Как рассчитать расход сжатого воздуха в средочастотной индукционной плавильной печи?

1. Уточнение конечных потребителей газа и их рабочих параметров

Сжатый воздух в индукционной плавильной печи средней частоты преимущественно используется для приведения в действие различных пневматических исполнительных механизмов. Прежде чем рассчитать общее потребление, необходимо подробно учтить все точки потребления сжатого воздуха. К распространённым устройствам, использующим сжатый воздух, относятся цилиндры подъёма и опускания крышки печи, вспомогательная система наклона печи, пневматические клапаны системы очистки от пыли, а также устройства продувки систем охлаждающей воды и др.

Необходимо фиксировать каждый пневматический элементРасход газа за один цикл(обычно в единицах л/раз или м³/раз) а такжеЧастота движений(разы/минуту или разы/час).

II. Теоретический расчёт базового расхода газа

После получения параметров каждого терминала необходимо рассчитать теоретический суммарный расход газа. Расчётная формула, как правило, основывается на сумме произведений расхода газа каждого устройства на время его работы.

• Последовательно используемое газовое оборудование: Расход газа = номинальная производительность оборудования × фактическое время работы.
• Периодическое газовое оборудование: Расход воздуха = Расход воздуха за один цикл × Количество циклов в час.

Сложив все вышеуказанные величины, получим систему плавильной печиОбщее теоретическое потребление газаСледует учитывать, что теоретические значения обычно ниже фактических потребностей, поэтому необходимо вводить поправочный коэффициент.

3. Введение поправочного коэффициента для расчёта фактического объёма использования

В реальных промышленных условиях системы сжатого воздуха характеризуются множеством потерь и колебаний; при расчёте фактического потребления необходимо учитывать следующие поправочные коэффициенты:

• Коэффициент одновременного использованияНе все пневматические компоненты работают на полной нагрузке одновременно. С учётом технологической логики плавильной печи оценивается вероятность одновременного срабатывания каждого оборудования; как правило, этот коэффициент принимается в диапазоне от 0,6 до 0,9.
• Коэффициент утечки трубопроводаС учётом незначительных утечек, обусловленных износом трубопроводных соединений и клапанов, обычно необходимо предусматривать запас в размере 10–20%.
• Коэффициент расширения в будущемДля обеспечения возможной будущей модернизации оборудования или корректировки технологических процессов рекомендуется предусмотреть резерв в размере 10–15%.

Фактический общий объём потребления = Теоретический общий расход газа × Коэффициент одновременного использования × (1 + Коэффициент утечки + Коэффициент расширения).

IV. Оценка потерь давления и подбор воздушного компрессора

После расчёта фактического расхода газа необходимо также определить рабочее давление подачи газа в системе. Пневматические компоненты среднечастотных индукционных плавильных печей, как правило, имеют определённые требования к давлению.

Номинальное давление нагнетания воздушного компрессора должно быть выше максимального рабочего давления на потребителе иПотери давления в трубопроводеСуммарные потери давления в трубопроводной сети зависят от длины труб, их диаметра, количества отводов и степени фильтрации. Как правило, рекомендуется к требуемому давлению на конечном потребителе добавить определённый перепад давления, который будет служить рабочим давлением на выходе воздушного компрессора.

При окончательном выборе следует отдать предпочтение компрессорному оборудованию, чья производительность по объёму выдаваемого воздуха незначительно превышает рассчитанный фактический суммарный расход, а рабочее давление соответствует указанным выше оценкам; при этом необходимо грамотно подобрать объём ресивера для сглаживания колебаний потребления воздуха и обеспечения стабильной работы пневматической системы плавильной печи.