一,電阻爐功率的確定
電爐功率是從能量角度上衡量電爐大小的一個指標。如何將功率設計的恰到好處是一個重要的事情。設計太大將會造成不必要的浪費,設計太小將會使爐子達不到溫度要求或者升溫緩慢,達不到工藝要求。
確定設備功率方法較多,無論選用那種,歸納起來只有兩種:熱平衡計算法和經驗計算法。
實際上,由于電爐散熱條件的復雜性,環(huán)境溫度的可變性,要想從理論上確定爐子的功率消耗和爐子在一定功率輸入下所能達到的溫度事實上是非常困難的一件事情,即便使用計算機的手段,精確計算事實上根本做不到。
故一般都靠一些經驗的、半經驗的方法,再借助熱平衡方程式,即輔助能量平衡的基本概念來確定。經驗法計算簡單,但有一定局限性,不過在一般設計中也是比較使用的。
本設計首先采用一個極為簡單的功率確定的經驗的方法
例如:對于一個圓形爐膛【爐膛形狀根據要求可制造成各型各異的,如方形、橢圓、異性等等】來說,首先要計算出爐膽部分內表面積。
假設:爐子為中等保溫程度,則可由表1-4的經驗數據查出每100cm2加熱內表面積所需的功率瓦數,然后乘以被加熱爐膛內表面積,即可得到需要的功率。
表1-4:不同溫度下每100cm2爐管表面所需功率 | ||||||||
溫度℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 |
功率w | 80 | 100 | 130 | 160 | 190 | 220 | 260 | 300 |
爐膛每平方米表面積功率指標
工作溫度/℃ | 單位爐墻面積功率 /KW.M-2 | 工作溫度/℃ | 單位爐墻面積功率 /KW.m-2 |
1200 | 15~20 | 700 | 6~18 |
1000 | 10~15 | 400 | 4~7 |
求在中等保溫情況下爐子所需功率。
L=1.65,B=1.04 ,H=0.94
S=2BL+2HL+2BH
S=2BL+2HL+2BH=2×1.04×1.65+2×0.94×1.65+2×1.04×0.94=3.432+3.102+1.9552=8.4892≈8.49(㎡)
由表1-4查出1060℃時,每100cm2爐膛表面積所需功率Ρ=22kw所以上述爐管的總功率:
P=s×22=8.49 ×22=186.78(kw)
確定爐子功率的經驗方法各種各樣,有的以公式形式出現,有的以圖表形式出現,無論使用那種,選用的正確就行。
(2)面積負荷法
面積負荷法要點就是爐膛內表面每平方米上布置的功率大,爐溫就高,布置功率越小,爐溫就低。電阻爐的實際功率p的計算公式為:
P=k1×F
式中:p——電阻爐的實際功率,kw:
K1——單位面積爐膛所布置的電熱功率,kw/㎡。根據經驗,k1數據由下表選取(表取自相關手冊)
F-----電阻爐爐膛內表面積,㎡。
系數k1的經驗值
電阻爐的爐膛溫度(℃) | 單位面積爐膛所布置的電熱功率k1(kw/㎡) |
400 | 4-7 |
700 | 6-10 |
1000 | 10-15 |
1200 | 15-20 |
(3)容積負荷法
P=k2×v
式中:p——電阻爐的總功率,kw;
系數k2的經驗值
電阻爐的爐膛溫度(℃) | 400 | 700 | 1000 | 1200 | |
系數k2 | 箱式電阻爐 | 50 | 75 | 100 | 150 |
井式電阻爐 | 35 | 50 | 75 | 100 |
我們所研究的是箱式電阻爐,最高使用溫度是1060℃,所以數據k2取100
將相關數據代入上式,可得總功率:
P=k2×v
P=100×v=100×1.068=106.8 (kw)
以上幾種方式計算所獲得的數據比較,取較大的值為所設計電阻爐最終功率值。
硅碳棒 的計算 計算硅碳棒直徑的方法有兩種* (1)巳知有效長度 根據有效長度確定硅碳棒的直徑和數n,其計笄步驟及所用公式見表12-38。 計算舉例: 已知電爐功率為14kW,三相供電,最商工
二,硅碳棒數量的計算與選定計算硅碳棒直徑的方法有兩種*
(1)巳知“有效長度”
根據有效長度確定硅碳棒的直徑和數n,其計笄步驟及所用公式見表12-38。
計算舉例:
已知電爐功率為14kW,三相供電,最商工作溫度】350eC,爐膛尺寸(長x寬x高)為
520mm X 250mm X 220mm,要求硅碳棒直立炮布置在爐晚兩依。求硅碳櫸很放、規(guī)格尺寸,
并選擇變器。
解:
1 )根據最離工作溫度1350°C按圖12-1!取元件表面負荷/> = 10W/cm2,
2)計算元件總葙效而積Sa= 1400(cm2)多
3)裉據表】2-40選硅碳棒尺寸為18/250/350;這時可查得該硅碳棒s合=14K4cm/根,
R =1.3Q)
4 )硅碳棒根數n=1400/141.2=9.9根。由于是三相供電,因此根數應是3的倍數,并且
141.4
促該垃偶數,所以取12報,扭側6根。每2根串為一組I
5)驗箅每兩根之間的距離A = Y^ = 74.5Cmm),大于2 </( = 36oim)合格》
T+ 1
6)元件每相電阻= = 2 xi.3 = 2.6(£2)(兩組串聯之后接成DDh
7 )變壓器全負荷時的二次電壓£ 2.6X2.3X 10* =78 (V)。每相功率iV=^ =
6
2.3(kW)?
70
8)相電流
9)線電流?58 52(A),
10)電【在調節(jié)范圍= (0.35?2.0>x78 = 27.3?156( V )