Установок использующих

Реактивная энергия, потребляемая предприятием, определяется величиной намагничивающей мощности, которая требуется отдельным элементам электроустановки. На долю асинхронных двигателей приходится более 60% всей реактивной энергии, потребляемой от энергетических систем промышленными предприятиями, а на долю трансформаторов — до 20%. Остальная часть (около 20%) приходится на долю преобразовательных подстанций, установок индукционного нагрева, реакторов, воздушных линий и др. Таким образом, основными потребителями реактивной энергии на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели и трансформаторы.

Для различных преобразовательных установок промышленностью выпускаются многочисленные разновидности тиристоров широкого и специального назначения. Наиболее массовыми являются нелавинные силовые тиристоры (на токи до тысяч ампер, с рабочими напряжениями в несколько тысяч вольт) , предназначенные для электроприводов постоянного тока, автономных инверторов, преобразователей частоты для двигателей переменного тока и установок индукционного нагрева и т.п.

Различают три основные разновидности установок индукционного нагрева:

В индукционных электрических печах используется свойство вихревых токов нагревать массивные электропроводящие материалы. Конструкция первой индукционной печи была разработана в 1905 г. А. Н. Лодыгиным. Индукционные печи в настоящее время получили широкое распространение. Мощность их колеблется в широких пределах (от нескольких сот ватт до тысяч киловатт). Индукционные печи со стальными сердечниками применяют для плавления цветных металлов. Они питаются током промышленной частоты (50 Гц). Индукционные печи без стальных сердечников— это печи высокой частоты. При частоте до 104 Гц они питаются от машинных высокочастотных генераторов, а при большей частоте (до 106—107 Гц) —от ламповых генераторов. Машинные и ламповые генераторы для установок индукционного нагрева в СССР впервые разработаны В. П. Вологдиным. Конструкции высокочастотных индукционных печей весьма разнообразны. Основная часть печи — огнеупорный тигель, опоясываемый медной трубкой (индуктор), по которой пропускается ток высокой частоты. Внутри трубки протекает вода для ее охлаждения. Тигель установлен на основании, выполненном из цветных металлов или немагнитной стали. Высокочастотные индукционные печи используют для плавки цветных и черных металлов.

Книга является учебным пособием для студентов, изучающих курс «Установки индукционного нагрева», а также может быть использована работниками научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и заводов, занимающимися проектированием, изготовлением и эксплуатацией установок индукционного нагрева.

Тигельные индукционные печи послужили прообразом многочисленных установок индукционного нагрева с целью осуществления различных технологических операций. В 1935 г. проф. В. П. Во-логдиным и инж. Б. Н. Романовым был предложен новый метод поверхностной закалки при индукционном нагреве, быстро завоевавший всеобщее признание благодаря невиданной ранее производительности, малой энергоемкости и огромным возможностям автоматизации процесса. В развитии этого метода решающую роль сыграла лаборатория В. П. Вологдина в ЛЭТИ. Большую роль сыграли также группы, руководимые К- 3. Шепеляковским, Г. И. Бабатом, М. Г. Лозинским и др. Далее индукционный нагрев получил широкое применение в кузнечном и прокатном производствах, где мощность отдельных установок достигает сотен мегаватт, для сварки, пайки, отжига, отпуска, для получения материалов сверхвысокой чистоты и для других целей. В наше время невозможно

В разработке технологических процессов и основного оборудования для нагрева диэлектриков необходимо отметить большую роль НИИТВЧ имени В. П. Вологдина. Многообразие установок индукционного нагрева можно классифицировать по принципу действия и по основным конструктивным признакам (табл. В-1).

В соответствующих главах книги рассматриваются основные виды установок индукционного нагрева и нагрева диэлектриков, приведенные в табл. В-1, с дальнейшим более детальным подразделением установок.

Проектирование установок индукционного нагрева связано с решением комплекса сложных задач и отличается большим разнообразием, поэтому реализовать САПР в полном объеме трудно. В настоящее время имеется ряд комбинированных моделей, выполняющих некоторые функции САПР, такие, как получение проектных данных и параметрическая оптимизация конструкции и режима работы устройства. Особое значение имеют комбинированные модели при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

Рассмотрим модели, используемые при исследовании и проектировании установок индукционного нагрева немагнитных цилиндрических слитков.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

Слабым местом установок, использующих солнечную энергию, являются фотодиоды, которые подвержены старению за счет воздействия на них Космоса. Фотодиоды можно заменить электромеханическим устройством, преобразующим тепловую энергию в электрическую. Принцип действия таких установок основан на изменении проницаемости (ц) ферромагнетиков или диэлектрической проницаемости, (е) сегнетоди-электриков при температуре, близкой к точке Кюри [6].

Таким образом, при использовании сверхпроводящих магнитных систем в качестве энергоустановок, использующих энергию магнитного поля Земли, основной проблемой является стоимость такой установки. Снижение стоимости установки будет зависеть от применения более дешевых материалов с возможным выходом на азотные и более высокие температуры. Представляет интерес совмещение установки как генератора и как накопителя энергии и как линии передачи. Эффективность энергетических установок, использующих энергию магнитного поля Земли, может быть значительно повышена за счет создания их в районах с аномально высокими параметрами магнитного поля, используя энергию тайфунов, циклонов и антициклонов.

Наряду со строительством тепловых и гидравлических электростанций предусматривается расширение применения источников энергии с прямым преобразованием тепловой) энергии в электрическую; установок, использующих солнечную энергию, и др.

При более точном расчете оказывается, что полезная работа в цикле Ренкина меньше подсчитанной по формуле (4-12) на величину работы насоса, затраченной на подачу воды в котел. Для установок, использующих пар высоких параметров, этой работой пренебрегать нельзя. В ри-диаграмме работа насоса представлена на 4-19, где точки 3 и 4 те же, что и на 4-16. Площадь 7-4-3-8-7 измеряет работу насоса. На 4-19 5-3 — подача воды в насос, 3-4 — процесс повышения давления от р2 == РЗ в конденсаторе до давления в котле рх— р4; если воду

Анализ удельных капитальных вложений в устройства по утилизации ВЭР, отнесенных к 1 т сэкономленного топлива, показывает, что в среднем по отраслям промышленности СССР в одиннадцатой пятилетке эти показатели будут несколько выше, чем в десятой, и составят около 40 руб/т условного топлива. Увеличение удельных затрат на утилизацию тепловых ВЭР в одиннадцатой пятилетке объясняется существенным увеличением намечаемого ввода в этот период (по сравнению с десятой пятилеткой) относительно мелких теплоутилизационных установок, использующих низкопотенциальные ВЭР в промышленности строительных материалов, в тяжелом машиностроении и в других отрас» лях. Однако и при таких удельных капитальных вло-жаниях1 если учесть также капитальные затраты на добычу, транспорт, и переработку топлива, капитальные вложения в устройства по утилизации ВЭР оказывают* ся примерно в 2 раза ниже, чем ,в производство того же количества тепловой энергии энергетическими установками на органическом топливе.

Теплоснабжение промышленных предприятий химической промышленности осуществляется главным образом за счет поступления тепловой энергии от ТЭЦ Минэнерго СССР и от собственных энергетических установок, использующих для выработки тепла минеральное топливо и вырабатывающих тепло за счет ВЭР. В структуре покрытия потребности отрасли в тепле доля отдельных источников производства тепловой энергии харак-

Вторичные знергоресурсы могут использоваться .на выработку холода по двум типичным схемам: без преобразования и с преобразованием энергоносителя. Естественно, что путь непосредственного использования ВЭР для обогрева генераторов АХУ без преобразования энергоносителя является более эффективным, так как при этом не требуется строительство промежуточных утилизационных установок, использующих ВЭР технологических агрегатов-источников. Во втором случае в качестве теплоносителя для обогрева генераторов холодильных установок используется пар котлов-утилизаторов. При разработке рационального топливно-энергетического баланса промышленного предприятия или промышленного узла наряду с использованием пара утилизационных установок для производства холода возможны и другие направления его использования для покрытия промышленных тепловых нагрузок с учетом их перспективного роста. В связи с этим при определении сравнительной

4-4. Перспективы развития конструкций абсорбционных холодильных установок, использующих вторичные энергоресурсы

разработка экономичных типов установок, использующих ВЭР, — конструктивных схем АХУ как элементов энерготехнологических агрегатов; установок с обогревом генераторов жидкостями при температурах 80— 90°С; применение газового обогрева генераторов АХУ для использования тепла уходящих газов с температурой 200°С, горячего воздуха и др.

Таким образом, схема холодоснабжения комбината на основе водоаммиачных абсорбционных установок, использующих ВЭР, оказывается экономически целесообразной.

4-4. Перспективы развития конструкций абсорбционных холодильных установок, использующих вторичные энергоресурсы...........219