Файл: Лащивер Ф.М. Рациональное использование энергоресурсов в строительстве.pdf

' Средний расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла составляет:

при работе однопостовым сварочным трансформатором —

3,5—4 квт-час;

при работе от однопостового генератора постоянного

тока—6—8 квт-час;

при работе от многопостового генератора постоянного

тока—8—10 квт-час.

Сравнительные экономические показатели сварочных агрегатов постоянного и переменного тока приведены в табл. 32.

2 . Точечная и стыковая сварка

Широкое распространение на заводах строительной ин­ дустрии аппаратов точечной, многоточечной и стыковой свар­ ки объясняется их высокой производительностью, способ­ ностью работать на полуавтоматических и автоматических линиях, хорошим качеством свариваемой арматуры и эко­ номичностью сварки. Так, при контактной, стыковой сварке оплавлением и площади поперечного сечения в месте свар­ ки 100—500 мм2 расход электроэнергии на сварку одного стыка составляет соответственно 0,006—0,125 квт-час. При точечной сварке и диаметре свариваемой арматуры 6 и 12 мм расход электроэнергии составляет соответственно 0,13 и 0,62 квт-час на 100 свариваемых точек.

Важными особенностями контактной сварки являются быстрота процесса, время протекания сварочного тока, точ­ ное соблюдение времени по всем фазам цикла.

Основные показатели стыковой сварки методом сопро­ тивления — это удельная мощность, т. е. мощность, при­ ходящаяся на 1 мм2 площади сечения свариваемых деталей, и удельная плотность тока, т. е. тока, приходящегося на 1 мм2 площади сечения детали, а также длительность сварки и припуск на осадку.

Для точечной сварки такими показателями являются плотность и величина сварочного тока, длительность свар­ ки, усилие на электродах и величина контактной поверх­ ности электродов. Показатели режима сварки выбираются соответственно роду свариваемого металла, площади се­ чения (при стыковой сварке), толщине, размерам и форме свариваемых деталей (при точечной сварке). С точки зре­ ния энергоиспользования при работе на машинах точечной, и стыковой сварки целесообразно применять жесткие ско-

190

ротечные режимы сварки, при которых время протекания сварочного тока не превышает 0,3—0,5 сек.

Для лучшего охлаждения электродов и меньшей их из­ нашиваемости также более выгодны кратковременное протекание тока и длительные паузы.

Главное условие заключается в строгом соблюдении шкалы режимов и назначение их сообразно с диаметром или толщиной свариваемой арматуры.

Поскольку в аппаратах точечной сварки (МТП-75, МТП-100, МТП-150) основным узлом, автоматически рег­ ламентирующим режим сварки на всех стадиях цикла, является электронный регулятор (РВЭ-7А-1), то эконо­ мичность процесса сварки зависит от состояния этого ре­ гулятора и его правильной настройки. Исправность пневмоцилиндра обеспечивает перемещение верхнего элек­ трода с нужной скоростью и гарантирует требуемое давление ковки и качество сварки. Контактные поверхности свари­ ваемой арматуры должны быть свободны от ржавчины, так как в противном случае не будут созданы в этих местах минимальные переходные сопротивления, что снизит ка­ чество сварки. Важнейшим узлом этих машин является так­ же игнитронный контактор, безотказность в работе которого зависит исключительно от бесперебойности подачи охлаж­ дающей воды в корпус игнитрона и исправности выпрями­ телей в цепи зажигания. Длительный опыт эксплуатации игнитронных контакторов показал, что селеновые выпрями­ тели на заводах железобетонных изделий преждевременно выходят из строя из-за пыли и влаги в арматурных цехах. Замена селеновых выпрямителей на выпрямители с крем­ ниевыми или германиевыми диодами резко увеличивает срок службы игнитронных контакторов. Вместе с тем на многих предприятиях практикуется замена игнитронных контак­ торов обычными контакторами типа KT, что ведет не только к снижению экономических показателей сварки, но и к рез­ кому ухудшению качества свариваемых мест и снижению производительности при производстве арматуры.

Весьма перспективным представляется замена игнитрон­ ных контакторов на тиристорные. Всесоюзным научно-ис­ следовательским институтом электросварочного оборудова­ ния (ВНИИЭСО) совместно с предприятиями, изготавли­ вающими сварочное оборудование, разработаны несколько типов скоростных точечных машин, имеющих пневма­ тический привод с улучшенной динамической характеристи-

191

кой. Элементом, отсчитывающим этапы цикла, являются бесконтактные синхронные или ферритные регуляторы вре­ мени. В некоторых моделях этой серии (МТ 1608 и др.) прерывание тока осуществляется не игнитронным контак­ тором, а кремниевым управляемым вентилем-тиристором. Поскольку производительность машины зависит в основ­ ном от типа реле времени и быстродействующей электро­ пневматической аппаратуры, то бесконтактные синхронные регуляторы позволяют получить максимальную произво­ дительность при полуавтоматической и автоматической сварке и создают оптимальные условия для экономного расходования элетроэнергии при контактной электрической сварке.

У машин точечной сварки длина вторичного контура может изменяться в определенных пределах в зависимости от размеров и конфигурации свариваемых узлов путем из­ менения выпуска рукавов и электродержателей.

Следует учесть, что уменьшение вторичного контура влечет за собой сокращение непроизводительного расхода электроэнергии за счет уменьшения активного сопротив­ ления этого контура, что в заводских условиях часто упус­ кается из вида.

В арматурных цехах очень важно следить за тем, чтобы диаметры свариваемой арматуры соответствовали мощности аппаратов, на которых они свариваются. Нередки случаи, когда арматура диаметром 6 + 6 сваривается на машине МТП-200 при наличии машины меньшей мощности, например, МТП-75.

Не менее важным является установка в арматурных це­ хах у групповых щитов, питающих аппараты точечной и стыковой сварки, батарей статических конденсаторов со­ ответствующей мощности для компенсации реактивной мощ­ ности и повышения cos ср, так как для этих машин харак­ терен низкий коэффициент мощности, не превышающий 0,4—0,5.

3. Роль автоматизации

Анализ энергетического баланса показывает, что наи­ большую экономию энергетических ресурсов дают меропри­ ятия по рационализации технологических процессов. Пе­ реход на непрерывные, поточные процессы, повышение производительности машин и оборудования, внедрение оптимальных технологических режимов и автоматизации

192

металлоконструкции ЛЭП, газопроводы, а также стрелы и рамы для выпускаемых грузоподъемных кранов; мощность

таллоконструкций, экономия электроэнергии достигает 16— 20%. Раньше тот же объем работы выполняли 40 сварщи­ ков (40 аппаратов ТС-500), а сейчас на полуавтоматической линии занято всего 23 человека.

Но этим не исчерпывается экономический эффект от применения полуавтоматической линии.

На 70 m уменьшилась потребность в электродах по за­ воду в целом, так как используется всего 35—40 m легиро­ ванной проволоки, при которой отсутствуют огарки и нет покрытия (обмазки).

Резко повысилась прочность свариваемых швов, не тре­ буются дополнительные затраты труда на зачистку свар­ ных швов от шлака. Коэффициент перехода наплавленного металла в шов равен в среднем 0,93 против 0,5—0,6 при руч­ ной сварке.

Заметно возрастает основной энергетический показа­ тель — коэффициент наплавки. Если раньше при дуговой ручной электросварке он составлял 8—11 гр^а час, то сейчас

основного металла (провар) от 3—4 мм при ручной сварке до 6—8 мм за счет того, что удельное значение сварочного тока возрастает от 10 (при ручной) до 35—40 а на 1 мм2 поперечного сечения.

Счедует иметь в виду, что наиболее экономичные ре­ зультаты энергоиснользования достигаются при работе с источниками питания с полупроводниковыми выпрямителя­ ми, так как здесь отсутствуют первичные двигатели, обя­ зательные на сварочных машинах постоянного тока (типов ПСО и ПСУ), отличающиеся пониженным коэффициентом полезного действия.

В последние годы на предприятиях появилась новая схе­ ма подключения сварочных трансформаторов с автомати­ ческим регулированием подключенной мощности. По такой схеме 4—5 сварочных аппаратов работают на общие шины,

194

с количеством постов большим, чем число аппаратов, как при многопостовой сварке.

Схема предусматривает автоматическое включение и от­ ключение однофазных сварочных трансформаторов при из­ менении нагрузки, что позволяет лучше использовать мощ­ ность сварочных аппаратов и сократить потери холостого хода. Здесь сварочные аппараты автоматически подклю­ чаются к сети 380 в с помощью максимальных токовых реле, уставки которых подобраны по ступеням нагрузки: уставка первого реле выбрана по номинальному току первого трансформатора, а уставки последующих — по суммарным токам предыдущих включенных трансформа­ торов.

Так, например, если уставка первого реле 70 а, то вто­ рого — 150 и т. д. и, сообразно с потребляемым током фи­ дера, к которому подключены сварочные трансформаторы, автоматически регулируется количество и мощность под­ ключенных на общие шины аппаратов.

Такие схемы представляют значительный интерес, так как средневзвешенный коэффициент мощности установки повышается до 0,70—0,75, а экономия электроэнергии до­ стигает 12—15% по сравнению с автономной работой сва­ рочных аппаратов.

Хотя внедрение ограничителей холостого хода рекомен­ дуется только из соображений электробезопасностн, а не как обязательное мероприятие по экономии электроэнергии, следует всегда учитывать, что они способствуют разгрузке электрических сетей от реактивных токов, повышению cos ц> и созданию безопасных условий работы. Экономический

Ход расчета виден из следующего примера. Необходи­ мо рассчитать экономию электроэнергии при установке ограничителя холостого хода на сварочном аппарате, действующем в арматурном цехе завода ЖБИ и имеющем

реактивной мощности от номинальных значений. Расчет начи­ нается с определения номинальной мощности трансформатора

раничителя в несерийном производстве, а при серийном производстве — 0,25.

Тогда экономия электроэнергии за год при Кэ = 0 , 1 составит:

AW = (АР0 + KsQo) t = (0,56 + 0,1 • 5,1) 3600 = 3850 квт-ч. На больших жилых массивах, где возводятся дома из крупных панелей, и объектах промышленного строительства, где одновременно заняты сотни сварочных аппаратов, ос­ нащение сварочных трансформаторов ограничителями хо­ лостого хода может дать заметный экономический эффект.

Г Л Л В Л V I ГI

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

1. Влияние коэффициента мощности на работу электросборудования

К числу основных мероприятий по экономии электро­ энергии относится улучшение коэффициента мощности (cos ф) электрических установок.

.196