Электропечи сопротивления для нагрева и термической обработки алюминия и его сплавов. Удельный расход электроэнергии

ГОСТ 27867-88
Группа Е75

МКС 25.180.10
25.200
ОКП 34 4210, 34 4220

Дата введения 1990-01-01

1. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.10.88 N 3563 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 6030-87 "Электропечи сопротивления для нагрева и термической обработки алюминия и его сплавов. Удельный расход электроэнергии" введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.90

2. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2006 г.

Настоящий стандарт распространяется на вновь сооружаемые электропечи сопротивления косвенного нагрева с неподвижной и подвижной садкой для нагрева под деформацию и для термической обработки заготовок и полуфабрикатов из алюминия и его сплавов и устанавливает расход электроэнергии на 1 т металла.

1. В качестве технического параметра и показателя экономичности энергопотребления устанавливают допустимый расход электроэнергии () в киловатт-часах на тонну, определяемый при помощи номограммы удельных расходов электроэнергии (), приведенной на чертеже, при следующих регламентированных условиях:

предел рабочих температур нагрева садки =100 °С - 600 °С,

теплоемкость материала садки =920 кДж/(т·°С) (при толщине изделий опытной садки не более 50 мм);

относительные потери холостого хода для каждого типа печей - не более указанных в таблице.

ГОСТ 27867-88 Электропечи сопротивления для нагрева и термической обработки алюминия и его сплавов. Удельный расход электроэнергии

Тип печи	Значение относительных потерь холостого хода , не более
1. Камерные	0,12
2. Шахтные
3. Кольцевые
4. Карусельные
5. Барабанные
6. Протяжные
7. Ванные
8. Камерные с выдвижным подом	0,16
9. Элеваторные
10. Рольганговые	0,20
11. Толкательные
12. С пульсирующим подом
13. С шагающим подом
14. Колпаковые	0,25
15. Конвейерные	0,30

Относительные потери холостого хода () рассчитывают по формуле (10) приложения 1.

2. В общем случае для печей имеет место равенство

Полученное по номограмме значение удельного расхода энергии () подлежит корректировке в следующих случаях:

2.1. Если вместе с садкой нагреваются вспомогательные устройства, подается воздух разбавления или защитный газ, тогда значение величины умножают на коэффициент , рассчитываемый по формуле (14) приложения 1, т.е.:

2.2. Если для обеспечения нагрева садки в печи постоянно работают вспомогательные печные механизмы, тогда к значению величины () прибавляют значение величины (), определяемое по формуле (7) приложения 1, т.е.:

2.3. Если в печи организована рекуперация тепла, тогда из значения () вычитают значение величины (), определяемое по формуле (8) приложения 1, т.е.:

2.4. При наличии всех указанных в пп.2.1-2.3 факторов имеет место равенство

3. При определении действительного расхода энергии с целью проверки соблюдения удельного расхода энергии должны быть выполнены требования, приведенные ниже.

3.1. Режим работы оборудования должен быть непрерывным.

Электропечь должна находиться в стационарном состоянии при номинальной рабочей температуре.

3.2. Мощность электропечи должна быть номинальная.

3.3. Отклонения от номинального напряжения в сети не должны превышать 5%. Расход электроэнергии следует измерять непосредственно за главным выключателем.

3.4. Садку металла предварительно не нагревают.

3.5. Перед началом испытания печь должна проработать в постоянном режиме не менее одного цикла нагрева металла.

Продолжительность испытаний должна составлять не менее двух циклов нагрева.

4. В удельный расход энергии не включают расход электроэнергии на:

загрузку печи;

передвижение садки;

технологические простои печи.

5. Действительный расход электроэнергии, потребляемой только на нагрев 1 т садки в любой печи, () рассчитывают по методике, изложенной в приложении 1.

6. Действительный расход электроэнергии, потребляемой для тепловой обработки 1 т садки в любой печи, () при проведении конкретного технологического процесса рассчитывают по методике, изложенной в приложении 2.

7. Значения величин , и указывают в паспорте на печь.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное). Определение действительного расхода электроэнергии электропечами сопротивления косвенного нагрева (Е(н)), потребляемой только на нагрев 1 т садки

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

1. Действительный расход электроэнергии () в киловатт-часах на тонну, потребляемой только для нагрева садки, рассчитывают по формуле

, (1)

где - минимальный расход электроэнергии на нагрев садки, вспомогательных устройств (тары, подвесок и механизмов, транспортирующих садку внутри печи) и воздуха разбавления или защитного газа;

- расход электроэнергии на работу вспомогательных печных механизмов (вентиляторов зон охлаждения, подачи или выброса воздуха разбавления и т.д.);

- возврат (рекуперация) электроэнергии (в случае нагрева холодного металла, поступающего в печь, за счет использования тепла металла, уже вышедшего из печи).

1.1. Расход электроэнергии на нагрев садки, вспомогательных устройств воздуха разбавления или защитного газа () рассчитывают по формуле

, (2)

где - коэффициент использования мощности печи;

- установленная мощность нагревательных элементов печи, кВт;

- потребляемая мощность вентиляторов циркуляции воздуха в зонах нагрева печи при заданной температуре воздуха, кВт;

- потери мощности печи при холостом ходе при заданной температуре воздуха, кВт;

- суммарное теплосодержание при нагреве от 20 °С до заданной температуры (), кВт·ч/т, рассчитываемое по формуле

, (3)

где - теплосодержание 1 т садки, кВт·ч/т;

- теплосодержание вспомогательных устройств, приходящихся на 1 т садки, кВт·ч/т;

- теплосодержание подаваемого воздуха разбавления или защитного газа за время нагрева, приходящегося на 1 т садки, кВт·ч/т.

При этом (), () и () рассчитывают по формулам

1) , (4)

где - средняя удельная теплоемкость нагреваемой садки в интервале температур нагрева, кДж/(т·°С),

- температура нагрева садки, °С;

2) , (5)

где - средняя удельная теплоемкость материала вспомогательных устройств в интервале температур нагрева, кДж/(т·°С),

- масса вспомогательных устройств в интервале температур нагрева, т,

- масса садки, т;

3) , (6)

где - средняя удельная теплоемкость воздуха в интервале температур нагрева, кДж/(т·°С);

- расход воздуха разбавления по массе, т/ч;

- время подачи воздуха разбавления, ч.

1.2. Расход электроэнергии на работу вспомогательных печных механизмов () рассчитывают по формуле

, (7)

где - потребляемая мощность электроприводов вспомогательных печных механизмов, кВт;

- производительность печи, т/ч.

1.3. Возврат (рекуперацию) энергии () рассчитывают по формуле

, (8)

где - количество рекуперируемого тепла в час, кВт.

2. В общем случае для печей имеет место равенство

. (9)

Это дает возможность представить удельные расходы энергии в графической форме в виде семейства прямых (в координатах ""), расположение которых характеризуется значением относительных потерь холостого хода, определяемым по формуле

, (10)

где - мощность холостого хода.

Учитывая формулы (2)-(6), преобразуем выражение (9) и получаем

ГОСТ 27867-88 Электропечи сопротивления для нагрева и термической обработки алюминия и его сплавов. Удельный расход электроэнергии . (11)

Так как кДж/(т·°С), получим следующую зависимость

, (12)

где ; (13)

. (14)

Выражение (13) используют для построения номограммы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (обязательное). Определение действительного расхода электроэнергии электропечами сопротивления косвенного нагрева (Е(т)), потребляемой для тепловой обработки 1 т садки, при проведении конкретного технологического процесса

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

Действительный расход электроэнергии () в киловатт-часах на тонну, потребляемой при проведении конкретного технологического процесса, рассчитывают по формуле

. (15)

В этом случае, кроме учтенных в приложении 1 факторов, влияющих на удельный расход, добавляют чисто технологические количества аккумулированного тепла при проведении процесса охлаждения садки в печи.

В формуле (15):

, , - по приложению 1;

- расход электроэнергии при холостом ходе печи при выдержке садки, кВт·ч/т, рассчитываемый по формуле

, (16)

где - время выдержки садки в печи;

- по приложению 1.

- расход электроэнергии на восстановление потерянного аккумулированного тепла при проведении процесса охлаждения садки в печи, кВт·ч/т, рассчитываемый по формуле

, (17)

где - начальная температура охлаждения печи, °С;

- конечная температура охлаждения печи, °С;

- время охлаждения печи вместе с садкой, ч.