Выпускная квалификационная работа -

М ИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Институт	ИЭТЭ
Кафедра	ЭППЭ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(магистерская диссертация)

Направление				13.04.02 Электроэнергетика и электротехника
(код и наименование)
Направленность (программа)							Электротехнологические процессы и
установки с системами питания и управления

Форма обучения						очная
		(очная/очно-заочная/заочная)
Тема:		Создание метода поиска рационального электрического режима
ДСП заданного типа конструкции.


Студент			Эл-03м-19 Лазутин Д.С.
группа подпись фамилия и инициалы
Научный руководитель					профессор д.т.н. Кручинин А.М.
уч. степень должность подпись фамилия и инициалы
Консультант
уч. степень должность подпись фамилия и инициалы
Консультант
уч. степень должность подпись фамилия и инициалы

«Работа допущена к защите»
Зав. кафедрой					к.т.н. доцент Цырук С.А.
уч. степень звание подпись фамилия и инициалы
Дата	25.06.2021

Москва, 2021
М ИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Институт	ИЭТЭ
Кафедра	ИЭТЭ

ЗАДАНИЕ

НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ (магистерскую диссертацию)

Направление			13.04.02 Электроэнергетика и электротехника
(код и наименование)
Направленность (профиль)						Электротехнологические процессы и
установки с системами питания и управления

Форма обучения					очная
	(очная/очно-заочная/заочная)
Тема:	Создание метода поиска рационального электрического режима
ДСП заданного типа конструкции.


Студент		Эл-03м-19
группа подпись фамилия и инициалы
Научный руководитель
уч. степень должность подпись фамилия и инициалы
Консультант
уч. степень должность подпись фамилия и инициалы
Консультант
уч. степень должность подпись фамилия и инициалы
Зав. кафедрой				к.т.н. доцент Цырук С.А.
уч. степень звание подпись фамилия и инициалы

Место выполнения работы						кафедра ЭППЭ

Работа выполняется на примере ДСП-200 Волгоградского металлургического завода «Красный Октябрь».

Промышленные ДСП-200 низкомощного и мощного типа:

№29- ДСП-200 (45МВА): U₂_l= 591,5В; I_rab=43,9кА; R_p=0,65мОм; X_p=4,6мОм

№30- ДСП-200 (60МВА): U₂_l= 695В; I_rab=50кА; R_p=0,632мОм; X_p=4,5мОм

№38- ДСП-200 (60МВА): U₂_l= 650В; I_rab=50кА; R_p=0,632мОм; X_p=4,5мОм

№29- С 1971 г. на Волгоградском металлургическом заводе «Красный Октябрь» - базовая печь первой разработки:

Печной трансформатор АТЦН-45000/35 или ЭТЦ-45000/35

Номинальная мощность 45 МВ*А

Для периода плавления: p_ud=400 кВТ*ч/т.

№30 и №38 с 1974 реконструкция печи №29 на Волгоградском металлургическом заводе «Красный Октябрь».
Задание магистранту – октябрь-ноябрь 2020 (практика)
1. Написать реферат на тему «Тенденции развития и проблемы проектирования и наладки рационального электрического режима современных ДСП».
Задание магистранту –декабрь 2020 – январь 2021(учебно-методическая

работа)

Разработать учебную компьютерную программу контрольного домашнего задания КМ-3 дисциплины «Теория нагрева электрической дугой».

Задание магистранту –январь 2021 – февраль 2021(учебно-методическая работа)

Разработать учебную компьютерную программу курсовой работы дисциплины «Теория нагрева электрической дугой».

Задание магистранту –январь 2021 – февраль 2021(работа над диссертацей)

Написать 1-ую главу диссертации: Тенденции развития и проблемы проектирования и наладки рационального электрического режима современных ДСП. Постановка задачи работы.

Задание магистранту – февраль 2021 (работа над диссертацей)

Написать 2-ую главу диссертации: Расчет параметров эквивалентной схемы ДСП рабочих значения рационального тока и напряжения дуги методом ТОМЭД.

Задание магистранту – март 2021 (работа над диссертацей)

Написать 3-ую главу диссертации: Расчет длины дуги ДСП методом ТОМЭД.

Задание магистранту – апрель 2021 (работа над диссертацей)

Написать 4-ую главу диссертации: Расчет характеристик действующего и рационального режима с целью аудита действующего электрического режима промышленных ДСП-200.

Задание магистранту – май 2021 (работа над диссертацей)

Написать заключение. Оформление диссертации и подготовка презентации к защите.

1.Обоснование выбора темы выпускной квалификационной работы

Тема данной работы является востребованной и актуальной.
Рассматриваются вопросы, которые исходят из проблем и задач,
решаемых экономической наукой, для поиска рационального
электрического режима для ДСП.











Научный руководитель		Кручинин А.М.	дата	21.06.2021

Студент	Лазутин Д.С.		дата	21.06.2021

2.Консультации по разделу






Подпись консультанта		дата

3.Консультации по разделу






Подпись консультанта		дата

4. План выполнения выпускной квалификационной работы

№ п\п	Содержание разделов	Срок выпол- нения	Трудоём- кость, %
I.	Теоретическая часть	08.02.2021- 15.04.2021	30
II.	Экспериментальная часть	16.04.2021- 01.06.2021	30
III.	Публикации	02.06.2021- 17.06.2021	15
IV.	Оформление диссертации	18.06.2021- 20.06.2021	15

5. Рекомендуемая литература

1. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. Ч. 2. Дуговые печи. Учебное пособие для вузов. М.: «Энергия», 1970, 264с.

2. А.Д.Свенчанский, И.Т.Жердев, А.М.Кручинин и др. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева/ Под редакцией А.Д. Свенчанского – М: Энергоиздат, 1981. – 286с.

Оглавление
Введение. Тенденции развития и проблемы проектирования и наладки рационального электрического режима современных ДСП. Цели и задачи работы..................................................................................................................8

Глава 1. Метод теплообменной модели дуги (ТОМЭД)................................ 9

1.1.Структурная модель дуги Г.Меккера (Maecker H.) Физические положения и особенности консервативной (цилиндрической) части столба модели дуги Меккера.........................................................................................9

1.2. Метод универсальных характеристик дуги в расчетах характеристик цилиндрической модели дуги ДСП…………................................................ 11

1.3. Метод структурных характеристик дуги в расчетах характеристик реальной дуги ДСП...........................................................................................14

1.4. Расчет электрических характеристик ДСП с учетом рабочей реактивности эквивалентной схемы……........................................................18

Глава 2. Метод расчета энергетических и динамических характеристик электрического режима ДСП………................................................................20

2.1. Определение удельного расхода электрической энергии на расплавление твердой шихты....................................................................................................20

2.2. Определения предельно допустимой скорости перемещения электрода в системе автоматических регуляторов тока ДСП, исходя из условия устойчивости дуг................................................................................................21

3. Заключение......................................................................................................30

4. Используемая литература..............................................................................31

Введение. Тенденции развития и проблемы проектирования и наладки рационального электрического режима современных ДСП. Цели и задачи работы.
ДСП является наиболее распространенным типом дуговых печей в электрометаллургии из-за важности их использования в сталеплавильном производстве. Основные принципы ведения плавки инструментальных, нержавеющих, трансформаторных, жаропрочных, подшипниковых сталей сформировались в 30-40-е годы. Следующий этап развития сталеплавильного производства относится к 50-м годам прошлого столетия, который связан с увеличением емкости печей, повышением мощности трансформатора и применением кислорода для интенсификации расплавления твердой шихты. Изготовленные Новосибирским заводом электротермического оборудования 100т печи вступают в строй на Челябинском металлургическом комбинате, Кузнецком, Осколольском и Череповецком комбинатах. В 1971 году на заводе «Красный Октябрь» начинает работать печь ДСП-200.

На следующем этапе развития ДСП, в 60-е годы решается проблема отсечения шлака при выпуске металла, создаются печи с донным и эркерным выпуском. Возникает желание более полного использования мощности дорогостоящих печных трансформаторов в процессе всей плавки, а не только во время расплавления твердой шихты. Проблема решается путем замены огнеупоров свода и стен водоохлаждаемыми металлическими панелями.

В итоге развития данного направления становится нерациональным проведения в печах всего цикла плавки высоколегированных и указанных специальных сталей. ДСП в сталеплавильном производстве начинает рассматриваться как агрегат для расплавления шихты и получения полупродукта или рядовой стали. Операции по доводке стали переносятся в агрегаты внепечной обработки.

Не зависимо от этапов развития ДСП и технологии плавки стали стадия расплавления шихты сохраняется, а следовательно, проблемы проектирования и выбора электрического режима в этот основной период плавки остаются неизменными: достижение минимального расхода электроэнергии на плавление твердой шихты и максимальной устойчивости горения дуг в процессе плавки.

Однако решение данной задачи при выборе рационального электрического режима при расплавлении твердой шихты наталкивается на принципиальные методологические проблемы, которые требуют отдельного решения.

Прежде всего, к таким проблемам относятся:

- отсутствие модели дуги, учитывающей связь электрического режима с меняющимися в процессе плави условиями теплообмена дуги в плавильном пространстве печи;

- отсутствие методов определения структуры нагрева электрической дугой в плавильном пространстве, которая влияет на расход электроэнергии на расплавление шихты;

- отсутствие методов идентификации длины дуги как основного параметра, определяющего рациональность электрического режима ДСП;

- отсутствие надежных методов учета влияния искажения тока дуги на реактивность эквивалентной схемы ДСП;

- отсутствие модели дуги, учитывающей влияние теплового режима электрода на энергофизические характеристики ДСП.

Разработанные на основе положений современной теории нагрева электрической дугой в МЭИ методы теплообменной модели электрической дуги (ТОМЭД) позволяют практически на основе методов нелинейной алгебры решить указанные проблемы как на стадии разработки технического задания рабочего проектирования ДСП, так и при пуско-наладочных работах на действующей печи.

Скачать файл (378.2 kb.)

Выпускная квалификационная работа - файл