Проект термического отделения

Страница: 6/28

3.Расчет оборудования и проектирование отделения.

3.1 Технико-экономическое обоснование выбора основного, дополнительного и вспомогательного оборудования.

Основное оборудование- это оборудование на котором выполняются основные операции термической обработки: печи, агрегаты с различными источниками тепла, установки для прямого нагрева током, оборудование для закалки.

Дополнительное оборудование служит для выполнения операций обработки: травильные баки, моечные машины, дробеструйные аппараты, оборудование для контроля продукции, сварочное оборудование.

Вспомогательное оборудование служит для получения контролируемых атмосфер.

Теплоэнергетическое силовое оборудование: двигатели, вентиляторы, компрессоры, насосы холодильные установки, трубопроводы, электросеть.[6]

Подъемно-транспортное оборудование включает в себя следующие виды краны и подъемники всех типов, конвейеры, транспортеры, электро-и мотокары, механизмы загрузки и разгрузи.

Применение в качестве основного оборудования агрегата непрерывного отжига, работающему по непрерывному режиму, более рационально, так как это увеличивает выпуск готовой продукции, повышает производительность агрегата, ускоряет процесс обезуглероживания, уменьшает расход тепла и потери металла. Поэтому в термических отделениях целесообразно строить и применять оборудование непрерывного действия.

В отделении непрерывного отжига в качестве источника тепла применяют электроэнергию. Это позволяет осуществлять тепловой режим термической обработки с точностью ±5%. Кроме того электрические термические печи имеют регулируемый тепловой режим. Срок службы электрических печей более длительный. Значительно облегчено обслуживание печи, так как отсутствует система боровов, труб, а также высокая культура производства и гигиены труда.[6]

3.2 Расчет электрических и нагревательных элементов.

Источником тепла в печи являются электронагреватели. Общая установочная мощность электронагревателей составляет 6600 кВт.

Мощность одного электронагревателя 240 кВт: РНОМ=240 кВт

Так как мощность печи превышает 15 кВт, то печь конструируют трехфазной. Мощность одной фазы определяется по формуле:

РФ=РН/3=240/3=80 кВт (1)

Фазовое напряжение на концах нагревателя:

U=U/3=380/3=220В (2)

Сила тока проходящего через нагреватель

I=103РФ/UФ=10 *80/220=363.6 А (3)

Сопротивление электронагревателей

Рф=Uф/103 Pф=2202/103*80=0.6 Ом (4)

Выбираем ленточный электронагреватель. Нагревательные элементы должны обеспечивать бесперебойную длительную службу при заданном тепловом режиме.[7]

Поэтому необходимо выбирать материал в зависимости от максимальной температуры нагрева и характера среды.

По таблице 4[7] выбираем материал Х20Н80Т3.

Толщина ленты определяется по следующей формуле

а=103Р2фr/2m(m+1)U2фn, (5)

Где r=1,31 Ом мм2/м удельное сопротивление материала (таблица 4 [2])

n=0,7 Вт/см2-удельная поверхностная мощность нагревателя.

M=8 -12-отношение ширины ленты к ее толщине, выбираем m=12

А=1058021,31/2*12(12+1)*22020,7=3,4 мм (6)

По таблице 6 [9] принимаем максимальное значение а=3,2мм.

Длина нагревателя

L1=Rab/r=0.6*3.2*38.4/1.31=56.26 (7)

Длина трех нагревателей

Lобщ=l1*3=56.26*3=168.84 м (8)

Масса трех нагревателей

G=a*b*lобщg103, где (9)

g=8,4г/см3-плотность (табл.4[2])

G=3.2*38.4*168.84*8.4*10-3=174.28

кг

Проверяем поверхностную нагрузку

n=50*Рф /(а+b)*l1=50*80/(3.2+38.4)56.28=0.7 (10)

Сравнивая поверхностную нагрузку, рассчитанную с допустимой (таб.2[9]) видно что она находится в пределах допустимой.

Ленточные элементы сопротивления располагаются обычно зигзагом на стенках, своде и поде печи.[9]

Расстояние внутри зигзагов Р принимаем 17 мм. Высоту зигзагов принимаем равной 200 мм., тогда А=183 мм.

Р - расстояние внутри зигзагов.

В - высота зигзага.

А - высота зигзага между центрами закругленной ленты.

И - шаг зигзага

Длина одного зигзага:

Lзигзага=2p*Р+2А, мм. (11)

Lзигзага=2p*17+2*183=419 мм.

Число зигзагов

N=(1*103-2вывода)/Lзиг., (12)

Где Lвывод=с+100, мм.

С - толщина стенки печи (с=375 мм.)

N=(127.4*103-2(375+100))/419=302

Шаг зигзага И=34 мм.

Длина нагревательного элемента свернутого зигзагом L:

L=И*n*10-3, м.

Реферат опубликован: 24/08/2009