6.3.11. Энергетические потребности кузнечных цехов (Расчет энергетических потребностей кузнечных цехов)

Виды энергии, применяемые в кузнечных цехах.

В кузнечных цехах в качестве энергии используют пар, сжатый воздух, электроэнергию, воду и топливо.

Пар применяют для привода ковочных и штамповочных молотов, прессов, для обдувки штампов, для нагрева и подогрева травильных растворов и воды для промывки поковок в травильных отделениях.

Сжатый воздух применяют как электроноситель для молотов, для обдувки штампов, вместо пара, для работы в подъемных устройствах местного значения (подъемники у ГКМ и т.д.) для привода автоматизирующих устройств, для включения муфт ГКМ и прессов, для пневматических зубил при вырубке дефектов в заготовках и поковках, для пневматических точильных машинок при зачистке и т.д.

Электроэнергию в основном применяют для привода электродвигателей, для освещения и в электронагревательных установках.

Вода высокого давления (200-500атм) применяют в гидравлических и парогидравлических прессах, в установках для очистки нагретых заготовок от окалины перед штамповкой (100-150атм). Воду низкого давления расхо-дуют для охлаждения ручного кузнечного инструмента штампов ГКМ, фрикционных прессов, для создания водяных завес у нагревательных печей, для охлаждения индукционных нагревателей, в травильных отделениях и на бытовые нужды.

Различные виды топлива применяют в горнах и печах, в том числе термических.

Выбор энергоносителя для молотов и гидравлических прессов.

Для привода молотов используют пар или сжатый воздух, а гидравлических прессов – пар или воду высокого давления.

Выбор энергоносителя надо производить конкретно для разрабатываемого завода с учетом технической и экономической целесообразности. Кузнечный цех при этом следует рассматривать как одно из основных звеньев общего энергетического хозяйства завода.

Для правильного выбора пара или воздуха для привода молотов не-обходимо сопоставить преимущества и недостатки того и другого.

Преимуществами пара являются:

1) возможность использования тепла отработанного пара и включения кузнечного цеха в общую теплофикационную сеть завода или района;

2) возможность, в случае необходимости, быстрого повышения давления свежего пара;

3) легкость обнаружения утечек пара.

Недостатками пара являются:

1) большие потери на конденсацию, увеличивающиеся с увеличением длины трубопроводов;

2) неблагоприятные условия работы ряда деталей молота (высокая температура, влажность);

3) необходимость тепловой изоляции паропроводов;

4) неблагоприятные условия труда рабочих, на которых может попадать горячий конденсат.

К преимуществам воздуха относятся:

1) меньшие потери при передаче на большие расстояния;

2) отсутствие конденсационных потерь;

3) уменьшение утечек в самой машине, благодаря меньшему расширению деталей от нагревания;

4) возможность утилизации тепла дымовых газов печей для подогрева воздуха;

5) упрощенные конструкции воздухопровода в связи с меньшей потребностью отвода конденсата;

6) возможность использования дешевой энергии;

7) лучшие условия работы рабочих и оборудования.

К недостаткам воздуха можно отнести:

1) большие капитальные затраты на сооружение компрессорной станции (в 3-4 раза больше, чем на котельную);

2) невозможность повышения давления воздуха сверх предела, лимитируемого компрессорами.

В каждом конкретном случае необходимо произвести сравнительный анализ целесообразности того или иного энергоносителя. Например, при коротких трубопроводах перегретый пар, как энергоноситель, будет выгодным, а при подогреве дымовыми газами печей воздуха может сделать его более выгодным энергоносителем.

В настоящее время большинство кузнечных цехов работает на паре.

Привод ковочных и штамповочных гидравлических прессов.

Для гидравлических ковочных прессов применяют следующие основные типы привода:

от парогидравлического мультипликатора,

от насосно-аккумуляторной станции (НАС)

или индивидуальный насосный привод.

В настоящее время чисто гидравлические прессы с приводом от НАС почти полностью вытеснили прессы с парогидравлическим мультипликатором, так как они имеют ряд существенных преимуществ.

Чисто гидравлический привод более экономичен, обеспечивает большой ход непрерывно, без пауз, дает более высокую производительность.

Поэтому в настоящее время даже установленные прессы с парогидравлическим приводом переделываются на чисто гидравлический привод.

При таком переводе ввиду уменьшения давления до 200 атм (с 450 атм у паро-гидравлического привода) номинальное усилие пресса снижается почти в 2 раза.

Дополнительно делаются гидравлические мультипликаторы для повышения давления. Работа с применением мультипликаторов снижает производительность пресса.

Однако практика кузнечных цехов заводов тяжелого и транспортного машиностроения показывает, что до 80% всех технологических операций на гидропрессах требует усилия пресса менее половины номинального.

Для оставшихся 20% требуется включение мультипликатора.

Для обоснования рентабельности того или иного привода следует сопоставить капитальные затраты и расходы при эксплуатации.

Практически установлено следующее:

1. Для крупных цехов с годовым выпуском от 50 до 120 тыс. тонн поковок капитальные затраты на оборудование и энергетическую базу, как и расходы на топливо, при паровом и гидравлическом приводе примерно равны. Остается преимущество в более высокой производительности за чисто гидравлическими прессами.

2. Для средних прессовых цехов с годовым выпуском 15-50 тыс. тонн поковок капитальные затраты при гидравлическом приводе на 10-12%, а расход условного топлива на 30-35% меньше, чем при паровом. Поэтому здесь рентабельней гидропривод.

3. Для прессовых цехов с годовым выпуском менее 15 тыс. тонн поковок капитальные затраты на прессовое оборудование и энергетическую базу при гидроприводе на 20-25% выше, чем при паровом, но расход топлива меньше в 2 раза.

При решении вопроса выбора типа привода гидравлических прессов необходимо учитывать реальные условия, в том числе: лимит по капитальным вложениям, относительную стоимость и возможность снабжения паром и электроэнергией.

Привод мощных штамповочных гидравлических прессов целесообразнее осуществлять от насосно-аккумуляторных станций.

ИТАК…

В кузнечных цехах в качестве энергии используют пар, сжатый воздух, электроэнергию, воду и топливо.

Пар применяют для привода ковочных и штамповочных молотов, прессов, для обдувки штампов, для нагрева и подогрева травильных растворов и воды, для промывки поковок в травильных отделениях.

Сжатый воздух применяют как энергоноситель для молотов, для обдувки штампов, для работы в подъемных устройствах местного значения (подъемники у ГКМ и т. д.) для включения муфт ГКМ и прессов, для пневматических зубил, для пневматических точильных машинок при зачистке.

Электроэнергию в основном применяют для привода электродвигателей, для освещения и в электронагревательных установках.

Вода высокого давления (200-500атм.) применяется в гидравлических и парогидравлических прессах, в установках для очистки нагретых заготовок от окалины перед штамповкой (100…150атм).

Воду низкого давления расходуют для охлаждения ручного кузнечного инструмента штампов ГКМ, фрикционных прессов, для создания водяных завес у нагревательных печей, для охлаждения индукционных нагревателей, в травильных отделениях и на бытовые нужды.