2015年問13 熱損失とエネルギー原単位

過去問解説

2015年 電力応用 問13 電気加熱 (解けるようになっておきたい)

金属を溶解するある誘導路設備について、現状の運転による場合と、熱損失を改善して運転した場合について考える。ここで、次の項目は、改善前後における共通の条件とする。

設備の定格容量\(P=6[MW]\)

力率\(\cos \varphi=75[\%]\)(負荷の変化によらず一定とする)

全電気効率\(\eta=95[\%]\)(負荷の変化によらず一定とする)

1)誘導炉の現状の運転について考える。

現状の入力電力及び設備の熱損失は次のとおりとする。

入力電力\(P_1=6[MW]\)

設備の熱損失\(L_1=500[kW]\)

(負荷の変化によらず一定とする)

①定格電力\(P\)がこの設備の最大需要電力であるとすると、この設備へ給電するために必要な変圧器容量は\(\fbox{11}[MVA]\)である。

②入力電力\(P_1\)のとき、被加熱材の溶解に寄与する正味の電力は\(\fbox{12}[MW]\)である。

③入力電力\(P_1\)で、加熱時間50分のとき、非加熱材\(W=10[t]\)を溶解処理できた。このときの電力原単位は\(\fbox{13}[kW・h/t]\)である。

2)誘導路の熱損失を現状から改善した場合について考える。ここで、改善後の熱損失は次のとおりとする。

設備の熱損失\(L_2=200[kW]\)(負荷によらず一定とする)

①加熱時間を現状から変えずに運転すれば、熱損失の改善によって、入力電力を現状の運転時の\(\fbox{A}\)[%]まで低減できる。

②入力電力を現状の\(P_1\)から変えずに運転すれば、熱損失の改善によって、加熱時間を現状の50分から\(\fbox{B}[分]\)まで短縮することができる。

 

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