и компактности электротермических установок. Присутствует возможность регулировать величину и распределение температуры в рабочем пространстве электропечи, благодаря чему возможно осуществить равномерный или избирательный нагрев и создать необходимые условия для эффективной автоматизации теплового и технологического процессов. В рабочем пространстве электротермических установок можно создать вакуум, благодаря чему можно использовать давление как фактор регулирования технологического процесса для вакуумных или компрессионных электрических печей. Также благодаря этому можно применять контролируемые атмосферы для защиты нагреваемых материалов и изделий от вредных воздействий воздуха. В электротермических установках отсутствуют дымовые газы, которые возникают вследствие сгорания топлива. Отсутствие дыма позволяет увеличить коэффициент использования тепла, то есть увеличить коэффициент полезного действия электротермических установок. Также этот фактор обеспечивает чистоту рабочего пространства электропечей от выхлопных газов нагара. Электротермические установки имеют относительно высокую транспортабельность и простоту подачи электрической энергии. Литература 1.Электрические печи сопротивления. Конструкции и эксплуатация электропечей сопротивления: В. С. Чередниченко, А. С. Бородачев, В. Д. Артемьев; под ред В. С. Чередниченко. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 572 с. +44 илл.-(Серия монографий "Современные электротехнологии". Т. 2.). 2. Электрические промышленные печи. Учебник для вызов. В 2-х ч.Ч.1.А.Д.Свенчанский, Электрические печи сопротивления. Изд.2-е, перераб. М., "Энергия", 1975. 3.Электрооборудование и автоматизация сельско-хозяйственных агрегатов и установок. Учебник для вузов. Л.С. Герасимович, Л.А.Калинин, А.В.Корсаков, В.К.Сериков.- Москва. Изд-во «Колос», 1980.-390с. 4. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.Глава 3.2. Электротермические установки: ozpp.ru/laws2/postan/pravi_7602.html |