I. परियोजना की पृष्ठभूमि और उपकरण विनिर्देश
यह केस स्टडी एक मध्यम आवृत्ति प्रेरण पिघलने वाली भट्टी, मॉडल WDL-KGPS-800, की क्षमता 0.8 टन और अधिकतम क्षमता 0.96 टन के साथ, एल्यूमीनियम पिघलने के अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई है। उपकरण मध्यम आवृत्ति प्रेरण हीटिंग का उपयोग करता है और पिघले हुए एल्यूमीनियम को निकालने के लिए एक हाइड्रोलिक झुकाव प्रणाली से सुसज्जित है। विद्युत प्रणाली 380V/50Hz तीन-चरण बिजली की आपूर्ति के लिए कॉन्फ़िगर की गई है, जिसमें एक तीन-चरण छह-पल्स रेक्टिफायर और एक समानांतर-जुड़ा हुआ इन्वर्टर है।
इस उपकरण की मुख्य तकनीकी विशेषताएं KGPS मध्यम आवृत्ति बिजली आपूर्ति प्रणाली और स्टील-शेल हाइड्रोलिक झुकाव भट्टी निकाय का संयोजन हैं, जो फाउंड्री शॉप संचालन के लिए उपयुक्त मध्यम क्षमता वाली प्रेरण पिघलने का समाधान प्रस्तुत करती हैं।
II. KGPS मध्यम आवृत्ति बिजली आपूर्ति प्रणाली
बिजली आपूर्ति प्रणाली KGPS थाइरिस्टर-आधारित मध्यम आवृत्ति बिजली आपूर्ति को अपनाती है, जो एक दशक से अधिक के निरंतर तकनीकी विकास के माध्यम से परिपक्व हो चुकी है। रेक्टिफायर अनुभाग एक तीन-चरण पूर्ण-नियंत्रित पुल है, जिसमें 1500 वोल्ट का मध्यम आवृत्ति आउटपुट वोल्टेज, 500 kW की रेटेड शक्ति और 1000 Hz की आउटपुट आवृत्ति है। पावर फैक्टर 0.9 से अधिक है, और स्टार्टअप सफलता दर 100% है, जिसका अर्थ है कि हर स्टार्टअप प्रयास पर मध्यम आवृत्ति दोलन को मज़बूती से स्थापित किया जा सकता है।
नियंत्रण सर्किट आठवीं पीढ़ी के डिजिटल सर्किट बोर्ड आर्किटेक्चर को नियोजित करता है, जिसमें निरंतर शक्ति नियंत्रण, स्वीप्ट-फ़्रीक्वेंसी शून्य-दबाव सॉफ्ट स्टार्ट, और दोहरे बंद-लूप वोल्टेज-वर्तमान फीडबैक शामिल हैं। सुरक्षा प्रणाली में ओवरकरंट, ओवरवोल्टेज, अंडरकरंट, अंडरवोल्टेज, पानी की कमी और चरण-हानि की स्थितियाँ शामिल हैं। जब कोई भी पैरामीटर निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से पल्स आउटपुट को ब्लॉक कर देता है और मुख्य सर्किट बिजली को डिस्कनेक्ट कर देता है।
बिजली आपूर्ति कैबिनेट और कैपेसिटर कैबिनेट अलग-अलग व्यवस्थित हैं। कैपेसिटर कैबिनेट मध्यम आवृत्ति समानांतर क्षतिपूर्ति प्रदान करता है, सिस्टम पावर फैक्टर में सुधार करता है और वितरण लाइनों पर प्रतिक्रियाशील शक्ति संचरण हानियों को कम करता है। कैपेसिटर बैंक क्षमता प्रेरण कॉइल की अनुनाद आवृत्ति से मेल खाती है, जो इष्टतम शक्ति आउटपुट दक्षता के लिए रेटेड स्थितियों के तहत अनुनाद बिंदु के पास संचालन सुनिश्चित करती है।
III. प्रेरण कॉइल डिजाइन और चुंबकीय योक शील्डिंग
प्रेरण कॉइल मध्यम आवृत्ति भट्टी का मुख्य ऊर्जा रूपांतरण घटक है। जब ऊर्जावान होता है, तो कॉइल एक मजबूत वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो भट्टी के चूल्हे के भीतर धातु चार्ज में एडी धाराओं को प्रेरित करता है, जिससे गर्मी उत्पन्न होती है। कॉइल सामग्री T2 तांबा है जिसकी दीवार की मोटाई 5 मिमी है, जिसे सर्पिल ट्यूब के रूप में बनाया गया है। कॉइल डिजाइन परिमित तत्व विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र विश्लेषण पर आधारित है, जिसमें वास्तविक ऑपरेटिंग शक्ति और डिजाइन शक्ति के बीच विचलन 5% के भीतर नियंत्रित होता है।
कॉइल उन्नत टर्न-टू-टर्न इन्सुलेशन प्रसंस्करण को नियोजित करता है, जिसमें अक्षीय कंपन को कम करने के लिए समर्पित क्लैंपिंग तकनीक होती है। कॉइल की आंतरिक दीवार आयातित उच्च-तापमान प्रतिरोधी इन्सुलेट सामग्री से लेपित होती है, और पिघले हुए एल्यूमीनियम रिसाव के जोखिमों का पता लगाने के लिए एक भट्टी लाइनिंग रिसाव अलार्म प्रणाली स्थापित की जाती है। कॉइल की आंतरिक सतह पर 10 से 15 मिमी की मोटाई की एक दुर्दम्य कोटिंग लगाई जाती है, जो दो कार्य करती है: भट्टी लाइनिंग निर्माण की सुविधा प्रदान करना और लाइनिंग के थर्मल विरूपण को रोकना जो सेवा जीवन को प्रभावित करेगा।
चुंबकीय योक अर्धचंद्राकार प्रोफ़ाइल निर्माण के होते हैं, जिन्हें कोल्ड-रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीट से लेमिनेट किया जाता है और स्टेनलेस स्टील स्प्लिंट के साथ क्लैंप किया जाता है। योक और कॉइल की बाहरी सतह के बीच संपर्क सतह घुमावदार होती है, जो लाइन संपर्क के बजाय फेस संपर्क प्रदान करती है, बेहतर क्लैंपिंग दक्षता और कम चुंबकीय प्रवाह रिसाव प्राप्त करती है। सिलिकॉन स्टील शीट को थ्रू-बोल्ट के बजाय समर्पित स्प्लिंट के साथ मजबूत किया जाता है, जिससे शीट के प्रभावी चुंबकीय क्षेत्र को अधिकतम किया जाता है और स्थानीयकृत हीटिंग को कम किया जाता है। चुंबकीय योक चुंबकीय प्रवाह रिसाव को शील्ड करने, भट्टी निकाय को गर्म होने से रोकने, प्रेरण कॉइल का समर्थन और सुरक्षित करने और समग्र प्रणाली दक्षता में सुधार करने का कार्य करते हैं।
IV. हाइड्रोलिक झुकाव प्रणाली
भट्टी का झुकाव एक हाइड्रोलिक प्रणाली द्वारा संचालित होता है जिसमें उठाने के लिए भट्टी निकाय के दोनों ओर दो सिलेंडर लगे होते हैं। भट्टी की वापसी गुरुत्वाकर्षण द्वारा की जाती है। हाइड्रोलिक स्टेशन में दो मोटर और दो पंप होते हैं - एक सेवा में और एक स्टैंडबाय पर, स्वचालित स्विचिंग क्षमता के साथ। ईंधन टैंक पूरी तरह से बंद और वेल्डेड है, जिसमें साइड और टयूबिंग पोर्ट के अलावा कोई उद्घाटन नहीं है, ताकि हाइड्रोलिक तेल रिसाव को रोका जा सके।
हाइड्रोलिक झुकाव कंसोल मैनुअल वाल्व ऑपरेशन का उपयोग करता है, जिसमें 0 से 95 डिग्री का झुकाव कोण सीमा होती है। ऑपरेशन झटके या रेंगने के बिना सुचारू होता है, जिसमें समायोज्य गति और किसी भी स्थिति में पकड़ने की क्षमता होती है। यह डिजाइन पिघले हुए एल्यूमीनियम डालने की मात्रा के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता वाले कास्टिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
V. भट्टी निकाय संरचना
भट्टी का खोल एक स्टील-फ्रेम संरचना को अपनाता है, जिसमें एक निश्चित माउंटिंग बेस और एक झुकाव भट्टी निकाय शामिल है, जिसमें समग्र फ्रेम कॉन्फ़िगरेशन कठोरता सुनिश्चित करता है। चूल्हे के व्यास-से-ऊंचाई अनुपात को कंप्यूटर विश्लेषण के माध्यम से अनुकूलित किया गया है, जो उन्नत अंतरराष्ट्रीय भट्टी प्रोफ़ाइल डिजाइन सिद्धांतों को अपनाता है - एक बढ़ा हुआ अनुपात प्राकृतिक पावर फैक्टर में सुधार करता है और विद्युत दक्षता को बढ़ाता है।
पिघलने के दौरान उत्पन्न धुएं और कणों को पकड़ने के लिए भट्टी के ऊपरी अनुभाग के ऊपर एक संलग्न धूल संग्रह हुड स्थापित किया गया है।
VI. ग्रेफाइट क्रूसिबल और जल-कूल्ड केबल
क्रूसिबल ग्रेफाइट निर्माण का है, जो एल्यूमीनियम पिघलने के साथ अच्छी रासायनिक संगतता प्रदान करता है। प्रस्ताव में इंगित क्रूसिबल सेवा जीवन 4 से 6 महीने है, जो ऑपरेटिंग स्थितियों पर निर्भर करता है जिसमें चार्जिंग विधि, पिघलने का तापमान और डरोस हटाने की प्रथाएं शामिल हैं।
जल-कूल्ड केबल TU1 मल्टी-स्ट्रैंड ऑक्सीजन-मुक्त तांबे के तार से बने होते हैं, जो उच्च-शक्ति अग्निरोधक रबर टयूबिंग में शीथेड होते हैं, जिसमें कोल्ड-फोर्म्ड कनेक्टर अच्छी विद्युत चालकता और तन्यता ताकत प्रदान करते हैं। बिजली आपूर्ति पक्ष को कम से कम 12 m³ / घंटा की शीतलन जल प्रवाह दर की आवश्यकता होती है, जबकि भट्टी निकाय पक्ष को कम से कम 20 m³ / घंटा की आवश्यकता होती है। बिजली आपूर्ति पक्ष पर आउटलेट पानी का तापमान 35 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होना चाहिए, और भट्टी निकाय पक्ष पर 45 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होना चाहिए, जिसमें इनलेट पानी का दबाव 0.15 और 0.35 MPa के बीच बनाए रखा जाता है। जल शीतलन प्रणाली एक स्वतंत्र परिसंचारी शीतलन लूप बनाने वाले एक बंद शीतलन टॉवर, पानी के टैंक और एक नियंत्रण कैबिनेट से सुसज्जित है।
VII. प्रक्रिया प्रदर्शन पैरामीटर
रेटेड क्षमता 0.8 टन है, जिसमें अधिकतम क्षमता 0.96 टन है, और रेटेड टैपिंग तापमान 780 डिग्री सेल्सियस पर सेट है। पिघलने का समय प्रति भट्टी लगभग 60 मिनट है, जिसमें ±5% का स्वीकार्य विचलन है। इसके आधार पर, ठंडे चार्जिंग से टैपिंग तापमान तक पहुंचने का चक्र लगभग 1 घंटा है, जो लगभग 0.8 टन प्रति घंटा की पिघलने की दर के अनुरूप है। 500 kW की रेटेड शक्ति के साथ, विशिष्ट ऊर्जा खपत लगभग 625 kWh प्रति टन एल्यूमीनियम है, जो मध्यम आवृत्ति प्रेरण पिघलने वाली भट्टियों के लिए विशिष्ट दक्षता सीमा के भीतर आती है।