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          電磁感應加熱烘缸加熱功率的探討

          來源:中華紙業傳媒 編輯:中華紙業傳媒 時間:2019-09-09
          導讀:烘缸作為造紙、紡織、印染、無紡布、皮革加工等行業廣泛使用的設備,其加熱方式傳統上主要分為兩大類:蒸汽烘缸、油熱烘缸。近些年,隨著社會的快速發展和人們環保節能意識的日益提高,傳統加熱方式的烘缸設備存在著一些方面的不足。需要從根本上改變傳統的加
          烘缸作為造紙、紡織、印染、無紡布、皮革加工等行業廣泛使用的設備,其加熱方式傳統上主要分為兩大類:蒸汽烘缸、油熱烘缸。近些年,隨著社會的快速發展和人們環保節能意識的日益提高,傳統加熱方式的烘缸設備存在著一些方面的不足。需要從根本上改變傳統的加熱方式,并尋求一種更節能環保而又安全的替代方案。
          1 感應加熱技術應用于烘缸的優越性
          感應加熱是通過電能與電磁能的相互轉換,最終轉化成金屬內部的熱能,達到加熱的目的。它是一種非常好的加熱方式,已經成功應用于汽車、電子等工業生產過程中。感應加熱技術有一些方面的優點。
          (1) 加熱速度快、效率高、能源效率可達90%以上,更為節能。
          (2) 被加熱工件變形小,工件表面氧化脫碳較輕,不易生銹腐蝕。
          (3) 感應加熱設備易實現機械化和自動化,便于管理,節約人力,可提高生產效率。
          (4) 感應加熱可達到300℃或400℃及以上的溫度,可以滿足較高溫度的特殊工藝要求。
          (5) 節能環保、無噪聲、工作環境干凈、安全,適合現代環保的要求。
          將感應加熱技術應用于烘缸,在一定程度上可以解決設備投資高、能源浪費大、難以提供更高的溫度、有安全隱患等問題[8]。因此,電磁感應加熱烘缸的開發具有廣泛的工業應用價值和前景,對該技術的改進與完善具有非常重要的意義。
          2 電磁感應加熱烘缸的原理
          將交變電源接入到電磁控制器中,由電磁控制器將交變電流整流、濾波、逆變成高頻交流電,通過輸出端子與電磁加熱烘缸外均勻布置的電磁加熱線圈連接,高速變化的電流通過電磁線圈會產生高速變化的磁場,當磁場磁力線通過金屬輥筒時,會在輥筒內產生無數的小渦流,由于輥筒金屬材料的固有電阻作用會產生大量的熱量,使輥筒高速發熱。見圖1。
          在開發電磁感應加熱烘缸的過程中,加熱功率的大小配置選擇非常重要,功率配置過大,會造成一定程度的能源浪費,功率配置過小,又體現不出電磁感應加熱烘缸加熱速度快的優點或者甚至達不到較高溫度的特殊生產工藝要求。
          3 加熱功率計算
          下面探討電磁感應加熱烘缸中加熱功率的計算,希望能對電磁感應加熱烘缸的開發設計起到一定的參考作用。
          經計算可得,若烘缸配置加熱功率為35kW,約30min產生的能量就能滿足紙張加熱到200℃所需的熱量、水加熱到100℃所需要的熱量、蒸發水分消耗的熱量、烘缸加熱到200℃所需的熱量的總和。在實際工業生產過程中,從試機到最終穩定生產的時間越短,生產效益將會越高。
          電磁感應加熱烘缸加熱功率的計算為開發電磁感應加熱烘缸的過程中配置合適的功率,提供了選擇的依據,也為提高工業生產效率方面提供了參考。
          4 結論
          4.1烘缸加熱到200℃所需的熱量最大,遠大于其它熱量值。不同的烘缸材質及尺寸會影響最終熱量的高低。因此,選擇合適的烘缸材質及尺寸很重要。紙張加熱到200℃所需的熱量與蒸發10%水分消耗的熱量較接近可知,若紙張的含水率越高,蒸發水分消耗的熱量也會越高。
          4.2當烘缸溫度達200℃時,需配置加熱熱率至少32kW才能將烘缸溫度維持在200℃。其中,對流傳熱速率是輻射傳熱速率的三倍,是導致熱量浪費的主要因素。減少暴露在空氣中的面積和提高環境溫度在一定程度上能達到減少熱量浪費的目的。
          4.3烘缸配置加熱功率為35kW,約30min產生的能量就能滿足紙張加熱到200℃所需的熱量、水加熱到100℃所需要的熱量、蒸發水分消耗的熱量、烘缸加熱到200℃所需的熱量的總和。
          電磁感應加熱烘缸加熱功率的計算為開發設計電磁感應加熱烘缸的過程中配置合適的功率,提供了選擇的依據,也為提高工業生產效率方面提供了參考。
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