Jak obliczyć szybkość topienia i wydajność indukcyjnego pieca do topienia?

It should be pointed out that the melting capacity data of the electric furnace provided by the general piec do topienia indukcyjnego producenta w próbce lub specyfikacji technicznej to szybkość topnienia. Szybkość topienia pieca elektrycznego jest cechą samego pieca elektrycznego, jest związana z mocą pieca elektrycznego i rodzajem źródła zasilania i nie ma nic wspólnego z systemem operacyjnym produkcji. Wydajność pieca elektrycznego jest związana nie tylko z wydajnością szybkości topienia samego pieca elektrycznego, ale także z systemem operacyjnym topienia. Zwykle w cyklu operacji topienia występuje pewien czas pomocniczy bez obciążenia, taki jak: podawanie, szumowanie, pobieranie próbek i testowanie, oczekiwanie na wyniki badań (związane ze środkiem badawczym), oczekiwanie na przelewanie itp. Istnienie te czasy pomocnicze bez obciążenia zmniejszają pobór mocy zasilacza, to znaczy zmniejszają wydajność topienia pieca elektrycznego.

Dla jasności opisu wprowadzamy pojęcia współczynnika wykorzystania mocy pieca elektrycznego K1 oraz współczynnika wykorzystania mocy eksploatacyjnej K2.

Współczynnik wykorzystania mocy pieca elektrycznego K1 odnosi się do stosunku mocy wyjściowej zasilacza do jego mocy znamionowej podczas całego cyklu topienia i jest związany z rodzajem zasilania. Wartość K1 pieca indukcyjnego o pośredniej częstotliwości wyposażonego w sterowany krzemem (SCR) pełnomostkowy, równoległy, stały zasilacz inwerterowy wynosi zwykle około 0.8. Xi’an Institute of Mechanical and Electrical Technology dodał do tego typu zasilaczy sterowanie inwerterowe (zwykle ten typ zasilacza ma tylko sterowanie prostownikiem), wartość może być bliska 0.9. Wartość K1 pieca indukcyjnego o pośredniej częstotliwości wyposażonego w półmostkowy falownik szeregowy (IGBT) lub (SCR) w postaci stałego zasilacza z podziałem mocy może teoretycznie osiągnąć wartość 1.0.

Wielkość współczynnika wykorzystania mocy eksploatacyjnej K2 jest związana z takimi czynnikami, jak projekt procesu i poziom zarządzania wytopem oraz schemat konfiguracyjny zasilania pieca elektrycznego. Jego wartość jest równa stosunkowi rzeczywistej mocy wyjściowej zasilacza do znamionowej mocy wyjściowej w całym cyklu pracy. Ogólnie współczynnik wykorzystania mocy K2 jest wybierany między 0.7 a 0.85. Im krótszy czas pracy pomocniczej bez obciążenia pieca elektrycznego (takich jak: podawanie, pobieranie próbek, oczekiwanie na badanie, oczekiwanie na zasyp itp.), tym większa wartość K2. Korzystając z tabeli 4 Schemat 4 (podwójne zasilanie z układem dwupiecowym) wartość K2 może teoretycznie osiągnąć 1.0, w rzeczywistości może osiągnąć ponad 0.9, gdy czas pracy pomocniczej bez obciążenia pieca elektrycznego jest bardzo niski.

Dlatego wydajność N pieca elektrycznego można obliczyć według następującego wzoru:

N = P·K1·K2 / p (t/h)………………………………………………………………(1)

Gdzie:

P — moc znamionowa pieca elektrycznego (kW)

K1 — Współczynnik wykorzystania mocy pieca elektrycznego, zwykle w zakresie 0.8 ~ 0.95

K2 — Współczynnik wykorzystania mocy operacyjnej, 0.7 ~ 0.85

p — jednostkowe zużycie pieca elektrycznego (kWh/t)

Jako przykład weźmy 10-tonowy piec indukcyjny do topienia o średniej częstotliwości, wyposażony w sterowany krzemem (SCR) pełnomostkowy, równoległy zasilacz stały o mocy 2500 kW, wyprodukowany przez Instytut Inżynierii Mechanicznej i Elektrotechniki. Jednostkowe zużycie wytopu p wskazane w danych technicznych wynosi 520 kWh/t, a współczynnik wykorzystania mocy pieca elektrycznego Wartość K1 może osiągnąć 0.9, a wartość współczynnika eksploatacyjnego K2 wynosi 0.85. Wydajność pieca elektrycznego można uzyskać jako:

N = P·K1·K2 / p = 2500·0.9·0.85 / 520 = 3.68 (t/h)

Należy zauważyć, że niektórzy użytkownicy mylą znaczenie szybkości topnienia i produktywności i uważają je za to samo. Nie uwzględniono współczynnika wykorzystania mocy pieca elektrycznego K1 i współczynnika wykorzystania mocy eksploatacyjnej K2. Wynik tego obliczenia byłby N = 2500/520 = 4.8 (t /h). Wybrany w ten sposób piec elektryczny nie może osiągnąć projektowanej wydajności.