Внедрение установок высокотемпературного нагрева шихты
Улучшить удельные показатели расхода электроэнергии на выплавку тонны металла можно посредством использования специализированного оборудования для подготовки шихты к плавке, к которому относятся установки для предварительного нагрева шихты перед загрузкой в плавильные печи.
В плавильных, в том числе и индукционных, печах процесс плавки разделяют на несколько основных этапов, это – нагрев, расплавление, доводка и восстановление. На нагрев металлозавалки в плавильной печи расходуется ориентировочно 2530% электроэнергии, на расплавление металла затрачивается примерно 4045% энергии и на доводку и восстановление жидкого металла ~ 2530%.
Среди различных способов сокращения удельных энергозатрат особый интерес для действующего производства представляет нагрев металлической шихты до температуры 5006000С перед подачей в печь. Этот способ не требует значительных капиталовложений, производственных площадей или изменения технологии и может быть освоен силами Предприятия.
Для нагрева кускового материала наиболее эффективным способом является продувка высокотемпературными газами (фильтрация) при конвективном теплообмене. Такой режим, существующий, например, в шахтных печах, обеспечивает при нагреве термический КПД до 6575%. При скоростях продувки 1525 м/с коэффициент объёмного теплообмена достигает 1,21,8 МВт/м3.
Наиболее надёжным и наименее дорогостоящим способом предварительного нагрева шихты при электроплавке является подогрев вне печи на автономной установке, использующей природный газ или жидкое топливо. Экономический эффект при этом обуславливается двумя факторами: во-первых, стоимость единицы тепловой энергии, полученной от сжигания природного газа, меньше, чем стоимость электроэнергии, преобразованной в тепло; во-вторых – в установках предварительного нагрева шихты термический КПД составляет 6575% против 2025% при нагреве металла в самих электропечах.
Дополнительно при нагреве шихты происходят удаление влаги, выжигание масел, смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и др. загрязнений, частичное удаление пыли за счет продувки нагреваемого слоя металла. Более чистая шихта и сокращение времени пребывания в печи способствуют повышению качества жидкого металла за счет уменьшения количества неметаллических включений и газонасыщенности.
В качестве примера, рекомендуется одноступенчатая установка предварительного нагрева шихты, разработанная и внедрённая в промышленную эксплуатацию УП «Технолит» БНТУ совместно с кафедрой «МиТЛП» ГГТУ им. П. О. Сухого.
Экономия электроэнергии по сравнению с базовым вариантом может составить до 30%.
Внедрение пакетировочных и брикетировочных прессовых станков
Пакетировочные и брикетировочные прессы для различных видов шихтового материала (профильный, листовой металл, стружка и т. п.) используются для уменьшения габаритных размеров и увеличения удельного веса металла, благодаря чему сокращается количество подвалок при плавлении, а следовательно – количество пусков/остановов печей, сопровождаемых потерей энергии. Уменьшение количества подвалок позволяет сократить полное время плавки металла и тем самым снизить удельный расход электроэнергии на выплавку 1 т годного литья (в зависимости от качества поставляемой шихты) на 13%.
Замена вентиляторов на более экономичные с энергоэффективными двигателями
Замена старых вентиляторов, исчерпавших назначенный срок службы, на новые, имеющие лучшие значения КПД, позволит сократить расход электроэнергии, а замена вентиляторов с избыточной номинальной производительностью на вентиляторы меньшей производительности – снизить установленную мощность вентсистемы и улучшить энергетические показатели двигателей вентиляторов (КПД, коэффициент мощности).
Сопоставление аэродинамических характеристик новых вентиляторов, например серии ВР со старыми серии Ц указывает на то, что КПД в рабочей зоне характеристик для современного вентилятора изменяется в диапазоне от 74% до 82%, а для старого – от 55% до 64%. Разница КПД, определяющая удельный показатель потребления электроэнергии вентилятором, обусловлена улучшением конструкции, в т. ч. формы лопастей, и использованием более лёгких конструкционных материалов. По соотношению КПД потребление электроэнергии устаревшими вентиляторами завышено на 18%.
Наряду с современными вентиляторами рекомендуется использовать энергоэффективные двигатели, имеющие более высокий коэффициент полезного действия, по сравнению с традиционными. Большинство устаревших моделей асинхронных двигателей серий А, АО и др. номинальной мощностью от 5,5 до 75 кВт имеют КПД приблизительно равный 80-85%, в то время как энероэффективные двигатели того же диапазона мощностей имеют КПД на уровне 90%: энергосберегающий эффект достигается за счёт снижения сопротивления обмоток, путём увеличения сечения проводника, как следствие – повышенная, ориентировочно в 1,2 раза, цена современных двигателей. Таким образом, потенциал энергосбережения при использовании энергоэффективных двигателей оценивается в 5-10%.
|
