Спосіб визначення коефіцієнта корисної дії печі графітації

Спосіб визначення коефіцієнта корисної дії печі графітації, при якому до початку кампанії графітації визначають масу заготовок, розміри керна у поперечному перерізі і теплофізичні властивості матеріалів завантаження печі, а під час кампанії в задані моменти часу вимірюють кількість підведеної електричної енергії, який відрізняється тим, що для заданих моментів часу розраховують середню температуру заготовок у керні і частку акумульованої заготовками теплоти та визначають коефіцієнт корисної дії печі за формулою: Корисна модель належить до способів визначення ефективності технологічного обладнання та може бути використаний для визначення ККД печей графітації Ачесона. Одним з параметрів, що характеризують ефективність печі графітації, є коефіцієнт корисної дії (ККД), за яким можна оцінювати корисні витрати підведеної в процесі графітації електричної енергії на нагрівання заготовок та її втрати. Найбільш близьким до пропонованого рішення є спосіб визначення ККД печі, згідно з яким до початку кампанії графітації визначають масу заготовок, розміри керна у поперечному перерізі і теплофізичні властивості матеріалів завантаження печі, а під час кампанії в задані моменти часу вимірюють кількість підведеної електричної енергії, температури матеріалів завантаження і конструкційних елементів. Після закінчення кампанії графітації на основі розрахунків складають матеріальний і тепловий баланси, а ККД печі визначають як відношення кількості енергії, витраченої на нагрівання виробів, що графітуються, до загальної витрати електричної енергії за кампанію [Чалых Е.Ф. Технология и оборудование электродных и электроугольных предприятий. - М.: Металлургия, 1972. 432с., С.346-348]. Спосіб дозволяє визначати загальний ККД печі після завершення кампанії графітації, але є дуже трудомістким. Крім того він не придатний для оцінки ефективності печі в реальному часі. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалення способу визначення ККД печі графітації таким чином, щоб за рахунок оперативного оцінювання частки акумульованої теплоти, яка витрачається на нагрівання заготовок, спростити процедуру визначення ККД та зробити її придатною для використання в реальному часі. Поставлена задача розв'язується тим, що в способі визначення ККД печі, згідно з яким до початку кампанії графітації визначають масу заготовок, розміри керна у поперечному перерізі і теплофізичні властивості матеріалів завантаження печі, а під час кампанії в задані моменти часу вимірюють кількість підведеної електричної енергії, згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що для заданих моментів часу å (q × t ) åt h= ai i i де qai i , - номер моменту часу; - частка акумульованої заготовками теплоти на i-й момент часу; ti - інтервал від початку кампанії до і-го моменту (19) UA (11) 27050 (13) U часу. 3 розраховують середню температуру заготовок у керні і частку акумульованої заготовками теплоти та визначають ККД печі за формулою å ( qai × ti ) h= , (1) å ti де i - номер моменту часу; qai - частка акумульованої заготовками теплоти на і-й момент часу; ti - інтервал від початку кампанії до і-го моменту часу, год. Частка акумульованої заготовками теплоти визначається із наступного співвідношення qa=Qa/Qп, (2) де Qa - кількість акумульованої заготовками теплоти за відповідний інтервал часу, кДж; Qп кількість підведеної до печі теплоти для цього ж інтервалу часу, кДж. Параметри Qa і Qп визначаються за відомими співвідношеннями [Обжиг и пуск алюминиевых электролизеров / Б.С. Громов, Е.Н. Панов, М.Ф. Боженко и др.; под общ. ред. Б.С. Громова. - М.: Руда и металлы, 2001. - 336с., С.112, 167-169]. Кількість акумульованої заготовками теплоти: (3) Qa=M·c(tt-to), де М - маса заготовок, кг; с - питома масова теплоємність заготовок, кДж/(кг·К); tt та to - середня поточна і початкова температури заготовок відповідно, °С. Середня температура заготовок tt визначається для кожного інтервалу часу t за відомою методикою, розробленою при дослідженнях температурно-теплового режиму печей графітації [Панов Е.Н., Кутузов СВ., Лелека СВ. и др. Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в Побразных печах графитации постоянного тока // Промышленная теплотехника. - 2007. - Т.29. - № 2. - С.22-28]. Кількість підведеної теплоти: (4) Qп=3600·Рt, де Рt - кількість підведеної електроенергії, кВт·год. Приклад визначення ККД печі графітації Під час завантаження печі графітації визначають масу заготовок і їх початкову температуру, а також геометричні розміри керна. Теплофізичні властивості матеріалів печі при різних температурах приймають за літературним даними. Обчислюють визначальний розмір керна. Задають декілька моментів часу так, щоб утворені інтервали часу відповідали найбільш суттєвим змінам в підведенні потужності до печі (моменти оцінювання ККД печі). При цьому останній момент часу задають наприкінці кампанії графітації. Під час кампанії графітації за Лічильником для поточного інтервалу часу ti вимірюють кількість підведеної електроенергії Ptі та за відомою методикою [див. вище] визначають середню температуру заготовок у керні ttі. За формулами (3) і (4) визначають кількість акумульованої і підведеної теплоти, а за 27050 4 формулою (2) - частку акумульованої заготовками теплоти qaі. За формулою (1) визначають поточний ККД печі як усереднене значення часток акумульованої заготовками теплоти. ККД печі для всієї кампанії визначається за даними, отриманим для останнього заданого моменту часу. Пропонована корисна модель дозволяє значно спростити визначення ефективності печі графітації та розраховувати ККД в реальному часі за рахунок оперативного оцінювання частки акумульованої теплоти, яка витрачається на нагрівання заготовок.