БСЭ - Большая Советская энциклопедия (На)
Лит . см. при ст. Нагрев металла .
В. М. Тымчак.
Нагревательные приборы
Нагрева'тельные прибо'ры, общее название теплотехнических приборов, применяемых для нагрева веществ, предметов, среды, отопления помещений и т.п. Различают Н. п. теплогенерирующие и теплообменные. В теплогенерирующих Н. п. происходит превращение в теплоту различных видов энергии, например химической — при сгорании топлива (см. Газовые приборы ) или электрической. В теплообменных Н. п. происходит передача тепла, подводимого различными теплоносителями (например, горячей водой, паром, см. Отопительные приборы , Калорифер , Бойлер ).
Нагревательный колодец
Нагрева'тельный коло'дец, печь для нагрева стальных слитков перед прокаткой. Н. к. устанавливаются перед обжимными станами (блюмингами и слябингами ), на которых обычно прокатывают слитки массой не менее 2—3 т . Рабочее пространство Н. к., имеющее форму параллелепипеда, закрывается крышкой, передвигаемой с помощью напольного крана. Слитки загружают в Н. к. и выдают их из Н. к. краном с клещевым захватом. В Н. к. слитки находятся в вертикальном положении. Благодаря этому исключается опасность смещения усадочной раковины при поступлении в колодец слитков с незастывшей сердцевиной, а также обеспечивается быстрый нагрев металла (т.к. тепло подводится через всю поверхность слитка). Несколько Н. к. объединяют в группу с общими строительными сооружениями и помещением щита управления.
Н. к. — печи периодического действия, характеризующиеся переменным во времени тепловым и температурным режимами. Колодцы отапливают, как правило, доменным или коксо-доменным газом; на ряде заводов применяют природно-доменный газ. Оптимальная тепловая мощность Н. к. 200—300 Мдж/т садки (нагреваемых слитков).
Н. к. классифицируют по конструктивным признакам: регенеративные, рекуперативные (с отоплением из центра пола или одной верхней горелкой) и электрические. Рабочее пространство регенеративных Н. к. имеет размеры (3—55)´2,2 м и глубину 3 м . К торцам рабочего пространства примыкают регенераторы для подогрева газа и воздуха. Основные недостатки Н. к. такого типа — несовершенство системы сжигания топлива и трудность автоматизации процесса нагрева. В новых цехах регенеративные Н. к. не строятся.
Рабочее пространство рекуперативных Н. к. с отоплением из центра пода имеет форму квадрата со стороной 4,5—5 м , глубиной около 3 м . Слитки устанавливают у стен. Горелка расположена в середине пода и направлена вертикально вверх. К рабочей камере с двух сторон примыкают камеры рекуператоров для подогрева воздуха. Основное преимущество рекуперативных Н. к. с отоплением из центра пода — высокое качество нагрева металла. Управление тепловым режимом поддаётся автоматизации. Недостаток Н. к. этого типа — потери воздуха в рекуператорах. Такими колодцами оснащены многие станы, сооруженные в СССР в 50-х гг. 20 в. Рекуперативные Н. к. с одной верхней горелкой имеют рабочее пространство длиной 6—10 м , шириной 2,5—3,5 м и глубиной 3,5—4,5 м . Колодец отапливается горелкой, расположенной горизонтально в верхней части одной из торцовых стен рабочего пространства. Продукты сгорания отводятся через окна в нижней части той же стены, к которой примыкает рекуператор для подогрева воздуха. Благодаря тому, что подогретый воздух подаётся к горелке инжектором, исключаются потери воздуха в рекуператоре. Достоинство Н. к. этого типа — высокая степень использования площади цеха. Такими колодцами оснащены обжимные станы, построенные в СССР в 60-х гг.
Для нагрева слитков качественной стали в ряде случаев применяют электрические Н. к. Нагревательными элементами в таких колодцах служат карборундовые желоба, заполненные нефтяным коксиком в качестве материала сопротивления. Желоба установлены вдоль рабочего пространства по всей длине. Электрические Н. к. бывают сдвоенные (с разделительной стенкой), с двухсторонним обогревом, с тремя нагревателями и с одним нагревателем в середине. В Н. к. такого типа окисление металла при нагреве не превышает 0,2—0,3% (вместо 1% в др. Н. к.). Подавая в рабочее пространство небольшие количества газа или мазута, можно создать в колодцах науглероживающую среду. Электрические Н. к. экономически эффективны при нагреве горячих слитков.
Лит.: Аксельруд Л. Г. Сухов И. И., Тымчак В. М., Нагревательные колодцы, М., 1962.
Г. А. Бибик, Л. М. Иоффе.
Нагрузка электроэнергетической системы
Нагру'зка электроэнергети'ческой систе'мы, суммарная электрическая мощность, расходуемая всеми приемниками (потребителями) электроэнергии, присоединёнными к распределительным сетям системы, и мощность, идущая на покрытие потерь во всех звеньях электрической сети (трансформаторах, преобразователях, линиях электропередачи). Зависимость изменения Н. э. с. во времени, т. е. мощности потребителя или силы тока в сети в функции времени, называется графиком нагрузки. Различают индивидуальные и групповые графики нагрузки — соответственно для отдельных потребителей и для групп потребителей. Н. э. с., определяющиеся мощностью потребителей, являются случайными величинами, принимающими различное значение с некоторыми вероятностями. Потребители обычно работают не одновременно и не все на полную мощность, поэтому фактически Н. э. с. всегда меньше суммы индивидуальных мощностей потребителей. Отношение наибольшей потребляемой мощности к присоединённой мощности называют коэффициентом одновременности. Отношение наибольшей нагрузки данной группы потребителей к их установленной мощности называется коэффициентом спроса. При определении Н. э. с. различают среднюю нагрузку, т. е. значение нагрузки энергосистемы, равное отношению выработанной (или использованной) за определенный период времени энергии к длительности этого периода в часах, и среднеквадратичную Н. э. с. за сутки, месяц, квартал, год. Под активной (реактивной) Н. э. с. понимают суммарную активную (реактивную) мощность всех потребителей с учётом её потерь в электрических сетях. Активная мощность Р отдельной нагрузки, группы нагрузок или Н. э. с. определяется как Р = S ×cosj, где S = UI — полная мощность (U — напряжение, I — сила тока), cos j — коэффициент мощности, j = arcts Q/P где Q — реактивная мощность нагрузки. Н. э. с. с резко или скачкообразно меняющимся графиком называется толчкообразной нагрузкой. В Н. э. с. при изменении условий работы и нарушениях режима энергосистемы (изменении напряжения, частоты, параметров передачи, конфигурации сети и т.д.) возникают переходные процессы . При изучении этих процессов обычно рассматривают не отдельные нагрузки, а группы нагрузок (узлы нагрузки), присоединённых к мощной подстанции, высоковольтной распределительной сети или линии электропередачи. В состав узлов нагрузок могут включаться также компенсаторы синхронные или отдельные маломощные (значительно меньше нагрузки) генераторы либо небольшие станции. Состав потребителей, принадлежащих к узлу нагрузки, в зависимости от района (город, промышленный или с.-х. район и т.д.) может меняться в довольно широких пределах. В среднем нагрузка для городов характеризуется следующим распределением: асинхронные электродвигатели 50—70%; осветительные приборы 20—30%; выпрямители, инверторы, печи и нагревательные приборы 5—10%; синхронные электродвигатели 3—10%; потери в сетях 5—8%.
Процессы в узлах нагрузки оказывают влияние на работу энергосистемы в целом. Степень этого влияния зависит от характеристик нагрузки, под которыми обычно понимают зависимости потребляемой в узлах активной и реактивной мощностей, вращающего момента или силы тока от напряжения или частоты. Различают 2 вида характеристик нагрузок — статические и динамические. Статической характеристикой называется зависимость мощности, момента или силы тока от напряжения (или частоты), определяемая при медленных изменениях Н. э. с. Статическая характеристика представляется в виде кривых Р =j1 (U ); Q = j2 (U ); Р = j1 (f ) и Q = j2 (f ). Эти же зависимости, определённые при быстрых изменениях Н. э. с., называются динамическими характеристиками. Надёжность работы энергосистемы в каком-либо режиме в значительной мере зависит от соотношения Н. э. с. в этом режиме и возможной предельной нагрузки.
Лит.: Маркович И. М., Режимы энергетических систем, 4 изд., М., 1969; Веников В. А., Переходные электромеханические процессы в электрических системах, М., 1970; Электрические нагрузки промышленных предприятий, Л., 1971; Керного В. В., Поспелов Г. Е., Федин В. Т., Местные электрические сети, Минск, 1972.
