Home

 


  "ИК - Електроника"


Проверрете атестата
 

 

[Under Construction]

 

Да заменяме ли

 Баластните реостати ?
 

Технико- икономически анализ

за използването на баластни реостати…

 

1. Изходни данни

1.     Стойност на 1 баластен реостат- произведен във Варна- 219 EUR

2.     Стойност на основен ремонта на 1 баластен реостат- 145 EUR

3.     Стойност на 1kWh ел. енергия

·        Дневна-  0,084166 без ДДС    0,101 лв. с ДДС

·        Нощна-  0,051666 без ДДС   0,062 лв. с ДДС

·        Върхова -  0,135833 без ДДС    0,163 лв. с ДДС

·        Средно дневна -  0,11 лв. без ДДС

4.     Стойност на 1 полско устройство за безбаластно регулиране на заваръчния ток е 1639EUR, на българско- 1093EUR, а на немско 1200 EUR

 2.Икономически разчет

1.Загуби на ел. енергия- при ток 35

Pp =( Uи – Uд ) Iд t [kWh] = [( 63 – 30 ) 1] 200 = 6,6 kWh

където:

Pp – енергия разсейвана в реостата за 1 час

Uи – напрежение на източника

Uд – напрежение на дъгата

Iд  - ток на дъгата

 При 6 часа работен ден:

Pp . t = 6,6 . 6 = 39,6 kWh  за работен ден

 За 1 година при 21,3 работни дни на месец :

Ег = 12 . 21,3 . 39.6 = 10121,76 kWh= 10122 kWh

където:

Ег  - годишен разход на ел. енергия за 1 реостат

Или за 1 реостат при 6 часов работен ден за 12 м. при 21,3 раб. дни за месец загубите от ел. енергия са Ег = 10122 kWh

Или при средна стойност на ел. енергията за промишлени нужди 0,11 лв./kWh :

Иер = 0,11 . 10121,76 = 1113,39 лв./год. без ДДС=1113 лв./год.

където:

Иер – цена на изразходваната ел. енергия от 1 реостат

Разходите на ел.енергия от неправилно скачване на баластните реостати към точките и от претоварване на захранващите кабели могат да достигнат до 2 – 4 % от общите разходи / във функция са на преходното съпротивление и тока на заваръчната дъга/

Е кгд = Е г . 3%=  303 kWh

И егд = Иег . 3% = 33 лв.

където:

Е кгд – общ разход на допълнителните загуби

И егд – обща цена на допълнителните загуби

Или общо разходите от използването на 1 неправилно скачен реостат само от ел. енергия са 10425 kWh или 1146 лв. или 598 EUR.

Стойността на един нов баластен реостат в България е 219 EUR, а цената на един основен ремонт е 145 EUR. Тук не се включват цените на текущите ремонти, ремонтите на захранващите точки, шпилки, захранващи кабели и други, които обикновено се считат за текущи разходи.

 2.Срок за откупуване на 1 безбаластен регулатор

О1 = Ц1 / Иер

където:

О- срок за откупуване на безбаластен реостат

Ц1 – единична цена на безбаластен реостат

В случая изплащането е само от икономията на ел. енергия. Ако се има предвид и единичната цена на 1 баластен реостат и разходите за ремонти, тогава времето на изплащане е:

О1 = [Ц1 ЦБР] / [Иер + Цор]

където:

ЦБР – единична цена на баластен реостат

Цор – цена на основен ремонт на баластен реостат

О1 = 2г- за немско

О1 =1,8г- за българско

О1 =2,7- за полско

В разглеждания случай срока за откупуване е около 2 години и считам, че замяната на баластни реостати с безбаластни регулатори е целесъобразно. 

 …и  малко теория за многопостово и еднопостово заваряване…

 I.Регулиране на заваръчния ток с баластни реостати

При многопостовото заваряване се подава еднакво напрежение на празен ход /п.х./ и всеки пост трябва да има устройство, което да му създава стръмно падаща характеристика. Такива устройства са баластните реостати, които трябва да отговарят на съответните стандарти. В най- общия случай те са за заваръчен ток до 200, 315 и 500А, като теглото им варира от 30 до 40 кг. Тук се регулира само големината на заваръчния ток, което не винаги е достатъчно. Често се оказва необходимо да се ограничава и напрежението на п.х. в интервала между заварките. При работа на кораби мястото е ограничено и е възможно случайно съприкосновение на ръчока с метална стена, което повишава рисковете от пожар. Разработени са устройства чрез които се ограничава тока на п.х. и те основно се делят на 3 вида: с делител на съпротивления, с отделни трансформатори и с тиристорни регулатори на напрежение.

Широкото използване на баластните реостати в многопостовите системи на заваряване се дължи на простото им устройство и лесната експлоатация. Същевременно те притежават съществени недостатъци, а именно:

·        голяма загуба на енергия в съпротивленията

·        сравнително кратък срок на работа

·        ниска надеждност при работа

·        големи разходи при ремонта

·        заваръчният ток не може да се регулира по време на работа

Всичко това изисква замяна на баластните реостати с други устройства, които не притежават тези недостатъци.

 II.Безбаластно регулиране на тока и напрежението

С развитието на полупроводниковата техника се създават нови устройства, заменящи баластните реостати. В тази насока се работи по две направления:

·        тиристорни регулатори, които не променят системата за многопостово заваряване и напълно заменят баластните реостати и

·        другото, което предполага използване на система захранвана с променлив ток и последващо изправяне на заваръчния пост

Управлението се извършва по широчинно- импулсен или честотно- импулсен метод с последващо изглаждане. Широчинно- импулсния метод може да се използва при захранване на поста както с постоянен, така и с променлив ток. Честотно- импулсния метод рационално се използва при захранване на поста с постоянен ток.

Безбаластните регулатори на тока се разработват на база управляеми вентили- тиристори или мощни транзистори. Все още на транзистори се изработват регулатори с по- малка мощност.

Замяната на баластните реостати с полупроводникови устройства позволява плавно регулиране на заваръчния ток, рязко намаляване на загубите на електроенергия, унифициране на оборудването, разширяване областта на приложение на многопостовите системи и повишаване ефективността та труда на заварчика.

Основното при безбаластните регулатори на тока на дъгата е тяхната автономност. Разработен е български многопостов източник “Релкон”, в който са вградени и регулаторите, а до заварчика е изведен само потенциометър за дистанционно регулиране.

В момента се експериментират безбаластни регулатори по заявка на Русенска корабостроителница, разработени в София.

Промишлено се изработват и продават на международния пазар многопостови изправители с безбаластни регулатори и отделно безбаластни регулатори от полската фирма ZASO и немската фирма                                    .

III. Правотокова система за многопостово заваряване

1.Технико- икономически изисквания за осигуряване условия за добра ръчна електрозаварка

·        константно напрежение на правотоковата система (60- 65)V като контактно напрежение за запалване на дъгата

·        напрежение (60- 65)V осигурява оптимални условия за най- употребяваните токове на заваряване в границите 350А при 30V и 150А при  24V, на които съответстват коефициентите от напрежението на п.х. към тока на к.с. от 0,1 до 0,3.

·        при колебание на напрежението до 5V, вследствие неизбежното удължаване на дъгата при ръчно електродъгово заваряване изменението на тока на дъгата при 30V работно напрежение е 15% и е приемливо за нормално облечени електроди, чието напрежение на заваряване е по- малко или равно на на половината от контактното напрежение (60- 65)V

·        при контактно напрежение двойно по- голямо от напрежението на заваряване к.п.д. на баластния реостат е 0,5.

Многопостовата система поема основния товар, а за временните върхови натоварвания обикновено се включват единични заваръчни агрегати. Тази смесена система се оказва най- икономична при корабостроенето и кораборемонта.

·        захранването на шинопроводите на многопостовата система бива едностранно, двустранно или пръстеновидно.

Начина на захранване се определя от изискването допустимите загуби на напрежение в шинопровода да бъде (5- 7,5)V, на което съответства изменение на заваръчния ток от 10 до 16%. Тези изменения на заваръчния ток могат да се овладеят без да се влошава качеството на заваръчния шев.

2.Определяне възможния брой заваръчни постове при известна инсталирана мощност

Необходимите изходни данни за този разчет са номинален заваръчен ток Iз, заваръчно време Т и коефициент на едновременост Х. При тези известни данни от сервизните номограми на съответните токоизправители се отчита броя на заварчиците. В случаите, когато липсват такива данни с достатъчна за практиката точност могат да се правят разчети при следните допускания: приема се коефициент 0,5 ,отчитащ коефициента на едновременност, заваръчното време и всички останали фактори, номинален ток на токоизточника 1100А и при различни заваръчни токове Iз се определя броя на заварчиците:

Бзав = Iти  / 0,5 Iз  = 1100 / 0,5 Iз = 2200 / Iз  

където

Бзав – брой на заварчиците

Iти – номинален ток на токоизточника

Iз  - заваръчен ток

Тогава за  Iз  = 200А  брой заварчици  Бзав = 11 човека

                  Iз  = 250А  брой заварчици  Бзав = 8 - 9 човека

                  Iз  = 150А  брой заварчици  Бзав = 14 - 15 човека

С достатъчна за корабостроенето и кораборемонта точност може да се приеме, че на всеки 1100А зав. ток отговарят 11- 12 човека, или при 60V захранващо напрежение на всеки 71,5kW инсталирана заваръчна мощност отговарят 11- 12 човека.

 

1100А

11- 12 човека

71,5kW

11- 12 човека

 

IV.Нормиране разхода но ел.енергия при ръчно електродъгово заваряване с многопостовите системи

Разходът на ел.енергия за дължина на шева 1 метър е:

Аеи = Ае Gн

където:

Ае – изразходвана ел.енергия без отчитане на загубите в силовата верига  и трансформаторите

Gн  - маса на наварения метал по дължина на шева 1 м.

Ае = [ Bt+ wo (T-t) ] / G

където:

B= Uд Iзав / h1000

Uд – напрежение на дъгата в V

Iзав - сила на заваръчния ток в A

h - к.п.д. на заваръчния пост

Т – пълното време на заваряване в часове h

t – времето на горене на дъгата за време Т в часове h

G маса на наварения метал в килограми kg

wo - мощност но п.х. на захранващия токоизточник в kW

 Относителния разход на ел.енергия е :

Аеи = D / 0,001 I aн

където:

D = wд / h + 1 / kизп wo

kизп – коефициент на използване на заваръчния пост, равен на отношението на времето на горене на дъгата за смяна към продължителността на смяната

aн – коефициент на наваряването g/Ah

wд – мощност на заваръчната дъга в киловати kW

wд = 0,001Uд I

С отчитането на загубите в мрежата и подстанцията при укрупнени разчети Ае може да се приеме за еднопостов агрегат (6 ¸ 7)kWh/kg, за многопостовите заваръчни машини за постоянен ток (8 ¸ 11)kWh/kg, за еднопостов еднофазен трансформатор /без осцилатор/ (3 ¸ 5)kWh/kg, при заваряване на променлив ток (3 ¸ 4)kWh/kg и при заваряване с постоянен ток (6 ¸ 7)kWh/kg.

Извод: Разходът на ел.енергия за дължина на шева 1 метър с отчитане на загубите в мрежата и подстанцията за еднопостов агрегат е (6 ¸ 7)kWh/kg при р.е.д.з. При известно количество наварен метал G лесно става пресмятането на реално използваната ел.енергия за извършената работа, а именно:

Аеи = Ае Gн = (6 ¸ 7) Gн

 Заключение: Знаех си, че съвсем без лъжа не може… Приехме работното време за 6 часа и през цялото време работехме с него, но реално загубите за смяна на електроди, изчукване на шлаки от шева и др. спомагателни операции намаляват чистото заваръчно време с около 20 – 30%. Следователно и разхода на електроенергия става по- малък и от там срока на откупуване се повишава както следва: 7298 kWh ел. енергия за 1 год. от 1 реостат и срока за откупуване на безбаластното устройство става около 2 години и 4 месеца.

Печалбата от икономия на електроенергия и повишеното качество на заваръчния шев в дългосрочен план, както и факта че сервизът за немските устройства е във Варна  прави инвестицията перспективна и печеливша.

 

И в заключение 

 …решението остава за Вас.

 

Изпратете писмо на dokov@engineer.bg с въпроси, или предложения за този сайт.
Последни изменения:Януари 29 2012 г.