Расчет количества оборудования и ТЭП

Переменный ток напряжением 220 кВ от энергосистемы ГЭС поступает на понизительные подстанции завода, где напряжение понижается до 10 кВ. Далее переменный ток подаётся на кремниево – преобразовательные подстанции (КПП), где преобразуется в постоянный, а напряжение понижается до 850 В. Кремниево – преобразовательные подстанции строятся вблизи электролизных корпусов для уменьшения затрат на устройство шинопроводов и потерь в них постоянного тока.

Расчёт одной серии

Каждая КПП подаёт постоянный ток на одну серию корпусов электролиза (СКЭ). Каждая серия состоит из двух корпусов. Электролизёры в серии соединены в электрическую цепь последовательно. Значит, число электролизеров в серии определяется суммой их средних напряжений, которая не должна быть больше 850 В. При этом обязательно учитываются:

- потери напряжения U₁ в шинопроводах КПП (принимаем 1 %),

- резерв напряжения U₂ для компенсации его колебаний во внешней электросети (1 %),

- резерв напряжения U₃ для предупреждения снижения силы тока при возникновении анодного эффекта (принимаем 30 В).

Каждая КПП подаёт на СКЭ 850 В, тогда рабочее напряжение U, В составит

U = 850 - (U₁ + U₂ + U₃)                                            (49)

U =                                 

Рабочего напряжения …… В достаточно для питания N электролизеров в серии

N =                                                           (50)

где U – рабочее напряжение серии, В

U_СР - среднее напряжение на электролизере, В (таблица 2);

ΔU_АЭ - доля увеличения напряжения от анодных эффектов, В (таблица 2)

N = -----------

Электролизеры в корпусе установлены симметрично в два ряда, тогда количество установленных ванн в серии кратно четырём.

Принимаю N у =       установленных электролизёров в одной серии.

Для обеспечения постоянства производительности серии, в числе установленных электролизеров Nу должны быть резервные, для замены электролизёров при проведении капитального ремонта. Количество резервных ванн k_рез в одной серии рассчитывается по формуле

k_рез =                                                                (51)

где Nу – число установленных электролизёров в серии;

t –время простоя ванны в капитальном ремонте, по практическим данным 5–7 дней;

Т – срок службы электролизёра, 4 года;

365 – дней в году.

k_рез = ---------

Принимаю __ резервный электролизёр в серии. Тогда рабочих электролизеров Nр будет:

Nр = Nу - k_рез                                                                    (52)

где Nу - число установленных электролизеров;

k_рез – количество резервных электролизеров.

Nр =

Годовая производительность одной серии Pс, т

Pс = 0,335 * I * η * 8760 * Nр * 10^-3                                                  (53)

где 0,335 - электрохимический эквивалент, кг/(кА*ч);

I - сила тока, кА;

η - выход по току, д. е.;

8760 - часов в год;

Nр - число рабочих электролизёров в серии.

Pс =

5.2 Расчёт _________ серий

В _________ сериях будет:

- резервных электролизёров Крез =

- рабочих электролизёров Nраб

Nраб = Nр * n                                                                     (54)

Nраб =

- установленных электролизёров N_УСТ  

N_УСТ  = Nу * n                                                                (55)

N_УСТ  =

Годовая производительность Р, т

Р = Рс * n                                                                        (56)

Р =

Удельный расход электроэнергии W, кВт*ч/т

W =                                                                  (57)

где U_СР - среднее напряжение на электролизере, В (таблица 2);

0,335 - электрохимический эквивалент алюминия, кг/(кА*час);

η - выход по току, %

W = -----------------

Выход по энергии ηэ, г/(кВт*ч)

                                                         (58)

где 0,335 - электрохимический эквивалент алюминия, г/(А*час);

η - выход по току, %

U_СР - среднее напряжение на электролизере, В (таблица 2);

ηэ = -----------------

 

Рассчитанные параметры и показатели работы ____ СКЭ приведены в таблице 4.

 

 

5.3 Технико – экономические показатели работы _________ серий

 

Таблица 4 - Производственная программа по выпуску алюминия _____ СКЭ

Технико-экономические показатели, ед. изм.	Обозначение/ формула	Цифровое значение
Число установленных электролизёров, шт.	NУСТ
Время простоя одной ванны в капитальном ремонте, дни	t
Длительность планового периода, дни	Г	365
Число электролизёров в ремонте (резерве), шт.	Крез
Число рабочих электролизёров, шт.	Nраб
Сила тока, А	I
Выход по току, %	η
Производительность электролизёра, т/сутки	М
Среднее напряжение, В	UСР
Удельный расход электроэнергии, кВт*ч/т	W
Производительность ___ серий, т/год	Р